葡萄籽提取物原花青素的營養保健功能

顧建文，解放軍306醫院

葡萄籽提取物原花青素(Grape Seed Extract Proanthocyanidin , GSPE)是廣泛存在於植物界的屬於雙黃酮衍生物的天然多酚化合物, 這類化合物是由不同數目的黃烷醇聚合而成, 在酸性溶液中加熱生成白花色素(leucoanthocy anins)或原花青素(proanthocy anidin), 也有稱pycnogenols, 目前研究最廣的是存在於葡萄籽的由5, 7, 3' , 4' -四羥基黃烷-3 醇(5 , 7, 3' , 4' -tetrahy dro xyflavan -3 -o1), 即(+)-兒茶素((+)-catechin)、(-)-表兒茶素((-)-epicatechin)為單位聚合而成的這類化合物, 又稱leucocyanidins 或procy anidins。具有極強的抗氧化特性, 一般存在於果實的皮及植物的木實部, 其主要作用是保護植物中易氧化的成分。早在50 年代法國科學家就發現可以從松樹皮中提取大量原花青素, 其提取物中可含85 %的原花青素。

70 年代則發現葡萄籽是提取原花青素的更好資源, 葡萄籽提取物中原花青素含量可高達95%。理化特性和提取理化特性　葡萄籽提取物原花青素呈白色粉末, 溶於水、乙醇、甲醇、丙酮, 也可溶於乙酸乙酯, 不溶於乙醚、氯仿、苯等。有澀味。UV 在280nm 有強吸收。在酸性溶液中加熱可降解和氧化形成花色素(Bate -Smith 反應)。提取和分離　可採用甲醇、乙醇、丙酮等極性較大的溶劑冷浸, 提取物用乙酸乙酯或其他溶劑萃取, 萃取物用柱層析方法分離, 包括葡聚糖凝膠柱層析、MCL-gel CHP-20P 柱層析、手性吸附柱層析、高效液相層析等。

葡萄籽提取物的保健功能抗氧化功能

80 年代自由基對健康的影響日益為人們所認識, 現代醫學和營養保健學認為, 自由基在人體內可直接引起許多疾病, 還和另一些疾病的發生有關, 法國科學院研究生院曾做了葡萄籽提取物原花青素清除自由基活性實驗, 結果認為葡萄籽提取物原花青素是迄今為止所發現的最強有效的自由基清除劑之一。尤其是其體內活性, 更是其它抗氧化劑所不可比擬的。Bagchi .D曾用小鼠進行體內實驗, 用葡萄籽提取物原花青素、VC、VE 、β -胡蘿蔔素對TPA(12 -O -四葵醯波佛醇-13 -醋酸鹽)誘導的肝、腦組織中脂質過氧化的保護作用進行了比較, 發現在100 mg/ kg BW 劑量下葡萄籽提取物原花青素、VC、VE、β -胡蘿蔔素均可降低TPA 誘導產生的活性氧, 使用腹腔巨噬細胞發光法降低率分別為70 %、18%、47 %和16 %, 使用細胞色素還原法降低率分別為65 %、15%、37 %和19 %, 同時還發現葡萄籽提取物原花青素對於抑制TPA 誘導的腹腔巨噬細胞活性氧的產生, 具有劑量反應關係。結果表明, 葡萄籽提取物原花青素可對氧化損傷起到保護作用。且其保護作用優於其它抗氧化劑。此外Bagchi .D的體外實驗也獲得了相似的結果。作者分別使用化學發光法和細胞色素C 還原法測定了葡萄籽提取物原花青素、VC 、VE 、β -胡蘿蔔素、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶以及甘露醇的清除超氧陰離子自由基和羥基自由基的能力。結果表明, 葡萄籽提取物原花青素對自由基的抑制具有濃度反應關係, 在100 mg/ L 的濃度時, 葡萄籽提取物原花青素對超氧化陰離子和羥基自由基的抑制能力為78 %和81 %, 同等條件下, Vc 抑制上述兩種自由基的能力為12 %和19%, VE 為50 %和75%,超氧化物歧化酶和過氧化氫酶聯合作用抑制超氧化陰離子的能力約為83%, 而甘露醇抑制羥基自由基的能力為87 %, 說明葡萄籽提取物原花青素是一種比VC 、VE 更強的自由基清除劑。保護心血管和預防高血壓作用　葡萄籽提取物原花青素被用於提高血管抵抗力, 降低毛細血管滲透性,它的抗氧化和抗酶作用已被幾個改善毛細血管滲透性的體內試驗模型所證明。

