葡萄皮色素与抗衰老 16307130189周浩博 引言 随着人们生活水平的不断提高与人口老龄化问题愈发严重,人们 越来越注重于吃绿色无污染甚至具有一定保健功效的食物,以此来提 高自身免疫力来达到延长寿命的作用。俗话说″吃葡萄不吐葡萄皮”, 这句话是有一定的科学依据的,葡萄皮中含有大量抗氧化活性的物 质,可以对延缓衰老有不小帮助,甚至可以进一步对提取其中色素的 主要成分花青素与花色苷制作出抗衰老保健药品。 技术原理 自由基( Free radical,FR)是指具有不配对电子(即奇数电子)的原 子、分子、离子或化学基团,因其具有未成对电子而具有顺磁性和很 高的反应活性。生物体内常见的自由基有超氧阴离子(O·-2)、羟自 由基(·OH)和各种脂质过氧化物自由基(R·,RO·,ROO·)等。其中 (O·2)是氧分子(O2)的单电子还原产物,既带有一个负电荷又具有 个未配对电子,在体内最先形成;(·OH)攻击力最强;而各种脂质过
葡萄皮色素与抗衰老 16307130189 周浩博 引言 随着人们生活水平的不断提高与人口老龄化问题愈发严重，人们 越来越注重于吃绿色无污染甚至具有一定保健功效的食物，以此来提 高自身免疫力来达到延长寿命的作用。俗话说”吃葡萄不吐葡萄皮”， 这句话是有一定的科学依据的，葡萄皮中含有大量抗氧化活性的物 质，可以对延缓衰老有不小帮助，甚至可以进一步对提取其中色素的 主要成分花青素与花色苷制作出抗衰老保健药品。 技术原理 自由基(Free Radical， FR)是指具有不配对电子(即奇数电子)的原 子、分子、离子或化学基团，因其具有未成对电子而具有顺磁性和很 高的反应活性。生物体内常见的自由基有超氧阴离子(O·-2:)、羟自 由基(·OH)和各种脂质过氧化物自由基(R·，RO·，ROO·)等。其中 (O·-2)是氧分子(O2)的单电子还原产物，既带有一个负电荷又具有一 个未配对电子，在体内最先形成；(·OH)攻击力最强；而各种脂质过
氧化自由基在体内发生链锁反应( Chain reaction)而持久存在,是导致 表自沙染,杩射,食品,阳光照射以及氧化过程 (依于 衰老和许多疾病发生的直接原因 在正常的生理情况下,自由基在体内不断产生的同时又不断被清 除,保持着一个动态平衡。但如果人体处于某些病理情况或受到高能 辐射(如强电离辐射、紫外辐射)、某些药物(如抗癌剂、抗菌素、杀虫 剂和麻醉药等)和光化学空气污染等作用下,自由基过量产生而不能 及时、有效清除,就会攻击蛋白质、核酸、脂质等生物大分子。比如, 使蛋白质分子内和分子间发生交联,多肽链断裂或结构发生变化,进 而使酶和受体等具有生物学活性的蛋白质功能遭到破坏,使DNA的 氢键断裂,碱基降解和主链解旋等,这些损伤若不能及时修复,轻则 引起细胞功能受损,重则造成基因突变,引发癌症;另外,因自由基 对不饱和共价键具有特殊的亲和力,很容易攻击生物膜磷脂中的多不 饱和脂肪酸(PUA,导致膜脂过氧化,使膜的选择透过性、完整性和 各项功能受损。抗氧化活性成分的引入有利于清除由人体产生的过量 的内源性活性氧自由基,阻断自由基对人体生物大分子的损伤,减少 癌症及心脑血管疾病的发病几率。 多酚的抗氧化性较常用的抗氧化剂VE、VC,且多酚与VE、VC
