植物多酚提取与检测方法的研究进展

初 乐 赵 岩 和法涛 马寅斐 朱风涛 吕绪强

（中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南250014）

植物多酚（Plant Polyphenol）又名植物单宁（Vegetable Tannin），主要存在于植物的皮、根、叶、果中，在植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素。常见的植物多酚有苹果多酚、茶多酚、葡萄多酚、石榴多酚等。1796年，Seguin首次将植物水浸提物中可使生皮转变为革的多酚类化合物称为“植物单宁”，多酚的研究工作就此开展。White和Bate-Smith定义植物单宁为相对分子量在500～3000范围内的具有鞣性的多元酚。而“植物多酚”术语是由Haslam[1]在1981年根据单宁的分子结构及分子量提出的，涵盖了所有单宁以及与单宁的衍生物质。由于植物多酚具有独特的功能价值，目前已广泛应用于医学、食品、制革和日用化工等相关领域。

多酚物质为极性有机化合物，可溶于水及甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙酮等有机溶剂，不溶于氯仿。在酸性介质中一般稳定，但在碱性介质中容易氧化褐变。目前国内常采用有机溶剂法提取植物多酚，近年来，随着新技术的研究，对多酚提取方法的研究也越来越多，本文简要介绍了植物多酚的结构和功效，并分析了植物多酚常用的提取方法以及定量检测方法。

1 植物多酚的结构和功效

植物多酚的科学分类法是在1920年由K.Freud enberg提出的，按照其化学结构特征，可将植物多酚分为水解单宁（hydrolysable tannins）和缩合单宁（condensed tannins）。水解单宁（hydrolysable tannins）是单宁水解出来的产物，主要是一种酸酯类多酚；缩合单宁（condensed tannins）则主要由聚黄烷醇类多酚或原花色素，即羟基黄烷醇类单体的组合物，单体间以C-C键相连[2]。

由于多酚结构的特殊性，酚羟基数目较多而且以邻位酚羟基最为典型。这些邻位酚羟基活性较强，极易被氧化，且对活性氧等多种人体自由基具有较强的捕捉能力，赋予了植物多酚最重要的功能：极强的抗氧化和清除自由基的能力。因此，植物多酚被称作人类健康的“第7营养素”。有专家提出，人类的疾病，如衰老、心脑血管疾病、癌症等多是由于遭受过剩的自由基攻击而引起的，通过服用植物多酚，清除过多自由基就能减缓疾病的发生。有研究者发现，葡萄酒在带皮发酵过程会生成大量白藜芦醇[3]，这是一种非黄酮类的多酚化合物，能够抑制胆固醇和血脂的上升。在日本绿茶消费较多的地区，胃癌发病率较低，这主要是因为绿茶中富含茶多酚，长期饮用，可以减少癌症和肿瘤[4]。可见，服用植物多酚，能够有效减缓疾病的发生。

2 多酚的提取方法

多酚的提取方法较多，目前常用的主要有以下几种。

2.1 有机溶剂萃取法

溶剂提取方法是我国最早使用的一种方法，使用最为广泛。

多酚物质一般极性较强，因此易溶于水。水虽然是植物多酚的良好溶剂，但并非适合于所有多酚物质的提取。因为多酚在植物体内通常与蛋白质、多糖以氢键和疏水键形成稳定的分子复合物，而多酚物质大多分子量大、羟基数量多，所以在多酚提取时要求提取溶剂不仅对多酚具有良好的溶解性，而且能够断裂氢键，这样才能最大程度地将植物中的多酚溶出。很多学者发现，有机溶剂和水的复合体系最适合多酚物质的提取，有机溶剂含量一般为50～70%[5-7]。由于有机溶剂的极性差异，对多酚的提取一般为：四氢呋喃＞丙酮＞甲醇＞乙醇＞丙醇，其中是丙酮-水是应用最多的体系。

对于以缩合单宁为主体的植物，常采用弱酸性的醇-水体系，可提高多酚的提取率。但是，用这种溶剂提取的多酚是一个复杂的成分体系，包括单宁、低分子量的酚、黄酮类化合物，甚至糖类和色素[8]。为获得较为准确的结果，目前最常用的手段是将样品干燥后，采用不同极性的有机溶剂进行分步萃取。但该法也存在一些缺点，如溶剂使用量大，成本高，耗时长，不适合工业化的大生产等。

2.2 超临界萃取（SFE）结合传统工艺法

超临界流体萃取技术与一般的萃取分离技术相比，传递性能良好，渗透力较强，对有机物质萃取率高，产品质量好。王小梅等[9]运用超临界二氧化碳萃取方法对茶多酚进行了提取试验，结果表明：用超临界CO2萃取茶叶中的茶多酚在工艺上是完全可行的，该方法的适宜实验条件是：萃取压力为20MPa，萃取温度为50℃，分离压力为5MPa，分离温度为40℃，CO2流量为25L/h，萃取时间为5h，此条件下，茶多酚的萃取率达9.0%。

此法与传统有机溶剂法相比，多酚得率、纯度高，提取物中多酚含量高达90%以上；产品安全性能好，溶剂残留量为零；溶剂使用量减少，降低了对环境的污染，符合植物多酚工业化生产对溶剂、制作路线、生产过程的安全性、多酚品质等多方面的要求。但是由于萃取过程中系统必须处于超临界状态下才能进行有效地分离，因而对设备要求比较高。超临界设备的高价格阻碍了该项技术在实际生产中的应用实施，故目前此技术离工业化还有一定的距离。

