經國管理暨健康學院 食品保健系 101學年度第一學期專題報告

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1 經國管理暨健康學院 食品保健系 101學年度第一學期專題報告
經國管理暨健康學院 食品保健系 101學年度第一學期專題報告 原花青素之保健功效及萃取技術 班級：四技食品保健系四甲 姓名：陳瑋宗 學號： 日期：101年10月8日

2 大綱 壹、前言 貳、原花青素簡介 叁、保健功效 肆、萃製技術 伍、原花青素相關產品 陸、結論 柒、參考文獻 捌、心得

3 前言 原花青素為一種多酚化合物，普遍存在於水果如葡萄、蔓越莓與藍莓中。除了具有多元酚類固有之抗氧化特性外，原花青素尚有抗菌、抑癌與預防心血管疾病等多重生理功效，為重要的食品機能性成分，值得投入產品開發技術研究。

4 貳、原花青素簡介 原花青素(proanthocyanidins)是無色的，基本的結構是由flavan-3-ol-兒茶素(catechin)及表兒茶素(epicatechin)為單體去構成二聚體、三聚體、四聚體等聚合物，以2-10聚體的寡聚合物(oligomeric proanthocyanidins，OPC)活性為最佳，因此才會常常聽到大家口裡常說的”OPC”活性成分，原花青素常存在於葡萄子、蘋果、蔓越莓等中。

5 圖一、原花青素結構單元 (王晨,2009)

6

7 （+）兒茶素 (－) 表兒茶素

8 圖三、葡萄中原花青素的代謝 (王晨,2009)

9 mg / 100g( foods) and mg / L(beverages)
表一、各種食物中原花青素含量 mg / 100g( foods) and mg / L(beverages) Food oligimers >10mers Total 水果 藍莓 50.8 ± 4.7 129.0 ± 47.3 179.8 ± 50.8 小紅莓 ± 20.9 233.5 ± 49.1 418.8 ± 75.3 草莓 69.2 ± 7.6 75.8 ± 13.4 145.0 ± 24.9 紅葡萄 16.4 ± 1.48 44.6 ± 9.9 61.0 ± 12.3 葡萄籽 ± 34.0 ± 86.3 3532.3±105.8 蘋果 88.2 ± 2.1 37.6 ± 2.6 125.8 ± 6.8 洋李 158.6 ± 19.8 57.3 ± 24.4 215.9 ± 50.7

10 表一、各種食物中原花青素含量(續) mg/100g(foods)and mg/L(beverages)
穀類及豆類 高梁 1525±85.9 2440.4±271.0 3965.4±402.5 小紅豆 203.7± 3.7 252.9± 0.8 456.6± 7.5 大麥 74.2±3.0 N.D 堅果類 杏仁 103.7±12.2 80.3±28.1 184.0±48.2

11 表一、各種食物中原花青素含量(續) mg/100g(foods)and mg/L(beverages)
榛果 178.3±30.4 322.4±102.5 500.7±152.0 胡桃 47.3±5.0 20.0± 9.3 67.3±14.7 飲料、甜點 黑巧克力 177.8±4.8 68.2±8.8 246.0±0.3 紅酒 203.5±2.8 110±2 313±5 葡萄汁 221 303±2 524±2 調味料 咖哩粉 74.2±2.2 N.D (Gu et al.,2004)

12 叁、保健功效

13 (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)
1.抗氧化: A.DPPH法測定葡萄籽原花青素清除自由基的能力: (1)實驗原理: DPPH  (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 一種穩定的自由基 紫紅色 DPPH 還原  葡萄籽原花青素 無色

14 (2)實驗方法: 1.製作DPPH標準曲線製作 2.葡萄籽原花青素分級萃取 3.自由基殘留率測定

15 (2)實驗方法: (a) 製作DPPH標準曲線製作: 精確稱取2. 5mgDPPH，用甲醇定容到100ml，配製成質量濃度為2
(2)實驗方法: (a) 製作DPPH標準曲線製作: 精確稱取2.5mgDPPH，用甲醇定容到100ml，配製成質量濃度為2.5 × 10-2 mg/ml的標準溶液(現配現用)，分別取0,2,4,6,8,10 ml標準溶液用甲醇定容至10ml，質量濃度分別為0,5,10,15,20,25 μg/ml。

16 圖4.「DPPH‧」標準曲線 (吸收波 515nm) (李春陽,2009)