氧化自由基在体内发生链锁反应(Chain Reaction)而持久存在，是导致 衰老和许多疾病发生的直接原因。 在正常的生理情况下，自由基在体内不断产生的同时又不断被清 除，保持着一个动态平衡。但如果人体处于某些病理情况或受到高能 辐射(如强电离辐射、紫外辐射)、某些药物(如抗癌剂、抗菌素、杀虫 剂和麻醉药等)和光化学空气污染等作用下，自由基过量产生而不能 及时、有效清除，就会攻击蛋白质、核酸、脂质等生物大分子。比如， 使蛋白质分子内和分子间发生交联，多肽链断裂或结构发生变化，进 而使酶和受体等具有生物学活性的蛋白质功能遭到破坏，使 DNA 的 氢键断裂，碱基降解和主链解旋等，这些损伤若不能及时修复，轻则 引起细胞功能受损，重则造成基因突变，引发癌症；另外，因自由基 对不饱和共价键具有特殊的亲和力，很容易攻击生物膜磷脂中的多不 饱和脂肪酸(PUFA)，导致膜脂过氧化，使膜的选择透过性、完整性和 各项功能受损。抗氧化活性成分的引入有利于清除由人体产生的过量 的内源性活性氧自由基，阻断自由基对人体生物大分子的损伤，减少 癌症及心脑血管疾病的发病几率。 多酚的抗氧化性较常用的抗氧化剂 VE、VC，且多酚与 VE、VC
同时存在时,具有协同抗氧化效应。葡萄皮多酚主要是低聚原花色素 和花色素苷,约占其总酚量的95%以上。多酚的抗氧化、清除自由 基的性质,是其具有某些生理活性的基础,也是当前抗氧化相关领域 的研究热点 花青素( anthocyanidin) 是一类广泛存在于 植物中的水溶性色素,属于类黄酮化合物,也是植物的主要呈色物质。 自然条件下游离的花青素极少见,而常与一个或多个葡萄糖、鼠李糖、 半乳糖、木糖、阿拉伯糖等通过糖苷键形成花色苷( anthocyanin)。花 色苷中的糖苷基和羟基还可以与一个或几个分子的香豆酸、阿魏酸 咖啡酸、对羟基苯甲酸等芳香酸和脂肪酸通过酯键形成酰基化的花色 苷 花青素及花色苷可作为天然食用色素,如葡萄皮中的天然红色素 可广泛用于果酱、酸性饮料、果酒中。其色泽鲜艳,与合成色素相比, 具有一定的营养和药理作用,且使用安全。但和其他天然色素一样, 其染色力弱,使用剂量大,不稳定(易受pH、氧化剂、酶、金属离 子、温度、光照等影响),使其应用受到一定限制
同时存在时，具有协同抗氧化效应。葡萄皮多酚主要是低聚原花色素 和花色素苷，约占其总酚量的 95%以上。多酚的抗氧化、清除自由 基的性质，是其具有某些生理活性的基础，也是当前抗氧化相关领域 的研究热点。 花青素(anthocyanidin) 是一类广泛存在于 植物中的水溶性色素，属于类黄酮化合物，也是植物的主要呈色物质。 自然条件下游离的花青素极少见，而常与一个或多个葡萄糖、鼠李糖、 半乳糖、木糖、阿拉伯糖等通过糖苷键形成花色苷( anthocyanin)。花 色苷中的糖苷基和羟基还可以与一个或几个分子的香豆酸、阿魏酸、 咖啡酸、对羟基苯甲酸等芳香酸和脂肪酸通过酯键形成酰基化的花色 苷。 花青素及花色苷可作为天然食用色素，如葡萄皮中的天然红色素 可广泛用于果酱、酸性饮料、果酒中。其色泽鲜艳，与合成色素相比， 具有一定的营养和药理作用，且使用安全。但和其他天然色素一样， 其染色力弱，使用剂量大，不稳定(易受 p H、氧化剂、酶、金属离 子、温度、光照等影响)，使其应用受到一定限制
3 8 7 A 2 6 6 5 4 花色苷 Flavylium cation 最突出的作用 就是使植物呈现五彩缤纷的颜色,同时花色苷也是一类具有保健功能 的活性成分。研究表明:花色苷具有很强的抗氧化作用,可以清除体 内的自由基。目前,许多证据表明自由基可导致脂肪、蛋白质和核酸 的氧化损害,是一些疾病如癌症、心血管疾病和神经性疾病的重要病 因。故花色苷的抗氧化活性对这些疾病的预防,可能起到非常重要的 作用。 花青素能够有效缓解或消除因视觉疲劳而引起的视物模糊,眼球 发胀、眼痛、畏光、眼干涩和眼球酸累感等症状。