|
|
2#
楼主 |
发表于 2016-5-18 10:20:40
|
只看该作者
多酚类化合物-百度
又称黄酮类，由40多种化学成分组成，具有抗氧化、强化血管壁、促进肠胃消化、降低血脂肪、与增加身体抵抗力，并防止动脉硬化、血栓形成的作用；还能利尿、降血压、抑制细菌与癌细胞生长，及帮助消化。
中文名多酚类化合物 别 称黄酮类 组 成 40多种化学成分组成 领 域 医学
http://baike.baidu.com/view/532676.htm
第 12 卷 第 2 期 2000 年 5 月 化 学 进 展 PROGRESS IN CHEM ISTRY Vol. 12No. 2 M ay, 2000
Page 1
收稿: 1999 年 3 月, 收修改稿: 1999 年 7 月 3 国家自然科学基金资助项目 3 3 通讯联系人
植物多酚研究与利用的意义及发展趋势3
宋立江 狄 莹 石 碧3 3 (四川大学轻工与食品学院 成都 610065)
摘 要 植物多酚(植物单宁) 是一类广泛存在于植物体内的重要的天然产物。多年来 它们一直用于许多传统工业领域如制革、石油开采和木材胶粘剂的生产。近 30 年来, 随着植 物多酚化学的发展, 植物多酚的化学结构和性质已被深入揭示。根据美国化学文摘(CA ) 近 30 年相关文献资料的统计分析, 阐述了植物多酚化学的发展状况及其作为一类丰富的可再 生绿色资源的利用情况, 讨论了植物多酚化学的研究发展趋势和广阔的应用前景。
关键词 天然产物 植物多酚 精细化学品 中图分类号: O 625131 文献标识码: A 文章编号: 10052281X (2000) 022161210 The Sign if icance and Development Trend in Research of Plant Polyphenols
植物多酚(p lan t po lyp heno l) 是一类广泛存在于植物体内的多酚类物质, 在植物中的含 量仅次于纤维素、半纤维素和木质素, 主要存在于植物的皮、根、木、叶、果中。植物多酚在自 然界的储量非常丰富, 含多酚较多的常见植物超过 600 种, 在某些针叶树皮中多酚含量达
20% —40% , 仅此, 每年即在全球形成了数以亿吨的可再生绿色资源[1]。 从 80 年代后期开始, 植物多酚的研究成为天然产物和有机化学研究的热点之一, 国内 外从多个领域、多种角度对植物多酚进行了广泛的研究工作, 进一步揭示了这类天然产物广 阔的应用前景。本文根据对美国化学文摘 (CA ) 中近 30 年相关文献资料的统计分析, 阐述 了植物多酚化学及其利用的现状和发展趋势。 一、植物多酚研究利用的化学基础 人类最初对植物中所含多酚类化合物的利用, 是将其用于鞣制皮革, 并将这类化合物称 为植物单宁(vegetable tannins)。按照W hite 和Bate2Sm ith 的定义, 植物单宁是指分子量在 500—3000 范围内的具有鞣性的多元酚。1981 年, H a slam 提出了植物多酚这一术语[2], 它包 括单宁及相关化合物(如单宁的前体化合物和单宁的聚合物)。这一名称能更全面地概括这 类天然产物的特点, 也符合各学科领域的实际研究情况, 因而被人们广泛采用。 植物多酚的化学研究始于 18 世纪末。其结构复杂, 化学性质活泼, 并且常以大量性质相 似的同系物的混合物形式存在, 因此本世纪 30 年代以前, 多酚化学的进展一直非常缓慢。植 物多酚的科学分类方法直到 1920 年才由 Freudenberg 提出, 即根据化学结构不同, 植物多 酚分为水解单宁( 酸酯类多酚) 和缩合单宁(黄烷醇类多酚或原花色素)。前者主要是 酸 及其衍生物与多元醇以酯键或甙键形成, 可细分为 单宁和鞣花单宁两类; 后者主要是羟基 黄烷醇类单体的缩合物, 单体间以 C—C 键相连(图 1) [3, 4]。