17 (b)葡萄籽原花青素分級萃取: 葡萄籽磨粉，過篩→用70%乙醇溶液萃取3次→離心過濾，取澄清濾液→以40℃以下減壓濃縮，再經噴霧乾燥，得葡萄籽原花青素粗粉(Crude Grape Seed Proanthocyanidin,簡稱GSP)→稱取一定量粗萃取物，用水溶解後，過濾，用HP-2MGL大孔吸附樹脂柱，吸附上，用去離子水洗下蛋白、糖等雜質→依次用30%、50%、70%的乙醇脫洗 →將脫洗液真空濃縮並冷凍乾燥，得到純化物乾粉GSPP1、GSPP2、GSPP3。→將GSPP3用甲醇溶解，再用Sephadex-LH20吸附柱純化，最後用50%丙酮溶液洗下，得到更純的純化物GSPP3-SP。

18 純化(管柱層析-HP-2MGL大孔吸附樹脂柱) 乙醇脫洗
葡萄籽粉 萃取3次 (70%乙醇溶液) 離心過濾 萃出液 殘渣 減壓濃縮 噴霧乾燥 葡萄籽原花青素粗粉 (Crude Grape Seed Proanthocyanidin,簡稱GSP) 純化(管柱層析-HP-2MGL大孔吸附樹脂柱) 乙醇脫洗 30% 50% 70% GSPP1 GSPP2 GSPP3 純化(管柱層析-Sephadex-LH20 50%丙酮 GSPP3-SP

19 (C)自由基殘留率測定方法: 取適量的葡萄籽原花青素分級樣品，用甲醇溶解，配製不同濃度的葡萄籽原花青素，分別取0.1mL樣品液，加入3.9ml質量濃度為25mg/L﹝DPPH‧﹞標準液，以甲醇為空白試驗。將混合溶液搖勻，用比色盤，在515nm測定吸光值，測定不同時間的吸光值，根據標準曲線可以換算成﹝DPPH‧﹞質量濃度，從而計算出﹝DPPH‧﹞殘留率。根據﹝DPPH‧﹞殘留率和相對的葡萄籽原花青素添加量，可以繪製原花青素清除﹝DPPH‧﹞自由基的曲線。

20 (3)結果: 圖5.葡萄籽GSP清除「DPPH‧」曲線 圖6.葡萄籽GSPP1清除「DPPH‧」曲線 (李春陽,2009)

21 圖7.葡萄籽GSPP2清除「DPPH‧」曲線 圖8.葡萄籽GSPP3清除「DPPH‧」曲線 (李春陽,2009)

22 圖9.葡萄籽GSPP3-SP清除「DPPH‧」曲線
(李春陽,2009)

23 B、人體抗氧化實驗: (a)選擇年齡45~65歲100人，身體健康狀況良好，無腦、心、肝、肺、腎、血液疾病，無長期服藥史。排除孕期及哺乳期婦女及短期內服用與實驗有關的物品，以免影響實驗結果。試食組50人，其中15位男性，35位女性，年齡(51.8±6.9)，對照組50人，11位男性，39位女性(50.9±6.2)歲。

24 實驗組 50人 對照實驗組 50人 每天吃葡萄籽 萃取物軟膠囊 1g 連續3個月 中15位男性，35位女性， 年齡(51.8±6.9)

25 人體抗氧化實驗(續): 實驗組每天吃葡萄籽萃取物軟膠囊，1g，連續3個月，對照組不必吃，實驗期間，試食組與對照組生活、飲食照常。測試血清超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)，谷胱甘肽過氧化物酶(giutathione peroxidase,GSH-Px)活性，和丙二醛含量(maleic dialdehyde,MDA)含量。

26 表2.試驗前後試食組與對照組SOD、GSH、MDA含量的比較
(b)結果: 表2.試驗前後試食組與對照組SOD、GSH、MDA含量的比較 (丰佃娟,2007)

27 2.改善血管內皮細胞功能 血管內皮細胞是連續被覆再血管內膜的一層細胞，除了做為血液與組織的屏障之外，尚有促進血管舒張，保持血流暢通與抑制血小板凝集，以及防止血栓產生之功能。早期的研究指出，紅酒中的某些多酚類有舒張血管的效果(Dell’Agli et al., 2004)，這些物質係藉由活化內生性一氧化氮合成酶，而促進一氧化氮的產生，進而舒張血管(Andriambeloson et al.,1997)，而這些多酚類被證實為花青素聚合度大於3的原花青素(Fitzpatrick et al.,2000)。