视觉疲劳是由于用 眼时间过长或用眼过度,且得不到及时有效的休息而造成的以眼部不 适为主的一系列症状和体征。其形成原因可能有二:一是眼球长时间 地处于搜索注视状态,眼外肌和睫状肌代谢增加,造成代谢废物(包 括氧自由基产生积累增加,从而造成肌细胞结构损伤和功能下降。 是视细胞消耗过度,而所需营养物质供应不及时,造成黄斑及视网 膜恢复时间延长。已有研究发现,花青素能够有效改善人眼黄斑恢复 时间,尤其是暗环境中对数字的辨认更为明显,从而认为花青素能够 增加眼底微循环的血流,加速物质代谢交换和増强对毛细血管的保护
花色苷 最突出的作用 就是使植物呈现五彩缤纷的颜色，同时花色苷也是一类具有保健功能 的活性成分。研究表明：花色苷具有很强的抗氧化作用，可以清除体 内的自由基。目前，许多证据表明自由基可导致脂肪、蛋白质和核酸 的氧化损害，是一些疾病如癌症、心血管疾病和神经性疾病的重要病 因。故花色苷的抗氧化活性对这些疾病的预防，可能起到非常重要的 作用。 花青素能够有效缓解或消除因视觉疲劳而引起的视物模糊，眼球 发胀、眼痛、畏光、眼干涩和眼球酸累感等症状。视觉疲劳是由于用 眼时间过长或用眼过度，且得不到及时有效的休息而造成的以眼部不 适为主的一系列症状和体征。其形成原因可能有二：一是眼球长时间 地处于搜索注视状态，眼外肌和睫状肌代谢增加，造成代谢废物(包 括氧自由基)产生积累增加，从而造成肌细胞结构损伤和功能下降。 二是视细胞消耗过度，而所需营养物质供应不及时，造成黄斑及视网 膜恢复时间延长。已有研究发现，花青素能够有效改善人眼黄斑恢复 时间，尤其是暗环境中对数字的辨认更为明显，从而认为花青素能够 增加眼底微循环的血流，加速物质代谢交换和增强对毛细血管的保护
作用,进而改善黄斑恢复时间和夜间视觉的作用。花青素在眼科学, 治疗各种血液循环失调疾病,发炎性疾病上有疗效。不仅有助于老年 性白内障的预防和糖尿病性白内障的发生,而且可以通过强大的抗氧 化作用消除或缓解人体疲劳综合症。 花色苷可预防心脑血管疾病,保护肝脏。用0.1%或0.2%的花色 苷可显著降低对鼠肝细胞的损伤,证明花色苷对肝脏具有保护作用 在体外试验中,花色苷能明显抑制低密度脂蛋白的氧化和血小板的聚 集,而这两种物质却是引起动脉粥样硬化的主要因子。 除此之外,花色苷可有效地抑制突变,特别是酰基化的花色苷具 有强烈的抗突变作用。花色苷还可用于治疗由毛细血管脆弱引起的微 循环疾病,保持血管的正常透性,预防胆固醇引起的兔的动脉粥样硬 化,作为肿瘤抑制剂、辐射防护剂及抗发炎剂等。 葡萄皮中含有丰富的花青素与花色苷,是一种具有开发意义的天 然色素之一。新疆丰富的光热资源、较大的昼夜温差和典型的大陆性 干旱气候的自然生态条件,使得葡萄种植面积占全国总面积的六分之 是我国最大的葡萄产区,且紫葡萄中葡萄皮红色素多在 300mg/100g以上,适于有色葡萄品种的规模化种植和产业化发展
作用，进而改善黄斑恢复时间和夜间视觉的作用。花青素在眼科学， 治疗各种血液循环失调疾病，发炎性疾病上有疗效。不仅有助于老年 性白内障的预防和糖尿病性白内障的发生，而且可以通过强大的抗氧 化作用消除或缓解人体疲劳综合症。 花色苷可预防心脑血管疾病，保护肝脏。用 0.1%或 0.2%的花色 苷可显著降低对鼠肝细胞的损伤，证明花色苷对肝脏具有保护作用。 在体外试验中，花色苷能明显抑制低密度脂蛋白的氧化和血小板的聚 集，而这两种物质却是引起动脉粥样硬化的主要因子。 除此之外，花色苷可有效地抑制突变，特别是酰基化的花色苷具 有强烈的抗突变作用。花色苷还可用于治疗由毛细血管脆弱引起的微 循环疾病，保持血管的正常透性，预防胆固醇引起的兔的动脉粥样硬 化，作为肿瘤抑制剂、辐射防护剂及抗发炎剂等。 葡萄皮中含有丰富的花青素与花色苷，是一种具有开发意义的天 然色素之一。新疆丰富的光热资源、较大的昼夜温差和典型的大陆性 干旱气候的自然生态条件，使得葡萄种植面积占全国总面积的六分之 一，是我国最大的葡萄产区，且紫葡萄中葡萄皮红色素多在 300mg/100g 以上，适于有色葡萄品种的规模化种植和产业化发展