隨著年齡的增長, 動脈中的彈性纖維由於逐漸氧化而變硬, 而動脈硬化是導致老年人心腦血管疾病的一個主要原因, 機體內的低密度脂蛋白、膽固醇增加也是導致動脈硬化和心臟病的關鍵因素。動物實驗和臨床研究發現, 葡萄籽提取物原花青素可以有效地降低膽固醇和低密度脂蛋白水平, 預防血栓形成, 有助於預防心腦血管疾病的發生。 PreussHG 等的研究也表明, 葡萄籽提取物原花青素與鎘、鋅共同作用可以降低正常大鼠因增齡所致的收縮壓增加。在他們的實驗中, 對照組大鼠給予基礎飼料, 實驗組大鼠則在基礎飼料中加入5 mg/kg Gr , 18 mg/ kg Zn,260 mg/ kg 葡萄籽提取物原花青素。兩組動物初始血壓均為122mmHg , 7 個月後, 對照組動物收縮壓逐漸升至140 mmHg , 相反, 實驗組動物則在剛開始的幾個月中收縮壓降至110 ～ 114 mmHg , 後幾個月又升至120mmHg , 明顯低於對照組。作者認為衰老現象及與衰老有關的慢性病之機理與蛋白質/核酸的糖基化及自由基的增加所引起的組織損傷有關, 而隨增齡出現的胰島素抗性, 可能是糖基化及自由基形成的基礎。在對葡萄籽提取物原花青素與鎘、鋅改善胰島素敏感性的研究中, 其作用機制也是降低自由基的形成。此外, 隨年齡增長, 動脈中彈性纖維逐漸氧化而變硬, 這種變化是產生老年人高血壓的主要原因。葡萄籽提取物原花青素可通過提高血管彈性而降低血壓。動物實驗和臨床研究還表明, 它可通過降低膽固醇水平, 減少血管壁上的膽固醇沉積和抑制血管緊張酶的活性來降低血壓。抗腫瘤作用　葡萄籽提取物原花青素的抗癌功效國外已有許多研究報道, 其中S .S Joshi 等的體外研究結果證明, 葡萄籽提取物原花青素對某些腫瘤細胞具有細胞毒性。他們在實驗中使用了MCF -7 人類乳腺瘤細胞, A-427 人類肺癌細胞, CRL1739 人類胃腺癌細胞和K562 慢性骨髓白血病細胞, 所用葡萄籽提取物原花青素濃度為25 、50 mg/ L。觀察時間點為0～ 72 h , 並與正常人類胃粘膜細胞和正常J774A1 尿道上皮細胞進行比較, 結果發現, 25 mg/ L 的葡萄籽提取物原花青素對MCF-7 人類乳腺瘤細胞, A -427 人類肺癌細胞和CRL1739 人類胃腺癌細胞具有細胞毒性。在24、48 、72 h 抑制生長率分別為7 %、30 %、43%;50 mg/ L時在相同時間點對MCF -7 人類乳腺瘤細胞的抑制率分別為1 %、30%和47%, 對A-427 人類肺癌細胞和CRL1739 人類胃腺癌細胞也觀察到類似的結果。對K562 慢性骨髓白血病細胞則無此作用。同時, 葡萄籽提取物原花青素可提高正常人類胃粘膜細胞和正常J774A1 尿道上皮細胞的生長和存活能力。M .Bagchi 等在煙草與腫瘤關係的研究中, 也用葡萄籽提取物原花青素對煙草提取物(STE)誘導的人類口腔角化細胞的氧化抑制及細胞凋亡的保護作用進行了研究。在美國據統計約1/3 的腫瘤與煙草有關, 口腔癌約佔全部腫瘤的3 %。他們在實驗中採用正常人類口腔角化細胞, 研究了煙草提取物對脂質過氧化(LP), 細胞色素還原(CCR), DNA 片段(DF)和細胞凋亡的影響, 並對不同抗氧化劑的保護作用進行了評價。(從人類口腔組織分離培養細胞並用STE(0 ～ 300 μg/mL)處理24 h, 用CCR 檢測超氧化陰離子的生成, 用LP和DF 檢測組織氧化損傷, 用流式細胞儀檢測程序化細胞死亡)。進而, 比較了75 μmol/ L VC , 75 μmol/ L VE,VC +VE 和100 μmol/ L 葡萄籽提取物原花青素對上述損傷的保護作用。當細胞用300 μg/ mL 的STE 處理后, 可觀察到LP 和DF 增加了3 .5 ～ 6 倍, 應用抗氧化劑后, 保護率可達34%～ 69 %, 用100, 200 , 300 μg/m L的STE 處理后, 觀察到程序化細胞死亡分別增加9 %、29%、35 %, 使用抗氧化劑后, 保護率增加40 %～ 72%。類似的結果亦可見於LP , CCR 和DF 實驗中。通過比較作者認為, 葡萄籽提取物原花青素在所用抗氧化劑中, 抗氧化效果最好。