28 紅酒中的某些多酚類有舒張血管的效果(Dell’Agli et al
紅酒中的某些多酚類有舒張血管的效果(Dell’Agli et al., 2004)，這些物質係藉由活化內生性一氧化氮合成酶，而促進一氧化氮的產生，進而舒張血管(Andriambeloson et al.,1997)，而這些多酚類被證實為花青素聚合度大於3的原花青素(Fitzpatrick et al.,2000)。 (花王健康科學研究會)

29 3.抑制血小板凝集 當血管內皮發生損傷時，血小板將會被活化而貼附並聚集於內皮細胞，且釋放促發炎因子如血清素(serotonin)與血栓素A2(thromboxane A2)，此皆為參與動脈粥狀硬化過程重要因子(Ross,1993)。 Rein等人(2000)進行體外試驗，在人血中加入原花青素的三聚體或五聚體，結果在正常狀態下可增加血小板表面黏附因子PAC-1及P-selectin的表現，但在促凝血劑如腎上腺素的存在下，原花青素卻能抑制血小板的活化反應。

30 3.抑制血小板凝集(續): Vitseva等人(2005)分別將葡萄籽與葡萄皮之萃取物加入富血小板之血漿中，隨後觀察血小板聚集情況，結果發現，相較於葡萄皮萃取物，葡萄籽萃取物在較低濃度下即可明顯抑制血小板聚集，推論此差異是葡萄籽中的原花青素含量比較豐富所致。Sano(2005)等人以來自葡萄籽之原花青素餵食雄性大鼠後抽血，在體外以剪切力誘導血小板聚集，結果發現，餵食原花青素之組別相較於控制組，其血小板之反應性明顯降低。

31 4.抑制心臟缺血性損傷 當冠狀動脈發生硬化時，通往心臟的血液流量變小，因而無法輸送足夠的氧氣至心臟，導致心肌細胞凋亡，造成心臟損傷。Sato等人(2001)以由葡萄籽萃取之原花青素連續餵食大鼠3週後將其心臟取出，並使心臟暫時缺血以誘發心肌細胞凋亡，結果發現，相較於未服用原花青素之實驗組，大鼠心肌細胞之凋亡率明顯降低。該研究進一步證實，原花青素係藉由抑制凋亡前轉錄因子JNK與c-Jun來抑制心肌細胞凋亡。

32 肆、萃製技術

33 表3.貯藏條件對葡萄籽中原花青素穩定性的影響
1.貯藏條件對葡萄籽中原花青素穩定性的影響 表3.貯藏條件對葡萄籽中原花青素穩定性的影響 (張琦,2006)

34 2.有機溶劑萃取法 (1)溶劑種類對原花青素萃取量的影響 表4.溶劑種類對原花青素浸提量的影響 (施立欽,2007)

35 (2)乙醇萃取法: 表5.不同條件乙醇的萃取濃度比 (葛亮,2008)

36 (2)pH值及乙醇濃度與萃取時間對萃取率的影響
圖11.乙醇濃度對萃取率的影響 (姚添元,2010)

37 (2)pH值及乙醇濃度與萃取時間對萃取率的影響(續)
圖12.萃取時間對萃取率的影響 (姚添元,2010)

38 3.金屬離子對原花青素穩定性的影響 圖13、14.金屬離子對原花青素穩定性的影響 (張琦,2006)

39 4.次臨界水萃取法 在常溫常壓下，水的介電常數為78，屬於高極性介質，因此對於低極性物質，如多數機能性成分之溶解度甚低。然而，液態水之介電常數可藉由溫度的改變進行調整，溫度愈高，介電長數愈低。如圖15所示。

40 圖15.液態水之介電常數與溫度的關係 (Herrero et al.,2006)

41 Garcia-Marino等人(2006)分別以次臨界水萃取葡萄籽中的原花青素，但僅探討聚合度4以下的原花青素萃取率，其設備圖，如圖6
Garcia-Marino等人(2006)分別以次臨界水萃取葡萄籽中的原花青素，但僅探討聚合度4以下的原花青素萃取率，其設備圖，如圖6.所示。實驗結果顯示，在1500psi壓力下以三段升溫式萃取方式(50℃→100℃→150℃)萃取，所得原花青素產率較高(16.0%)，萃取物中原花青素之純度43.60%。