技术应用 ①合成色素的理想替代品 食品的色泽是衡量食品质量的主要指标之一,在食品中添加色素, 不但能保证产品色泽均匀性,而且还能改进产品的外观。由于陆续发 现食用合成色素中不少品种具有严重的慢性中毒和致癌作用,天然色 素在食品上的应用成了近年来新兴的科学研究领域。从农作物和果蔬 中提取的天然色素,其色泽自然、安全、无毒副作用、较高的营养价 值和药理价值等优点而倍受人们青睐。如葡萄红已广泛用于果酱、果 汁、果冻和饮料的着色;其他如天然食用姜黄色素应用丁糕点糖果 饮料、冰淇淋等。 ②天然抗氧化剂 防止食品氧化已成为食品工业中的一个重要问题,在食品中添加 抗氧化剂,能使食品营养成分(维生素、不饱和脂肪酸等)不受破坏。 由于合成抗氧化剂存在安全性问题,越来越多的国家趋向于使用天然 抗氧化剂,开发高效、安全的天然抗氧化剂已成为当前的一大热点。 些天然食用色素的抗氧化效果非常显著,如葡萄皮色素其抗氧化能 力相当于VC的98%以上。 ③天然防腐剂 目前经常使用的是苯甲酸(钠)、山梨酸(钾)等化学防腐剂由于安全 性已引起人们的质疑,越来越多的科技工作者将注意力转向天然食品 防腐剂的开发,天然食品防腐剂存在价格偏高、抑菌防腐效果较差等 缺点。但从长远的发展趋势来看,天然食品防腐剂必将取代化学防腐
技术应用 ① 合成色素的理想替代品 食品的色泽是衡量食品质量的主要指标之一，在食品中添加色素， 不但能保证产品色泽均匀性，而且还能改进产品的外观。由于陆续发 现食用合成色素中不少品种具有严重的慢性中毒和致癌作用，天然色 素在食品上的应用成了近年来新兴的科学研究领域。从农作物和果蔬 中提取的天然色素，其色泽自然、安全、无毒副作用、较高的营养价 值和药理价值等优点而倍受人们青睐。如葡萄红已广泛用于果酱、果 汁、果冻和饮料的着色；其他如天然食用姜黄色素应用丁糕点糖果、 饮料、冰淇淋等。 ② 天然抗氧化剂 防止食品氧化已成为食品工业中的一个重要问题，在食品中添加 抗氧化剂，能使食品营养成分(维生素、不饱和脂肪酸等)不受破坏。 由于合成抗氧化剂存在安全性问题，越来越多的国家趋向于使用天然 抗氧化剂，开发高效、安全的天然抗氧化剂已成为当前的一大热点。 一些天然食用色素的抗氧化效果非常显著，如葡萄皮色素其抗氧化能 力相当于 VC 的 98%以上。 ③ 天然防腐剂 目前经常使用的是苯甲酸(钠)、山梨酸(钾)等化学防腐剂由于安全 性已引起人们的质疑，越来越多的科技工作者将注意力转向天然食品 防腐剂的开发，天然食品防腐剂存在价格偏高、抑菌防腐效果较差等 缺点。但从长远的发展趋势来看，天然食品防腐剂必将取代化学防腐
