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咖啡豆提取绿原酸资料综述 咖啡豆是茜草科(Rubiaceae)咖啡属(Cofea) 植物咖啡的种子, 为多年生常绿灌木或小乔 木。咖啡原产于非洲,是世界三大饮料之首,也是一种较易栽培的热带经济作物。据统计全世 界有76个国家栽培咖啡, 我国主要栽培区在云南、广西、广东、海南省。海南省以中粒种为主, 云南、广西、广东湛江地区以小粒种为主(Cofea arabica L.)

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1.主要成分 咖啡豆主要成分是水分8.0­12.0%、灰分3.5­4.0%、还原糖5.8­7.8%、总氮量1.1­2.2%、 脂肪11.4­14.2%、纤维素16.6­42.3%;化学成分有: 咖啡因(Caffeine、异名咖啡碱、 Thein,Guaranine,Guarin,Methyltheobromine,C 8H10N4O2,M=194.19, 白色粉末或六角棱柱状结 晶,MP:238℃,178℃升华,1g溶于46ml水、5.5ml 80℃的水、1.5ml沸水、60ml乙醇、22ml 60℃ 乙醇、50ml丙酮、及5.5ml氯仿中)

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;绿原酸(Chlorogenic acid, 分子式:C18 H18O9,分子

量:354.30, 异名咖啡鞣酸,3­Caffeoylquinid acid, Caffeotamic acid)等。 因为我们的目标是从咖啡豆提取绿原酸故详述其理化性状:绿原酸半水合物为白色或微 黄色针状结晶,在ll0℃ 时变为无水物,与稀盐酸共热产生咖啡酸,熔点208℃ ,比旋光度[a]。 一35.2。(C一2.8)。绿原酸在25℃ 时水中溶解度约为4% ,易溶于甲醇、乙醇、丙酮等极性 溶剂,微溶于乙酸乙酯,难溶于氯仿、乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。绿原酸是由咖啡酸与奎尼 酸形成的酯,其分子结构中有酯键、不饱和双键及多元酚三个不稳定部分。在从植物提取过程 中,往往通过水解和分子内酯基迁移而发生异构化。绿原酸的邻二酚羟基结构不稳定,高温加 热易氧化分解,因此,高温及长时间加热不利于绿原酸提取。在碱性条件下,绿原酸可发生水 解,在碱性及高温时会氧化成为绿色醌类。由于绿原酸的特殊结构,决定了其可以利用乙醇、 丙酮、甲醇等极性溶剂从植物中提取出来,但是由于绿原酸本身的不稳定性,提取时不能高温、 强光及长时间加热[3]。 绿原酸主要存在于忍冬科忍冬属、菊科嵩属植物中,其中包括杜仲、金银花、向日葵、 继花、咖啡、可可树等。邓良[3]等报道,金银花中绿原酸含量最高的当属大花毛忍冬花,最高可 达11.14%,其次是红腺忍冬花最高达7.1% ,含量较稳定者当属贵州忍冬花,其含量约5.3%­5.7 %,其中金银花越冬老叶中绿原酸含量是普通叶l。4l倍,忍冬藤9.O8倍。不同时期杜仲叶中绿原 酸含量差异显著,在年周期中,杜仲叶绿原酸含量以6月份叶含量最高,其次是11月份,而5月 份叶最低,幼苗杜仲叶中绿原酸含量有的高达10% 左右,不同地区杜仲中绿原酸含量差异显著, 遵义地区杜仲绿原酸含量最高,宜昌地区的含量偏低。刘军海[4]等报道, 绿原酸的含量在金银 花l~ 5.9%,向日葵籽1.5~ 3.5%,咖啡豆2~8%,杜仲(皮、叶) 2~ 5%,继花2.05%,沙棘果 1


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0.5~ l%[4]。绿原酸在葵花籽壳和仁中都存在。在葵花籽仁中,绿原酸主要分布在葵花籽仁的 糊粉层或细胞蛋白质颗粒中。据测定,葵花籽中绿原酸含量为1.5%~3.3% ,葵花籽仁中含 绿原酸2.1%­3。5%。 2.绿原酸生物活性[3] 2.1清除体内自由基和抗氧化作用

绿原酸及其衍生物比抗坏血酸,dl­­at­生育酚和咖啡酸具

有更强的自由基清除效果,可有效清除DPPH 自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基:它还 可以抑制低密度脂蛋白氧化,对维持机体细胞正常的结构和功能,防止和延缓肿瘤、突变和衰 变等现象的发生具有重要的作用。国内外研究表明,绿原酸是一种有效的酸性抗氧化剂,其抗 氧化能力强于咖啡酸。 2.2抑制突变和抗肿瘤