抗輻射作用

自由基學說是輻射損傷的基礎理論, 機體受輻照后可產生內源性自由基, 引發脂質過氧化等損傷。而葡萄籽提取物原花青素具有清除自由基, 抑制氧化損傷的功效。據一項實驗報道, 將荷S180肉瘤小鼠分別給予60 Co γ射線局部照射、口服葡萄籽提取物和局部照射加口服葡萄籽提取物的不同方法處理, 接種瘤細胞后第12 天, 檢測動物的瘤重、白細胞計數、脾淋巴細胞轉化率等指標。結果表明, 對照組的平均瘤重高於其他各組;照射加高劑量葡萄籽提取物的腫瘤抑制率高於單純照射組和單純口服葡萄籽提取物組;單純照射組的白細胞計數低於其他各組。經統計學t 或χ2 檢驗, 差異均具顯著性(P <0 .05)。實驗結果還表明, 同未受照射組比較, 受照射各組的MDA 水平均升高, 顯然與其體內脂質過氧化反應加強, 氧化產物在體內蓄積有關。而給予葡萄籽提取物可使MDA 水平降低, 且劑量愈大降低幅度愈大。表明葡萄籽提取物可抑制輻照引發的脂質過氧化。這可能是葡萄籽提取物抗輻射損傷的主要原因。俄國人早就了解到葡萄籽提取物對輻射損傷的保護作用, 蘇聯的宇航員們長期服用一種富含原花青素的植物飲料, 以預防他們在太空飛行時所受到的輻射損傷。蘇聯切爾諾貝利核電站發生爆炸, 造成嚴重核污染, 當地許多人遭受核輻射損傷, 生活在該地區的人們被建議喝一種叫做Crimean 的紅葡萄酒— 一種富含原花青素的葡萄酒, 以緩解核泄露對人體的影響。總之, 葡萄籽提取物的抗輻射損傷的作用現在日益為人們所重視, 現代高科技的迅猛發展為人們的生活、生產和工作帶來了極大的便利, 諸如電視、電腦、微波爐、行動電話等, 在給人們帶來物質享受的同時, 也產生一些電磁輻射, 危害人類的健康。應用葡萄籽提取物生產開發一些抗輻射保健食品, 將會有廣泛的應用前景。