42 圖16.次臨界水萃取設備圖 (Garcia-Marino et al.,2006)

43 伍、原花青素之產品 【品牌】 我的健康日記 【成分】
原料:水、紅葡萄濃縮汁、綜合莓類濃縮汁、果糖、蔓越梅濃縮汁、紅酒萃取(紅酒多酚)、葡萄籽萃取、羧甲基纖維素鈉、檸檬酸、香料、珍珠粉、蔗糖素、綜合水果萃取、草莓萃取(含草莓多酚)、巴西莓萃取、余甘籽萃取、紅石榴萃取、野櫻莓萃取、覆盆子萃取、桑葚萃取。內容量50ml(瓶) 【使用方法】 每日一瓶，搖勻開瓶後立即飲完；冰涼後飲用風味更佳。 【價格】 6瓶原價399元，活動價239元

44 【品牌】 超級C粉 【成分】 頂級維生素C(毆製)、松樹皮萃取物(美製)、 貝殼鈣(日製)，200公克/瓶 【使用方法】 取適量的C粉加涼開水稀釋(水量為C粉重的20-40倍)，亦可加如純蜂蜜(C粉重量的8倍)或天然代糖(C粉重量的10倍)調味後，裝入玻璃瓶中搖搖，再飲用。 置於室溫下，陰涼乾燥處即可。 【價格】 1450元

45 【品牌】 葡萄籽CE plus 【成分】 葡萄籽萃取物(原花青素)、維生素C、維生素 E、綠茶素，60膠囊/瓶。 【使用方法】 每日一次，每次兩顆，飯後配開水。 【價格】 700元/瓶

46 陸、結論 DPPH法可以用於葡萄籽原花青素抗氧化能力的測定。隨著葡萄籽原花青素純化程度愈高，其抗氧化清除自由基的能力也相對提高。人體實驗也證實了服用原花青素可以增加血清超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶含量，及降低丙二醛的含量。 原花青素已被證實在心血管疾病保健功效的發展進程中，有抗氧化、改善血管內皮細胞功能、抑制血小板凝集、抑制心臟缺血性損傷等保健功效。除了由日常均衡的飲食與運動控制之外，適度的攝取具有預防功效之機能性成分，也是必須的。特別是吃葡萄時，不妨將將葡萄籽一起咬碎吞食，將有效增加原花青素的補充。

47 陸、結論(續) 原花青素之萃取、與純化之技術乃是產品開發領域中相當重要的部份。原花青素的萃取主要以60%乙醇、50℃、pH值4、萃取2小時的萃取率最佳。次臨界水可成功萃取葡萄籽中的原花青素，並可避免使用有機溶劑所以發安全性之虞，為一值得開發之技術。

48 柒、參考文獻 施立欽, 2007,葡萄籽中原花青素提取公藝研究,精細與專用化學品,15(20)
張雲評,2008,原花青素之心血管保健功效及萃取技術,食品工業,40(12) 丰佃娟,徐貴發,2007,葡萄子提取物對人體抗氧化能力的影響,山東大學學報(醫學版) 45(10) 李春陽,許時嬰,王璋,2006, DPPH法測定葡萄子原花青素清除自由基的能力,食品與生物技術學報,25(2) 張琦,孟時軍,孫希云,李彬,2006,葡萄籽中原花青素的穩定性研究,瀋陽農業大學學報,37(2): 王晨,房經貴,曹雪,楊光,2009,葡萄中原花青素的代謝,中國農學通報,25(9): 葛亮,張志強,楊清香,2008,葡萄籽中原花青素提取工藝的研究,農產品加工‧學刊,133(4) 姚添元,孟利娟,李維,李巧玲,2010,葡萄籽中原花青素提取工藝研究,綠色科技,(8)

49 心得: 做完這份專題製作，真的感覺好累，而且還不小心記錯要交的時間，搞得自己得熬夜完成；也許是心理壓力太大，使得做事效率很差，其實很多時間都是坐在電腦前面不知道在做甚麼，只知道很心煩，非常排斥製作這份報告，情緒變得很糟糕，加上報告內容也不好，就非常沮喪，覺得自己明明可以更好，但是卻不理想。不過，經過這次的專題製作，也讓自己體會到，獨力完成一個有效期限要交出報告，而且要上台說明，感受到自己的抗壓性實在是不太好，也給自己過多的期許，太大的壓力；這次的專題製作，不只是專題製作，也讓我好好審視自己的IQ還有EQ。