周素娟
(國家食品藥品監督管理局保健食品審評中心,北京,100061)
摘要:葡萄籽提取物原花青素(GSPE)具有抗氧化、保護心血管、抗突變、抗腫瘤、皮膚保健等生物活性,在食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域應用廣泛。近年來(lái)在我國保健食品中的應用也越來(lái)越多,涉及到抗氧化、祛黃褐斑、輔助降血脂、增強免疫力等多項保健功能。本文對GSPE的化學(xué)結構、提取分離、分析方法、生物活性、食用安全性等方面進(jìn)行概述,并對其在我國保健食品的保健功能分布、用量情況、質(zhì)量標準等情況和存在問(wèn)題進(jìn)行分析,為其在保健食品中的進(jìn)一步研究應用提供參考。
關(guān)鍵詞:葡萄籽提取物;原花青素;生物活性;保健食品;應用
葡萄籽提取物原花青素(grape seed proanthocyanidin extract,GSPE)是從葡萄籽中提取出的生物類(lèi)黃酮,作為原花青素的理想來(lái)源,近年來(lái)得到了廣泛深入的研究。大量研究表明,GSPE具有顯著(zhù)的抗氧化和清除自由基活性,現已廣泛應用于食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域。由于其顯著(zhù)的生物活性,近年來(lái)GSPE的銷(xiāo)售額一直位于美國膳食補充劑的前十名。
近幾年我國以GSPE為原料的保健食品也越來(lái)越多。本文就GSPE的生物活性研究進(jìn)展做一概述,并對其在我國保健食品中的應用情況及存在的問(wèn)題進(jìn)行初步分析,為今后GSPE的進(jìn)一步研究及其在保健食品中的應用提供參考。
一、GSPE的研究概況
1GSPE的化學(xué)結構與性質(zhì)
GSPE是一大類(lèi)多酚化合物的總稱(chēng),主要是以?xún)翰杷鼗虮韮翰杷貫閱误w縮合而成的聚合物,還含有少量的兒茶素和表兒茶素、咖啡酸等有機酸,它們以復雜成分和協(xié)同方式起抗氧化作用,使其具有高度的生物利用率。按聚合度的大小,通常將2-4聚體稱(chēng)為低聚體(Procyanidolic Oligomers,OPC),將五聚體以上的稱(chēng)為高聚體(Procyanidolic Polymers, PPC)。其中OPC為水溶性物質(zhì),極易吸收,生物活性最強,而PPC水溶性較差。其穩定性隨PH值、溫度條件的不同而異,低PH值、熱穩定性較好,光穩定性較差[1]。根據縮合鍵位的不同分類(lèi),GSPE主要含有B型、C型和T型。此類(lèi)物質(zhì)分子中具有多電子的羥基部分,均與雙鍵共軛,使得電子在分子中得以穩定。這些分子結構特點(diǎn),使其具有良好的清除自由基和抗氧化的活性。
2GSPE的提取分離
目前國內外關(guān)于GSPE的提取分離主要是多級溶劑萃取法和吸附層析法。普遍采用的工藝是先脫脂,方法包括壓榨法、溶劑法、超臨界CO2萃取法,其中,超臨界CO2萃取法最佳,不僅油脂提取率高,而且對原花青素的破壞作用最小。油脂分離后,一般采用乙醇或丙酮等有機溶劑萃取,萃取液經(jīng)過(guò)濾、噴霧干燥,得到GSPE粗品。再進(jìn)行溶劑分級精制或大孔吸附樹(shù)脂分離純化。其中吸附層析法可獲得高含量OPC的產(chǎn)品。
3GSPE的分析方法
GSPE因聚合度的不同以及單體的構象或鍵合位置的不同可形成多種化合物。可采用紫外分光光度法、薄層層析法、鐵鹽催化比色法、HPLC法、HPLCMS法等方法測定。其中,紫外分光光度法、鐵鹽催化比色法多用于測定總量,與紫外分光光度法相比,鐵鹽催化比色法的干擾物較少。HPLC法可用于測定單一的成分,但相對較為復雜,價(jià)格也較昂貴。
4GSPE的生物活性
41 抗氧化、清除自由基活性