抗突變作用

線粒體抗突變試驗　用Saccharomyces cerevisiae 的S228C(α-prototroph)細胞株, 以(Respiratory Deficient)突變體作為線粒體突變型的表現, 記錄突變體的產生率, 試驗結果表明, 葡萄籽提取物原花青素在0、0 .25、0.5 mg/ mL 時, 突變發生率分別為1 .7 ×10 -2 , 0.9 ×10-2 , 0 .6 ×10-2 , 對照組與試驗組之比分別為1、0 .5 、0 .35。可以看出, 葡萄籽提取物原花青素能有效降低線粒體突變發生率。細胞核抗突變試驗　用Saccharomyces cerevisiae 的S228C(α-pro to tro ph)細胞株, 記錄L-刀豆氨酸(L -canv anine)敏感型突變為L -刀豆氨酸耐受型的數量, 試驗結果表明, 葡萄籽提取物原花青素在0 、0.25、0.5mg/mL 時, 細胞核突變發生率分別為1.95 ×10-8 、0 .25 ×10 -8 、0.15×10 -8;對照組與試驗組之比分別為1、0 .12、0.08 , 試驗組細胞核突變率減少88 %～ 92 %。皮膚保健及美容作用　在歐美等國家葡萄籽提取物享有「 皮膚維生素」 、「口服化妝品」 的美譽。皮膚屬於結締組織, 其中所含有的膠原蛋白和彈性蛋白對皮膚的整個結構起重要的作用, 膠原蛋白的適度交聯, 可以維持皮膚的完整性, 而體內自由基氧化可使其過度交聯, 在皮膚上表現為皺紋和囊泡, 葡萄籽提取物可促使膠原蛋白的適度交聯, 有效清除自由基, 從而保持皮膚柔順、光滑。另外, 彈性蛋白可使皮膚具有彈性, 缺乏彈性蛋白的皮膚鬆弛無力, 使人顯得老態龍鍾, 彈性蛋白可被自由基或彈性蛋白酶所降解, 葡萄籽提取物具有清除自由基, 阻斷彈性蛋白酶的產生並抑制其活性, 從而改善皮膚健康狀況。

有人 曾對葡萄籽提取物進行過體外抗酶試驗, 結果表明, 葡萄籽提取物原花青素對黃嘌呤氧化酶、彈性蛋白酶、膠原蛋白酶、透明質酸酶、β -葡萄糖醛酸糖甙酶的IC50(μmol/ L)分別為2 .4 、4 .24 、38、80 、1 .1 。可以看出, 它對上述各酶具有顯著的抑制作用。抗過敏及抗炎作用　葡萄籽提取物原花青素的抗炎及抗過敏作用早在50 年代就被人們注意到了, 它的抗氧化活性使其可抑制諸如組織胺、5 -羥色胺、前列腺素及白三烯等炎症因子的合成和釋放, 抑制嗜鹼細胞和肥大細胞釋放過敏顆粒, 從而有效地改善皮膚過敏癥狀及過敏性哮喘癥狀。此外, 它還可抑制組胺脫羧酶的活性, 限制透明質酸酶的作用, 因而對各種關節炎及胃、十二指腸潰瘍效果顯著。改善視覺功能　有人曾對葡萄籽提取物原花青素改善眼疲勞的作用進行了人體試驗, 給予75 例因長期在顯示屏前工作的眼疲勞患者每天服用葡萄籽提取物原花青素300 mg , 2 個月後, 其相對敏感性和客觀癥狀均有明顯改善。在對近視患者視覺作用的臨床試驗中, 給200 名近視性視網膜非炎性改變的患者服用葡萄籽提取物原花青素, 每日150 mg , 共2 月, 試驗前後比較, 受試者視力有明顯提高。目前在國外, 葡萄籽提取物原花青素的應用非常廣泛。它的防病保健功效基礎就是其清除自由基的能力, 此外, 它還具有較好的生物利用度, 易於與膠原蛋白結合, 穩定細胞膜及抗酶活性, 這些能力與抗氧化能力協同使其有望成為一種頗具開發前景的保健品。