多聚原花色素超声波降解机制及其产物抗氧化功能研究

Proanthocyanidins are polyphenols with strong antioxidant activities. The content of polymeric proanthocyanidins (PPA) is higher than that of oligomeric proanthocyanidins (OPA). However, OPA have stronger biological ability than PPA. The molecular mass of PPA is very high and the structure of PPA is also very complex. All of these limit the research and application of PPA. Therefore, it is a top choice to make PPA degrade to OPA. In previous studies, we found that treatment with ultrasound could make PPA degrade to OPA. Besides, ultrasound technology is simple, convenient, and friendly to environment. In the project, three PPA from foods with different structures (procyanidin type, prodelphinidin type, procyanidin and prodelphinidin type) are prepared. PPAs are subjected to degradation by ultrasound, and the degradation products (DP) and behavior will be analyzed. Then the degradation mechanism and pathway are studied, and the corresponding degradation methods for different PPAs will be established. Besides, DP is used for simulated digestion in vivo test and cellular antioxidant activity test to evaluate their antioxidant ability. The mechanism analysis will also be performed. The results finally provide the theoretical support for in-depth study and extensive application of PPA.

原花色素是具有强抗氧化等活性功能的聚多酚类物质，其多聚体在植物中的含量较寡聚体高得多，但其活性较寡聚体低、分子量大且结构复杂，导致其至今未得到系统充分的研究和开发利用。将多聚体降解为寡聚体不失为提高其活性功能及研究开发便利性的一条首选途径。申请者在前期研究中发现超声波处理能降解多聚原花色素，且该技术具有简便和环境友好等优点。基于此，本项目拟制备三种食品中常见的、具有不同结构组成的多聚原花色素（原花青素型、原飞燕草素型、原花青素型+原飞燕草素型），采用超声波法使其降解，分析降解产物及降解规律，阐述降解机制和路径，建立适用于不同类型多聚原花色素的超声波降解方法。在此基础之上，通过模拟原花色素体内消化方式，并结合细胞抗氧化试验等比较分析多聚原花色素超声波降解前后的抗氧化活性，研究抗氧化分子机制。通过本项目的研究，能为多聚原花色素的深入研究解决瓶颈问题，能为其广泛开发应用提供理论支持。

原花色素是具有强抗氧化等活性功能的聚多酚类物质，其多聚体在植物中的含量较寡聚体高得多，但其活性较寡聚体低、分子量大且结构复杂，导致其至今未得到系统充分的研究和开发利用。将多聚体降解为寡聚体不失为提高其活性功能及研究开发便利性的一条首选途径。超声波具有环境友好等优点而被广泛用于食品加工中，也可用于多糖、蛋白等物质的改性。本项目以杨梅叶和葡萄为试验材料，制备了食品中常见的、具有不同结构组成的多聚原花色素，采用超声波法使其降解，分析了降解产物及降解规律，建立了多聚原花色素的超声波降解方法。在此基础之上，通过模拟体内消化方式，并结合抗氧化试验等比较分析多聚原花色素超声波降解前后的抗氧化活性。研究结果表明，原花色素的提取条件对原花色素含量和组成均有影响，其中提取温度影响最大，在实际提取过程中，要根据提取使用目的选择适当的提取条件。超声波降解试验结果显示，随超声功率、超声时间、超声占空比增加，多聚体降解率先增加再降低；随温度增加，降解率先降低后升高。正交试验结果显示当温度40℃、时间20min、占空比50%、功率130W为超声处理的最优水平组合，在此超声处理条件下，所得降解率为47.45%，显著高于正交试验各组。体外模拟消化对酚类物质的含量和抗氧化活性有很大影响，经过消化，多酚含量提高，抗氧化活性亦提高。超声波处理后得到的主要产物为原花色素寡聚体。采用该方法分析超声波降解前后多聚原花色素的抗氧化活性结果显示超声处理前后多聚原花色素的清除自由基能力和还原力发生显著变化，结果都说明经过超声处理，多聚原花色素抗氧化活性增强。通过本项目的研究，能为多聚原花色素的深入研究解决瓶颈问题，能为其广泛开发应用提供理论支持。