自由基學(xué)說(shuō)認為,過(guò)多的自由基是機體衰老和導致多種疾病的原因。GSPE具有極強的抗氧化和清除自由基活性,尤其是其體內活性,是其他抗氧化劑不可比擬的。主要具有以下幾個(gè)方面的作用:(1)有效地清除超氧陰離子自由基和羥基自由基等,也可中斷自由基鏈式反應;(2)參與磷脂、花生四烯酸的新陳代謝和蛋白質(zhì)磷酸化,保護脂質(zhì)不發(fā)生過(guò)氧化損傷;(3)為強有力的金屬螯合劑,可螯合金屬離子,在體內形成惰性化合物;(4)保護和穩定維生素C,并有助于維生素C的吸收,同時(shí)對維生素E的抗氧化作用具有明顯的協(xié)同增強作用[2]。研究表明[3],GSPE是一種良好的抗氧化劑及DNA保護劑,為其在醫藥和保健等行業(yè)的應用提供了自由基生物學(xué)的理論依據。
42 保護心血管和預防高血壓
由于自由基和氧化應激是導致眾多心血管疾病的重要原因,GSPE可通過(guò)強大的抗氧化活性,對心血管系統具有廣泛的保護作用。GSPE可以降低高脂血癥大鼠血清膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白以及肝臟膽固醇、甘油三酯[4]。體外和動(dòng)物實(shí)驗表明[5],GSPE不僅可以拮抗組胺或前列腺素收縮動(dòng)脈的作用,而且可以抑制血管緊張素轉換酶(ACE)的活性,從而降低和維持正常血壓。動(dòng)物實(shí)驗和臨床研究也表明,原花青素可通過(guò)降低膽固醇水平,減少血管壁上的膽固醇沉積,提高血管彈性來(lái)降低血壓[6].還可以減少心肌梗死時(shí)心肌細胞磷酸肌酸激酶和乳酸脫氫酶的釋放,減少心肌梗死的面積,促進(jìn)缺血再灌注后心臟收縮功能的恢復,對缺血再灌注后的心臟具有保護作用[7,8],其機制可能是直接清除氧自由基和羥基,減少缺血再灌注過(guò)程中的氧化應激作用。
43 抗突變作用
研究顯示,0.5mg/ml的GSPE可使啤酒酵母對5288C菌株線(xiàn)粒體的自發(fā)性基因突變比對照組減少65%,還可抑制細胞核由對刀豆氨酸敏感到對刀豆氨酸耐受的自發(fā)性突變。日本Sugimoto證實(shí)[9]GSPE對TrpP22(一種來(lái)自食品的致突變劑)的抑制率達94%。其抗突變活性可歸因于它的抗氧化劑活性。
44 抗腫瘤作用
GSPE的抗腫瘤功效國外已有許多研究報道,證實(shí)原花青素對多種癌細胞有不同程度的抑制作用,對皮膚癌、口腔癌、乳腺癌、肝癌、肺癌、前列腺癌、胰腺癌、胃癌、結腸癌等均有一定的預防或治療作用。
45 皮膚保健和美容作用
GSPE能維護膠原的合成、抑制彈性蛋白酶、協(xié)助機體保護膠原蛋白、改善皮膚的彈性和循環(huán),從而減少或避免皺紋的產(chǎn)生。還可以抑制酪氨酸酶的活性,將黑色素的臨苯二醌結構還原成酚型結構,使色素褪色,抑制脂褐素和老年斑的形成,可與維生素C或維生素E起協(xié)同效應,具有美白防曬功能。另外還具有保濕等作用。
46 其他
輻射損傷引起體內脂質(zhì)過(guò)氧化反應,研究表明,GSPE可通過(guò)抗氧化活性減輕輻射損傷,GSPE對改善眼部疲勞和近視患者的視力提高都有明顯作用,還能改善D半乳糖所致衰老小鼠的學(xué)習記憶能力[10]。
5GSPE的食用安全性
GSPE具有較高的食用安全性,急性毒性和慢性長(cháng)期毒性試驗均未見(jiàn)毒副作用。Yamakosh等[11]系統的研究報道了GSPE的安全性,證明其無(wú)毒、非致畸、安全,可廣泛應用于食品中。
二、GSPE在我國保健食品中的應
用現狀及存在的問(wèn)題隨著(zhù)人們對GSPE生物活性的深入研究,其作為天然抗氧化劑所具有的多項保健功能已得到多方面的證實(shí)。近年來(lái)GSPE已成為我國保健食品中的一種常用原料。據統計,2003年至2005年國家食品藥品監督管理局(SFDA)批準的2659個(gè)保健食品中共有 84個(gè)含GSPE的保健食品(其中5個(gè)為進(jìn)口產(chǎn)品),占獲批準產(chǎn)品總數的3.2%。各年度獲批準的產(chǎn)品數目見(jiàn)表1。