剂。葡萄皮色素对枯草芽孢杄菌、志贺氏菌、以及啤酒酵母、葡萄汁 酵母有较强的抑制作用。但是单一天然色素的杀菌谱较窄,在天然色 素防腐剂的开发上,一般利用不同天然色素抑菌力的协同作用,开发 高效的天然色素复合防腐剂。 ④美容作用 主要原因是它能阻止参与形成黄褐斑的黑色素酰氨酸酶的活性, 能抑制一部分黑色素的产生,以及由紫外线引起的色素沉着,从而达 到皮肤增白的作用。除此之外,还能阻断皮肤中弹性蛋白酶的产生及 其活性,改善因缺乏弹性蛋白而松弛无力、老态皱纹等现象 ⑤改善视觉功能 花色素对改善眼睛疲劳也有很好的作用,而且花色素能使人夜间 视力增强,在昏暗条件下,使视力很快适应环境。对于在强光刺激下 所造成的视力低下,花色素还能缩短视力的恢复时间。 ⑥抗辐射应用即抗衰老应用 辐射对人的损伤,主要是由于机体受到辐射后可产生大量自由基, 会引发脂质过氧化等损伤,花色素有清除自由基,抑制氧化损伤的功 效。葡萄皮花色素可减轻人体基因突变的诱变因素,如与天冬甜素( 种合成食用甜味剂)合用,可大大降低能破坏骨髓细胞内染色体的环 磷酰胺和二恶英的诱变作用,从而提髙人体的抗诱变能力,而诱变作 用可导致DNA的损伤和细胞异常增殖所致的癌症。[1
剂。葡萄皮色素对枯草芽孢杆菌、志贺氏菌、以及啤酒酵母、葡萄汁 酵母有较强的抑制作用。但是单一天然色素的杀菌谱较窄，在天然色 素防腐剂的开发上，一般利用不同天然色素抑菌力的协同作用，开发 高效的天然色素复合防腐剂。 ④ 美容作用 主要原因是它能阻止参与形成黄褐斑的黑色素酰氨酸酶的活性， 能抑制一部分黑色素的产生，以及由紫外线引起的色素沉着，从而达 到皮肤增白的作用。除此之外，还能阻断皮肤中弹性蛋白酶的产生及 其活性，改善因缺乏弹性蛋白而松弛无力、老态皱纹等现象。 ⑤ 改善视觉功能 花色素对改善眼睛疲劳也有很好的作用，而且花色素能使人夜间 视力增强，在昏暗条件下，使视力很快适应环境。对于在强光刺激下 所造成的视力低下，花色素还能缩短视力的恢复时间。 ⑥ 抗辐射应用(即抗衰老应用) 辐射对人的损伤，主要是由于机体受到辐射后可产生大量自由基， 会引发脂质过氧化等损伤，花色素有清除自由基，抑制氧化损伤的功 效。葡萄皮花色素可减轻人体基因突变的诱变因素，如与天冬甜素（一 种合成食用甜味剂）合用，可大大降低能破坏骨髓细胞内染色体的环 磷酰胺和二恶英的诱变作用，从而提高人体的抗诱变能力，而诱变作 用可导致 DNA 的损伤和细胞异常增殖所致的癌症 。[1]
技术优缺点 、优点 葡萄有悠久的食用传统,在国内种植面积广,且有不断扩展 的趋势,原料来源相当充足。随着生活水平提高,人们健康意识 不断增强,研究和开发风味独特的葡萄皮系列功能食品和食品抗 氧化添加剂不仅可以满足人们对天然保健食品的需求,同时有利 于带动种植地区的经济发展 、缺点 1.葡萄皮色素产量低,存在技术瓶颈,虽然我国葡萄总产量 稳居世界第一,栽培面积达70多万公顷,但目前尚没有一种成 本低并且能广乏应用于工业生产的葡萄皮色素粗产品提取率较高 的技术 2.市面上的葡萄大多都有农药残留,并且葡萄皮上的农药残 留是远多于葡萄的果肉的,大多数人对于葡萄皮安全问题存在本 能的质疑
技术优缺点 一、优点 葡萄有悠久的食用传统，在国内种植面积广，且有不断扩展 的趋势，原料来源相当充足。随着生活水平提高，人们健康意识 不断增强，研究和开发风味独特的葡萄皮系列功能食品和食品抗 氧化添加剂不仅可以满足人们对天然保健食品的需求，同时有利 于带动种植地区的经济发展。 二、缺点 1. 葡萄皮色素产量低，存在技术瓶颈，虽然我国葡萄总产量 稳居世界第一，栽培面积达 70 多万公顷， 但目前尚没有一种成 本低并且能广乏应用于工业生产的葡萄皮色素粗产品提取率较高 的技术。 2. 市面上的葡萄大多都有农药残留，并且葡萄皮上的农药残 留是远多于葡萄的果肉的，大多数人对于葡萄皮安全问题存在本 能的质疑
参考文献 []郭文莉葡萄皮色素提取、纯化与氧化活性的研究[D]新疆:新疆农 业大学,2007:1-4,8
参考文献 [1]郭文莉.葡萄皮色素提取、纯化与氧化活性的研究[D].新疆：新疆农 业大学，2007：1-4，8