2.3 微波提取法

近年来，随着微波技术的快速发展，微波提取以其高效、节能、省时、具有强的植物细胞壁破除能力等优点已被广泛应用于植物有效成分的提取[10，11]。相比而言，微波浸提比溶剂回流提取法选择性高，比水蒸汽蒸馏法提取率高，这些都说明微波浸提技术与传统提取方法相比有一定的先进性。周谨等[12]利用微波技术提取银杏黄酮，结果发现微波辐照5min基本可以达到常规加热1h的效果，对黄酮物质几乎无破坏。周志等[13]以水为介质对绿茶进行微波处理，发现茶多酚浸出率高达90%以上，与传统水煮相比极大地提高了多酚的提取效率。

2.4 高压液相萃取法

该萃取方法通过高温和高压的方法提取植物中的多酚物质，而且采用逐渐加温、加压的方式，减少多酚物质在高温、高压下的分解，保证多酚的完整性。主要操作工艺为：将样品放置在无污染的钢质萃取容器里，加入合适的萃取溶剂，封闭容器后，逐渐提升温度（40～200℃）和压力（3.5～21MPa），然后收集随挥发气体而溶出的多酚物质。该方法提取率较高，而且耗时短，一般5～15min即可完成多酚物质的萃取，同时可以实现自动化。Alonso-salces[14]认为在植物活性成分的提取方面采用高压液相萃取法即逐渐升温、升压比溶剂萃取法和超声辅助提取法更为简单高效。

3 植物多酚检测方法

植物多酚的检测方法主要有分光光度法、化学发光法、高效液相色谱法等，比较常用的是分光光度法。

3.1 分光光度法

高锰酸钾滴定法[15]在传统的测定方法中具有一定的代表性，但由于高锰酸钾具有强氧化性，造成方法的选择性低、误差大，逐渐被分光光度法所取代。分光光度法主要是利用多酚类化合物与特定的显色剂发生显色反应，反应后溶液的吸光度与多酚含量成正比，进而可以通过吸光度的大小判断多酚的含量。

3.1.1 福林-肖卡法

福林-肖卡法[16]的主要原理是：在碱性溶液中多酚类化合物可以将钨钼酸还原（使W6+变为W5+），生成蓝色的化合物，颜色的深浅与酚类含量呈正相关，此化合物在760nm处有最大吸收峰。曹炜等[17]人采用福林—肖卡法测定蜂蜜中总酚酸的含量，但由于该法干扰因素多，偏差较大，微量分析的准确度将难以保证。

3.1.2 酒石酸亚铁法

1953年，Roux等人建立了多酚的酒石酸亚铁测定法，主要原理是多酚能与酒石酸亚铁形成蓝紫色络合物，该络合物在545nm下有最大吸收峰[18]。该法是多酚类化合物测定中引用最多的快速分析方法，也是我国国标采用的方法。

钟兴刚等[19]比较了酒石酸亚铁法和福林酚法测定茶多酚，发现两者结果相差30%左右，他提出，福林酚法更适合多酚含量比较单一的或是未氧化发酵的茶类中茶多酚的测定。可见，在方法的选择上，原料和多酚性质具有决定性的作用。

3.2 化学发光法

该法的原理是：物质在化学反应过程中吸收化学能而使分子激发出光，以此进行测定。该法常用鲁米诺作为化学发光试剂。化学发光法的灵敏度高，线性范围宽，仪器简单，因此越来越受到科研人员的关注。米娟等[20]建立了流动注射化学发光（FI-CL）法测定茶叶中茶多酚的新方法，并该方法用于红茶、绿茶等茶多酚含量的测定，加标回收率为95.4～108.3%，与国家标准测定方法对比，结果较好。张亚莉等[21]建立了静态注射化学发光法Luminol-H2O2-NaOH对中草药黄芩中黄芩苷含量的检测，可满足分析的要求。

3.3 高效液相色谱法

高效液相色谱法是目前实验室应用最广泛、最有效的分离分析技术之一，该法分辨率高、分析速度快、重复性好、定量分析精确度高，因此发展迅速[22]。曲文娟等[23]建立了石榴皮水提取物中没食子酸、安石榴甙A、安石榴甙B和鞣花酸4种多酚化合物的高效液相色谱（HPLC）分析方法，该方法回收率为83～112%，相对标准偏差（RSD）均低于10%，17min内可实现石榴皮水提取物中4种多酚化合物的快速检测。刘建利等[24]建立了测定山楂中绿原酸、表儿茶素和芦丁的反相高效液相色谱方法，采用的流动相是由甲醇—乙腈（23:77，V/V）和0.1%甲酸组成，检测波长为280nm，柱温为30℃。本测定方法的回收率在91.8～110.9%之间，平均回收率为101.5%，说明该方法准确可靠。

4 结语

如何提高植物多酚的提取率并最大程度地保留多酚的活性，是科研工作者在提取多酚时面临的最大难题，因此许多先进的提取技术不断应运而生。但是，新技术大多仅停留在实验室阶段，真正的实施应用还处于起步，许多技术条件还不成熟，还不适宜大规模应用。对于植物多酚的提取技术还应继续深入，使其尽快实现转化。

总之，在提取植物多酚时，应选择适宜的提取方法，同时，也可结合几种方法进行互补。既要勇于大胆尝试新技术、新工艺、新设备，又要注意尽可能地降低生产投资成本。

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