水解单宁和缩合单宁在构成单元骨架上完全不同, 由此造成它们在化学性质、应用范围 上的显著差异, 但是它们在分子结构上仍具有某些共性: (1) 酚羟基数目众多, 以邻位酚羟 基(连苯三酚、邻苯二酚) 最为典型; (2) 分子量较大, 且分布较宽。正是这种化学结构, 赋予 多酚独特的化学性质, 使多酚不仅与源于植物的其它大分子如纤维素、木质素、腐植酸区别 开来, 也使其与低分子的植物酚类(如黄酮类、蒽醌类化合物) 显著不同, 其基本化学特性如 下所述。 11 植物多酚与蛋白质、生物碱、多糖的反应 植物多酚的蛋白质结合反应是其最重要的化学特征, 此方面的研究工作开展得最多、最深入。荆树皮单宁使生皮转变成革[5], 茶叶中的多酚使人感觉到涩味[6] , 以及薯莨单宁用于 丝绸染色[7]和五 子单宁作为收敛性药物[8]等, 均利用了植物多酚与蛋白质结合的性质。80 年代中 Haslam 等人对多酚2蛋白质反应机理进行了科学的总结, 提出多酚是以疏水键和多 点氢键与蛋白质反应的理论, 并提出了“手套2手”反应模式(图 2)。反应历程是植物多酚先 通过疏水键向蛋白质分子表面靠近, 多酚分子进入疏水袋, 然后发生多点氢键结合。这是目 前最完善的多酚蛋白质反应机理[9, 10]。植物多酚与生物碱、多糖甚至与核酸、细胞膜等生物 大分子的分子复合反应也与此相似[ 11, 12 ]。
植物多酚与蛋白质的反应不仅是其应用于鞣革等某些工业领域的基础, 也是多酚作为 药物有效成分的药理活性基础之一[ 13, 14 ]。多酚对大多数酶都有抑制作用也是基于多酚与蛋 白质的反应。多酚与酶结合后, 会影响其构型构象, 从而抑制酶的活性。此外, 如何人为地控 制多酚与蛋白质的反应, 也是食品、营养、饲料等领域对多酚进行研究的课题。 21 植物多酚2金属离子的络合 植物多酚分子中的多个邻位酚羟基结构, 可以作为一种多基配体与金属离子发生络合 反应。两个相邻的酚羟基能以氧负离子的形式与金属离子形成稳定的五元环螯合物, 邻苯三 酚结构中的第三个酚羟基虽然没有参与络合, 但可以促进另外两个酚羟基的离解, 从而促进 络合物的形成及稳定[ 15 ]。 与其他小分子的酚相比, 植物多酚对金属离子的络合行为有显著的不同, 其配位基团 多、络合能力强、络合物稳定, 大部分金属离子与多酚络合后都形成沉淀。在碱性条件下, 多 酚与金属离子易形成多配络合物。多酚与某些高价金属离子如Cr6+ 、Fe3+ 等作用时, 络合的 同时把金属离子从高价态还原至低价态[ 16 ]。 多酚与金属离子的络合作用是其多种应用的化学基础。在制革领域中, 近代发展的植2 铝结合鞣法即是一类典型的例子。其方法是用多酚对裸皮进行预鞣, 然后用铝盐复鞣。铝盐 一方面可以与多酚以配位键结合, 也可与皮胶原以配位键结合, 从而形成交联结构(图 3) , 达到良好的鞣制效果[ 17 ]。植物多酚与Cu2+ 、Zn2+ 等金属离子的络合, 使含这些离子的金属酶 活性受到抑制。这可能也是多酚具有抑制酶活性、抗病毒、抗微生物等生物活性的原因之 一[ 18 ]。至于水处理化学和金属防腐化学中, 植物多酚对金属的抗蚀性, 更是建立在多酚与金 属离子络合作用的基础之上[ 19 ]。