1保健功能分布
獲批的含GSPE產(chǎn)品聲稱(chēng)的保健功能有抗氧化、延緩衰老、美容(祛黃褐斑、保持皮膚水分)、增強免疫力、輔助降血脂、抗輻射、緩解視疲勞等。根據不同的配方組成,有一部分產(chǎn)品同時(shí)申報兩種保健功能。另外還有少量聲稱(chēng)具有減肥、增加骨密度等功能的產(chǎn)品中也添加了GSPE,并以原花青素作為的功效成分。將新舊功能名稱(chēng)進(jìn)行統一后,保健功能排在前幾位的依次為抗氧化(包括延緩衰老)、祛黃褐斑、增強免疫力輔助降血脂、對化學(xué)性肝損傷有輔助保護作用和抗輻射等保健功能,分別占到了申報功能的30%、20%、16%、9%、5%、5%,而聲稱(chēng)其他保健功能的產(chǎn)品則相對較少(見(jiàn)圖1)。
抗氧化活性是上述保健功能的生物學(xué)作用基礎。但部分保健功能的作用機理仍不明確,需進(jìn)一步深入研究。
2功效成分原花青素的用量分析
根據產(chǎn)品所標注的功效成分及其含量統計,上述84個(gè)含有GSPE的保健食品均以原花青素作為功效成分/標志性成分(或功效成分/標志性成分之一)。原花青素的每日用量范圍較大,從數毫克至數百毫克不等,主要集中在50-250mg/日,約占相關(guān)產(chǎn)品的80%。各保健功能之間原花青素的用量無(wú)明顯差別。
目前國際上對GSPE無(wú)用量方面的規定。歐美國家作為膳食補充劑的一般推薦用量為100-300mg/日。我國保健食品的技術(shù)審評中對此也無(wú)明確規定。根據上述統計,二者用量范圍基本是一致的。但仍有少部分產(chǎn)品存在用量過(guò)低或較高的情況。含量檢測方法的不同是影響功效成分用量分析的一個(gè)因素。同時(shí)具體到每一個(gè)產(chǎn)品,其配方還可能含有其他具有功效作用的成分,因此還應結合產(chǎn)品中其他成分綜合分析。
3GSPE原料的質(zhì)量標準
目前我國保健食品中常見(jiàn)的GSPE的質(zhì)量要求為原花青素≥95%。原料主要來(lái)自天津、深圳、江蘇、陜西等地的一些生產(chǎn)企業(yè)。由于GSPE中功效成分復雜,而生產(chǎn)廠(chǎng)家眾多,各個(gè)原料生產(chǎn)廠(chǎng)家和應用廠(chǎng)家所用標準不同,目前還沒(méi)有相應的國家標準和行業(yè)標準。原花青素值95%是GSPE最早的標準,僅對原花青素值做限量檢測,沒(méi)有對其他指標進(jìn)行質(zhì)控,現已成為國際市場(chǎng)上中低端產(chǎn)品的代名詞。而目前國際上主流產(chǎn)品功效成分的標準為多酚95%,單體10%。
由于目前存在葡萄籽提取物的管理混亂,生產(chǎn)企業(yè)良莠不齊,質(zhì)量標準不一等問(wèn)題,因此除了加強生產(chǎn)企業(yè)的監管外,急需制定一個(gè)符合我國保健食品的法律法規要求的、統一規范的GSPE質(zhì)量標準。質(zhì)量標準應包括功能性、安全性及穩定性三方面的要求,并應盡可能與國際上通用標準保持一致。邵云東建議,除了高規格的葡萄籽提取物標準外,可結合我國具體情況建立一般規格的葡萄籽提取物標準,原花青素值95%,單體含量6%。其他標準還應包括外觀(guān)、味道、原花青素鑒別、干燥失重、水中不溶物、重金屬、微生物等[12]。此外,馮建光提出還應考察其溶解性、抗氧化性能等指標[13]。
三、展望