绿原酸具有较强的抑制突变能力,它可抑制黄曲霉毒素B·引发的突

变和亚硝化反应引发的突变并能有效降低r射线引起的骨髓红细胞突变;同时,还可通过降低致 癌物利用率及其肝脏中运输以达到防癌、抗癌效果,并能抑制由苯并芘,4­NQO(氧化硝基喹啉) 引发的癌症;对大肠癌、肝癌和喉癌具有显著的抑制作用,它被认为是癌症的有效防护剂。 异绿原酸B对大鼠具有较强促进前列腺环素(PGI2)的释放和抗血小板聚集

2.3对心血管作用

作用;对豚鼠肺碎片感应的抗体诱导SRS­A释放抑制率达62I3%。此外,对血小板血栓素生物 合成和氢过氧化物诱导的内皮素细胞损伤有极强抑制作用[ 7.。 绿原酸及其衍生物在抗艾滋病毒(H1 研究中表现出一定抑制效果,绿原酸

2.4其它生物活性

对质酸酶(nAase)及葡萄糖—6­磷酸酶有特殊抑帝 作用,对创伤治愈、皮肤滋润、关节润滑和 炎症防止等均有一定的功效。研究还表明,口服绿原酸能显著刺激胆汁的分泌,具有利胆功效; 绿原酸对胃溃疡也有显著抑制效果,它还可有效抑制H202引起大鼠红细胞溶血作用。 3. 绿原酸的应用[4] 3.1 医药保健行业

卫生部《药品标准》收录具有清热解毒、抗菌消炎的中成药170种,均含

有绿原酸且为主要成分。绿原酸等多酚类物质被称为“第七类营养素”,被广泛用于保健行业, 添加了绿原酸的保健药品具有清热解毒、养颜润肤、解除烟酒过多等特点。从植物中提取的绿 原酸纯品可作为二类新药开发,此外绿原酸还是重要的化学试剂,在生化分析和化学工业中都 具有广泛的应用,所以开发医用甚至纯品绿原酸具有很大的社会和经济效益。 3.2 食品行业

绿原酸是一种新型高效的酚型天然抗氧化剂,在某些食品中可取代或部分取

代目前常用的人工合成的抗氧化剂。如在猪油中加入少量绿原酸,可提高猪油的抗氧化稳定性, 增长保质期。绿原酸具有增香和护色作用,可用于食品和果品的保鲜。如Hirazawa等将绿原酸 用于鱼片的保鲜后,发现其效果要优于茶叶提取物和a一生育酚;绿原酸用于果汁保鲜后,可有 效防止饮料的腐败变质。绿原酸还是一种良好的食品添加剂,可制成具有保健功能的食品或饮 料。 2


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3.3 日用化工行业

绿原酸具有抗氧化作用,所以它可以保护胶原蛋白不受活性氧等自由基

的破坏并能有效防止紫外线对人体皮肤的伤害作用。现在已有多项关于添加绿原酸用于抗脲酶 化妆品、防止紫外线、皮肤防晒剂以及染发剂对头发损伤的欧洲专利。日本也利用绿原酸及其 衍生物的抗氧化特性研制出了抗衰老的护肤用品。

绿原酸作为一种重要的生物活性物质,已经引起国内外学者的广泛关注。目前绿原酸的 主要来源是从天然植物中提取,国外(美、日、德等)大多是从咖啡豆中提取,咖啡除作饮料外, 还可提取咖啡碱、咖啡油。咖啡碱在医药上可作麻醉剂、兴奋剂、利尿剂和强心剂。咖啡果肉 含有糖分,鲜果肉可用来制造酒精,酿醋和提炼果胶,制造糖蜜,提取蛋白质、咖啡因;干果 肉可作饲料;干果壳还可作肥料、炭砖、燃料,还可制作硬纤维板等。咖啡花含有香油,可提 取高级香料。而我国以往一直是从金银花中提取。目前我国对于绿原酸的提取纯化以及开发利 用水平还远远落后于发达国家。我国有着丰富的富含绿原酸的植物资源。如杜仲是我国特有的 经济树种,其种植面积广、资源丰富,杜仲叶中绿原酸的含量一般在5% 左右。此外,我国有 极为丰富的葵粕资源,向日葵籽中的酚酸类化合物70% 是绿原酸。我们应该合理利用丰富的资 源,大力开展绿原酸的提取纯化与绿原酸产品的研究开发。

参考文献 [1] 欧阳欢.咖啡研究历程和展望. 农业与技术.2006,26(4): 58. [2] 季宇彬主编. 中药有效成分药理与应用. 黑龙江科学技术出版社.1995. [3]邓 良. 等.绿原酸的研究进展. 化学与生物工程.2005,7:4. [4]刘军海. 等.绿原酸及其提取纯化和应用前景.粮食与油脂.2003,9:

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