31 植物多酚的抗氧化性 植物多酚的酚羟基结构特别是邻苯二酚或邻苯三酚中的邻位酚羟基很容易被氧化成醌 类结构, 在有酶、充足的水分以及较高 pH 值(如 pH > 3. 5) 时, 氧化反应进行得更快, 从而 消耗环境中的氧。酚类结构使其对活性氧等自由基具有很强的捕捉能力, 如能与氧化反应产 生的脂质自由基等结合, 减少或阻止组织中氧化反应过程的进行, 这使多酚具有较强的抗氧 化性以及清除自由基的能力。 PH (多酚) + ROO ・ (脂质自由基) P ・ + ROOH 分子量较大的的多酚其抗氧化性远较茶多酚、没食子酸等小分子多酚强, 多酚的抗氧化 性也较常用的抗氧化剂V E、V C 强, 并且多酚与V E、V C 同时存在时, 具有协同抗氧化效应。 植物多酚的抗氧化、清除自由基的性质, 是其具有某些生理活性的基础。作为天然的抗氧化 剂, 植物多酚在医药、食品、化妆品、电化学等很多领域被广泛应用[ 20- 22 ]。 此外, 植物多酚具有较强的紫外吸收特性, 在 200—350nm 间有较强的吸收峰。特别是 对能量高、破坏力大的远紫外区有更强的吸收, 因此植物多酚可以作为抗老化剂和防晒剂的 有效成分[ 23, 24 ]。 可见, 植物多酚集中体现了酚类化合物的化学性质, 而分子中多个邻位酚羟基的协同作 用, 使单宁具备了一般酚类没有的能力。值得注意的是, 在这些性质间皆具有相关性, 一方面 它们都源于酚羟基, 如与蛋白质结合能力强的多酚往往也具有较强的金属络合能力和抗氧 化性; 另一方面它们通常以综合的形式体现。如多酚与高价氧化态金属离子络合的同时, 还 可将其还原成低价态; 而单宁对自由基的清除过程也与其对铁、铜离子的络合密切相关。 二、植物多酚研究利用的意义 11 植物多酚研究与利用的现状 人类对植物多酚的认识和利用具有悠久的历史。从远古时代人们就有意识地将之用于 鞣革、治病和染色, 近代则大量用于石油开采(稀释剂和堵剂) [ 25 ]、木材加工(胶粘剂) [ 26 ]、采 矿(浮选抑制剂) [ 27 ]、水处理(除垢剂)、金属防腐(涂料)。然而, 随着本世纪 50- 70 年代合成 材料的兴起, 天然产物一度被置于次要地位, 甚至被忽视, 多酚也不例外。近年来, 随着对天 然产物开发利用的重新兴起, 植物多酚再次成为研究的热点。多酚化学的发展拓宽了这类天 然产物的应用领域, 加深了利用深度。 图 4 是对近 30 年来 CA 相关文献资料的统计结果, 从中可见, 多酚研究论文数量呈线 性增长的趋势。1967 —1971 五年间发表的相关文献总数为 644 篇, 而 1992—1996 五年间文 献总数达到了 2 360 篇, 约为 30 年前的 3. 7 倍。近几年, 多酚研究工作增长更快, 1992— 1996 五年间的文献数量比 1987—1991 五年间增加了近 40% ; 而 1997 年一年发表的论文数 461
图 4 1967- 1996 年间CA 摘录的关于植物多酚的文献 为 719 篇, 与前五年平均数相比, 增加了 52%。其涉及面从传统的领域扩展到了 食品、药理、营养、生化、日化、植保、功能 高分子材料等多个领域。可以看出, 对植 物多酚的研究越来越受重视。 21 植物多酚研究利用的意义 多酚研究受到重视的原因可能主要 有几方面的因素。 (1) 植物多酚是清洁化生产的重要 原料 作为一类源于绿色植物的生物质材 料, 多酚与纤维素、木质素相比具有结构 多样、反应活性高的特点; 而与石油材料相比, 在自然界的贮存相当丰富且可以永续不断, 对 环境的影响很小。在相当多的应用领域中, 多酚具有合成材料难以仿制的性能和天然感。