GSPE經(jīng)過(guò)廣泛的研究、開(kāi)發(fā)、應用,以其優(yōu)越的抗氧化活性、眾多的保健功能以及高效安全等特點(diǎn)為人們所青睞。它來(lái)源于天然產(chǎn)物,順應當前崇尚健康,回歸自然的趨勢。因此,應對其在機體內的吸收利用方式、作用機理、質(zhì)量評定標準、新的提取方法等方面進(jìn)行更深入的研究,使其在營(yíng)養保健、預防和治療疾病等方面發(fā)揮更大的作用。
參考文獻
[1] 張琦,孟憲軍,孫希云,等.葡萄籽中原花青素的穩定性研究. 沈陽(yáng)農業(yè)大學(xué)學(xué)報,2006,37(2):232-234.
[2] Maffei Facino R, Carini M, Aldini G, et al. Sparing effect of procyanidins from Vitis vinifera on vitamin E: in vitro studies [J].Planta Med, 1998, 64(4):343-347.
[3] 朱振勤,翟萬(wàn)銀,陳季武,等.葡萄籽原花青素提取物抗氧化作用研究.華東師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2003(1):98-102.
[4] 閆少芳,李勇,吳娟,等.葡萄籽提取物原花青素調節血脂作用及機理研究.中國食品衛生雜志,2003,15(4):302-304.
[5] Debasis bagchi, Chandan K Sen, Sidhartha D Ray, et al. Molecular mechanisms of cardioprotection by a novel grape seed proanthocyanidin extract [J]. Mutation Research, 2003,523-524:87-7.
[6] Packer L, Rimbach G, Virgili F. Antioxidant activity and biologic properties of a procyanidinrich extract from pine (Pinus maritma) bark, pycnogenol[J]. Free Radic Biol Med, 1999,27(5-6)704-724.
[7] Sato M, Mawlik G, Ray P S,et al. Cardioprotective effects of grape seed proanthocyanidin against ischemic reperfusion injury[J].Mol Cell Cardion,1999,31 (6):1289-1297.
[8] 汪晨?jì)簦呙魈茫瑫r(shí)小燕,等.原花青素對大鼠心肌缺血再灌注損傷的保護作用.中國臨床藥理學(xué)與治療學(xué),2003,8(2):173-175.
[9] Sugimoto K, Ariga T, Oshita K, Kikuchi M. [P].Jpan Kokai Tokyo Koho JP 04,190,774.
[10] 譚毓治,萬(wàn)曉霞,賴(lài)娟娟,等.葡萄籽原花青素對學(xué)習記憶的影響.中國藥理學(xué)通報,2004,20(7):804-7.
[11] J Yamakoshi, M Saito, S Kataoka, et al. Safety evaluation of proanthoyanidinrich extract from grape seeds [J]. Food and Chemical Toxicology, 2002, 40:599-607.
[12] 邵云東,高文遠,蘇艷芳,等.葡萄籽提取物的質(zhì)量標準.中國中藥雜志,2005,30(18):1406-1408.
[13] 馮建光.葡萄籽提取物的質(zhì)量評定.中國食品添加劑, 2004,(2):49-51.