因 此, 在倡导绿色化学的今天, 通过合理、科学的开发利用, 多酚已在工业生产中日益受到重 视。 (2) 植物多酚是一类重要的生物活性物质 随着植物多酚化学和药理学的发展, 人们逐渐认识到, 多酚同生物碱、皂、萜和黄酮类一 样也是一类具有独特生理活性和药理活性的天然产物。当前“追求自然”消费观念的兴起, 使 单宁在制药、生化、日化、食品以及精细化工等高科技领域具有广阔的应用前景。此外, 单宁 与人们日常生活密切相关, 因此从营养学和植保的角度研究单宁的作用也具有重要的意义。 (3) 植物多酚化学的发展使其广泛应用成为可能 虽然人类对多酚的认识已经有几千年的历史, 但是直到本世纪 80 年代后, 基于植物多 酚化学结构的明确, 人们才从分子水平上对多酚的性质有了深刻的理解, 认识到多酚的性质 和应用都根源于其独特的化学结构; 从另一角度看, 对多酚化学的基础研究对更多领域都具 有借鉴和指导意义。如对单宁与蛋白质结合的研究结果, 不仅可应用于制革(鞣性)、中草药 (收敛性) , 而且对食品(涩性)、畜牧(抗营养性) 和植保(阻食性) 等诸多领域皆具参考价值。 三、植物多酚研究利用的发展趋势 在植物多酚的研究越来越受重视的同时, 该学科领域也在不断扩大, 研究工作的侧重点 也在发生变化。 对 30 年来CA 中有关多酚的相关文献统计表明, 多酚化学一直是研究工作的重点。从 图 5 和图 6 中可以看出, 1967—1971 年与 1992—1996 年相比, 植物多酚化学方面的研究工 作所占比例大致相同, 但前者以分离和结构测定为主, 后者以研究植物多酚的属性和结构与 性质的关系为主。表明人们在对植物多酚的化学结构有了较系统的认识之后, 已经更注重它 的应用基础研究。实际上在近年的研究中, 多酚化学研究与应用研究已经难以截然区分。 植物多酚的应用领域大致可分为两类, 一类是以精细化应用为目的的领域, 如医药、食 品、功能高分子材料、生化、化妆品等; 第二类是以粗放式应用为目的的领域, 如制革、石油开 采、木材胶粘剂、金属防腐等。从CA 统计中(图 5 和 6) 可见, 人们在植物多酚的精细化和高附加值利用(如生理活性、食品及营养) 方面的研究工作更为活跃, 而粗放式应用方面的研究 工作(如制革) 相对减少。至于其它应用, 1967—1971 年间主要包括油田化学、水处理剂、木 材胶粘剂、金属防腐等内容, 1992—1996 年的文献除了这些内容外, 出现了较多的关于含植 物多酚的功能高分子材料、植物多酚在日用化学品(如化妆品) 中的应用等研究工作, 即也呈 现出向精细化利用方向发展的趋势。 1% : 生理活性 12% : 制革 42% : 多酚化学(以结构测定为主) 10% : 食品营养 35% : 其它应用 图 5 1967—1971 年多酚研究状况 20% : 生理活性 4% : 制革 43% : 多酚化学(以性质研究为主) 13% : 食品营养 20% : 其它应用 图 6 1992—1996 年多酚研究状况
http://webcache.googleuserconten ... cache:3Zl6y-T48GMJ:[/url]
http://www.progchem.ac.cn/CN/art ... ype=PDF&id=8663
|
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2016-5-18 10:00:57
收藏
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡
