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花生壳提取物的制备及其抗氧化与抗菌活性的研究进展



全 文 :综述与专题评论
2007年第 33卷第 2期(总第 230期) 97 
花生壳提取物的制备及其抗氧化与抗菌活性的研究进展*
杨国峰 ,周建新 ,汪海峰 ,丁爱风 ,杨晓蓉
(南京财经大学江苏省粮油品质控制及深加工技术重点实验室 , 南京 , 210003)
摘 要 花生壳提取物的有效成分是以木犀草素为主的黄酮类化合物 , 具有抗氧化与抗菌活性 、降血脂与胆固
醇和治疗冠心病的作用。文中论述了国内外花生壳提取物的制备及抗氧化与抗菌活性的研究进展 , 并对花生壳
提取物在食品工业中作为天然抗氧化剂和防腐剂的应用前景进行了展望。
关键词 花生壳提取物 , 制备 ,抗氧化性 , 抗菌性 ,研究进展 , 应用前景
第一作者:学士 ,教授。
 *江苏省高校自然科学研究指导性项目(05KJD550079)
收稿日期:2006- 03- 24 , 改回日期:2006 - 06- 27
.   花生壳是花生果加工食品 、食用油脂的废弃物 ,
除含有 65. 7%~ 79. 3%的纤维素 、木质素外 ,还含有
少量的蛋白质 、脂肪 、多糖以及矿物质等营养成分;此
外 ,还含有 3. 34%~ 7. 13%的多酚类化合物 ,其中木
犀草素含量约 0. 3%,我国年种植花生面积达 290万
hm
2 ,总产近 640万 t ,按含壳 33%计算 ,可得花生壳
约200万 t[ 1] 。花生壳提取物的有效成分是以木犀草
素为主的黄酮类化合物[ 2] ,通过动物和临床试验证
明 ,此类化合物在体内具有抗氧化性 、增强免疫功能 、
降血脂与胆固醇和抗炎症等药理作用。近十几年来 ,
花生壳提取物在食品的抗氧化与抗菌活性方面得到
了大量研究 ,显示其具有良好的抗氧化与抗菌活性。
由于目前我国的花生壳大部分用作燃料 ,其余作为废
渣而弃去 ,因此花生壳作为一种价廉 、可再生的资源 ,
是提取食品天然抗氧化剂和防腐剂的理想原料 ,具有
广阔的应用前景 。
1 木犀草素等黄酮类化合物的生理功能
1. 1 木犀草素的结构与理化性质
木犀草素属黄酮类化合物 ,化学名称 3′, 4′, 5 , 7-
四羟基黄酮 ,其结构如下:
  木犀草素母核是由 15 个碳原子组成 ,它们排列
成 C6 - C3 - C6的构型 ,即由 2个具有酚羟基苯环通
过中央一个成环的 C3相互连接而成[ 3] 。
木犀草素因分子中具有多元酚羟基 ,是一种极性
化合物 ,按照“相似相溶”原理 ,木犀草素游离苷元易
溶于甲醇 、乙醇 、乙醚 、正丁醇 、丙酮 、乙酸乙酯等有机
溶剂以及稀碱水溶液 。木犀草素是平面性强的分子 ,
因分子与分子之间排列紧密 ,引力较大 ,故难溶于水 。
1. 2 木犀草素的生理功能
木犀草素具有抗氧化性 、增强免疫 、降低血脂与
胆固醇 、抗炎症等药理作用 。
1. 2. 1 木犀草素的抗氧化性
现代医学和自由基科学越来越多地证明自由基
与许多生命现象的疾病密切相关 ,例如细胞的老化 、
癌症的发生及动脉粥样硬化 、血栓的形成等 ,生物体
的自由基来自 2方面 ,其一为内源性的 ,即主要是与
氧代谢有关的几种自由基 ,如:O -2 , OH - , RCOO -
等;其二为外源性的 ,主要是从污染的大气及烟雾中
吸入的 ,如:O -3 ,NO -2 等。尽管生物体内因新陈代谢
或吸入外来物质随时会产生各种自由基 ,但正常的机
体并未受损害 ,这是因为体内存在许多清除自由基和
抑制自由基的物质 ,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧
化氢酶(CTA)、过氧化物酶和谷胱甘肽酶(GSH-PX)
等 ,使体内自由基生成和消除维持相对平衡 。另外 ,
一些天然小分子化合物 ,如 VC 、VE 、β-胡萝卜素及 VA
等也具有消除和抑制体内自由基的能力 ,这些能清除
或抑制自由基在生物膜内引起的脂质过氧化的化合
物 ,统称为生物抗氧剂 。若体内缺乏这些物质 ,打破
了生物体内自由基和抗氧化剂之间的平衡 ,成为导致
许多疾病 ,尤其是癌症 、心脑血管疾病等的重要因
素[ 4] 。
木犀草素等黄酮类化合物对人体自由基的清除 ,
其主要机制是通过酚羟基与自由基反应生成较稳定
的半辊式自由基 ,从而终止自由基链式反应[ 5 , 6] 。
1. 2. 2  抗炎症作用
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTAT ION IND USTRIES
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木犀草素具有抗炎症作用。炎症的发生与体内
的 T 细胞 、B细胞 、NK 细胞 、巨噬细胞 、肥大细胞等
密切相关 ,木犀草素等黄酮类化合物主要通过影响细
胞的分泌过程 、有丝分裂基细胞间的相互作用而起
效。木犀草素等可减少杀伤性 T 细胞产生 ,而 Cu2+
离子与他们形成螯合物可加强此作用 。多数黄酮类
化合物能抑制大鼠肥大细胞和嗜碱性细胞对多种刺
激源引起的组胺及慢反应物质的释放 ,并具有一定的
构效关系和具有可逆性及激活细胞等特点。多数黄
酮类物质还能抑制大鼠中性粒细胞溶酶体的释放 ,抑
制其脱颗粒[ 7] 。
1. 2. 3  降低血脂与胆固醇及提高免疫功能作用
有关药理及临床试验的结果表明木犀草素具有
降低血脂与胆固醇 ,降压及免疫双向调节的药理作
用[ 7 ~ 9] 。
2 花生壳提取物制备
目前在花生壳有效成分的提取方面 ,侧重于以抗
氧化成分和木犀草素为目的。
2. 1 花生壳粗提取物的制备
花生壳粗提取物的制备方法有:溶剂提取法 、热
水提取法 、碱性水溶液或碱性稀醇提取法等。
2. 1. 1 溶剂或热水提取法
花生壳中木犀草素以苷元形式存在[ 2] ,一般可用
极性较大的有机溶剂如甲醇 、乙醇(浓度 90%~
95%)提取 。黎碧娜等人[ 10] 研究了甲醇 、乙醇 、丙酮 、
正己烷 、氯仿等有机溶剂提取花生壳中抗氧化成分 ,
抗氧化活性以甲醇提取物最好 ,并研究了提取率最高
时的工艺条件为:温度 65℃、液料体积质量比 20 、
pH3. 0 、时间 72 h ,另外与有机溶剂的对比试验表明 ,
水作为提取溶剂时 ,由于浸提液不容易过滤 ,效果很
差 ,提取率很低 。汪海峰等人[ 2] 通过高效液相色谱
法 、并结合紫外-可见光谱法对花生壳甲醇提取物成
分鉴定表明主要为木犀草素。李明静等[ 11] 用 60%丙
酮 、70%甲醇 、70%乙醇和水作为提取剂 ,并用高效液
相色谱法测定提取物中木犀草素的含量 ,分别为
3. 35%、3. 47%、3. 41%、0. 325%,进一步说明有机溶
剂提取物尤其是甲醇提取物中木犀草素含量高 ,而水
提取物中木犀草素含量最低。但考虑到甲醇对人体
有害 ,一般提取溶剂以乙醇为好。
2. 1. 2 碱性水溶液或碱性稀醇提取法
碱(如氢氧化钠 、碳酸钠 、氢氧化钙)水溶液浸出 ,
浸出液经酸化后可使木犀草素析出 。丁爱风等人[ 12]
对花生壳中木犀草素的碱性水溶液提取工艺有关影
响因素进行了研究 , 得到最佳工艺参数为:温度
95℃、液料体积质量比 20 、NaOH 水溶液浓度
0. 2mol /L 、时间 1. 0h 。从花生壳中可得到 4. 76%粗
提物 ,含木犀草素 2. 47%,木犀草素的提取率达到
78. 9%。此法具有操作简单 、速度快 、提取效率高 、成
本低等优点 。
碱性醇溶液(如 50%乙醇)浸出效果较好 ,但浸
出液酸化后 ,木犀草素在稀醇中有一定的溶解度 ,故
可能降低产品的收率 。
2. 2 花生壳粗提取物中木犀草素的纯化
木犀草素粗提取物的纯化主要是根据其与非黄
酮类化合物及其他黄酮类化合物单体的极性差异 、酸
性强弱 、分子质量大小和有无特殊结构。常用的方法
有:溶剂萃取法和柱色谱法 。
2. 2. 1 溶剂萃取法
利用木犀草素与混入的杂质极性的差异 ,用乙酸
乙脂萃取得到初步纯化的木犀草素制品。丁爱风等
采用此方法可将提取物中木犀草素的纯度由 2. 47%
提高到 19. 50%[ 12] 。
2. 2. 2  柱色谱法[ 13]
常用的吸附剂或载体有聚酰胺 、大孔树脂 、纤维
素粉和硅藻土等 ,聚酰胺和大孔树脂是较为理想的吸
附剂。
聚酰胺对各种黄酮类化合物有较好的分离效果 ,
且容量比较大 ,适于制备性分离 。聚酰胺色谱的分离
机制 ,一般认为是通过其分子中的酰胺羰基与黄酮类
化合物分子中的酚羟基形成氢键缔合而产生的 ,因
此 ,聚酰胺其吸附强度主要取决于黄酮类化合物能形
成氢键基团数目 ,即酚羟基数目和酚羟基的位置 ,以
及分子内芳香化程度 。
大孔树脂对黄酮类化合物有高度选择性吸附 ,选
择合适的洗脱系统 ,依次洗脱黄酮类物质 ,达到分离
纯化的目的 。
2. 3 不同品种 、类型花生壳中木犀草素含量研究
Yen等人[ 14] 对不同品种花生壳(Spanish , Valen-
cia , Runne r , Virginia)中木犀草素的含量进行了测
定 ,结果分别为 3. 16 、2. 47 、0. 95 、0. 75 mg /g 花生
壳 。杨增明等[ 15] 对全国 17个产地花生壳药材中总
黄酮含量测定的结果表明 ,不同产地花生壳中含总黄
酮在 0. 25%~ 1. 42%之间 , 以木犀草素成分为主 。
丁爱风等[ 16]对我国 8个省 、区的 120 份不同品种 、类
型花生壳中木犀草素含量进行了测定 ,发现木犀草素
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含量有很大差异 ,最低含量为 0. 050%,最高含量达
到 0. 475%,含量高低相差可达 9倍以上 。龙生型和
普通型花生壳中木犀草素含量较其他类型低 ,含量较
高的为中间型 、多粒型和珍珠豆型 。另外同一类型花
生在不同地区种植 ,其壳中木犀草素含量也有明显差
异。为了有效地提高木犀草素的生产效率和降低生
产成本 ,应当尽量选用木犀草素含量较高的花生壳
(如中间型 、珍珠豆型 、多粒型)为原料。
3 花生壳提取物的抗氧化与抗菌活性研究进展
3. 1 花生壳提取物的抗氧化活性的研究
Yen等人[ 14]研究了不同品种花生壳甲醇提取物
的抗氧化活性 ,结果表明 ,不同品种的花生壳甲醇提
取物因木犀草素和多酚类物质含量较高 ,均显示出较
强的抗氧化性 ,其中 Spanish 品种的甲醇提取物因木
犀草素和多酚类物质含量最高 ,抗氧化活性最强。黎
碧娜等[ 10]研究了不同溶剂提取物的抗氧化活性 ,结
果表明 ,以猪油为底物 ,甲醇提取物的抗氧化活性最
高。余大坤等[ 17] 使用不同浓度的花生壳乙醇提取物
对猪油抗氧化作用进行了对比研究 ,表明花生壳乙醇
提取物的抗氧化效能随着浓度的增加而增强 ,随着时
间的延长 ,它们之间的抗氧化效能的差距也越来越明
显。Yen等人[ 18]的研究表明花生壳甲醇提取物在猪
油 、亚油酸中的抗氧化活性与 BHA 相当 ,强于 VE ,
抗氧化主要组分鉴定为木犀草素;具有良好的热稳定
抗氧化性 , 185℃加热 1 h 后 ,对亚油酸的过氧化反应
抑制作用能保持在 85. 2%,而 185℃热处理 20 min
对抗氧化活性基本无影响 ,花生壳甲醇提取物的抗氧
化活性随着 pH 由 3 ~ 9 的增加而减小 ,并且与 Vc、
VE 、柠檬酸没有协同作用 ,花生壳甲醇提取物在空气
或氮气中存放 70 d ,其抗氧化活性仅略有下降 。Lee
等人[ 19] 对远红外线照射或加热处理(同为 150℃, 5 、
10 、15 、20 、40 、60 min)的花生壳(放在培养皿中)的水
提取物(WEPH)的抗氧化活性进行了评价 ,结果表
明随着远红外线照射或加热处理时间的延长 ,
WEPH 抗氧化活性也在提高。150℃、远红外线照射
60 min后的花生壳 ,水提取物的酚类化合物总量 、清
除自由基活性和还原力分别从 72. 9 μmo l/L 、2. 34%
和0. 473增加到 141. 6μmol /L 、48. 83%和0. 910 ,而
在同样的加热处理下 ,上述指标分别从 72. 9 μmol /
L 、1. 90%和 0. 471 增加到 90. 3μmo l/L 、23. 69%和
0. 718 ,远红外线照射或加热处理花生壳有助于其水
提取物抗氧化活性的提高。Dun等[ 20] 研究了花生壳
经过紫外线照射(3或 6 d)后的甲醇提取物的抗氧化
活性和成分的变化 ,结果表明 ,经紫外线照射 6 d 后
的花生壳甲醇提取物对亚油酸过氧化反应的抑制作
用为 96. 0%,经紫外线照射 3 d及 6 d后的花生壳甲
醇提取物中木犀草素的含量为原来的 87. 9%和
69. 5%,酚类化合物总量为原来的 96. 5%和 90. 4%,
由于花生壳甲醇提取物中酚类化合物总量高而使其
有显著的抗氧化活性 ,而且在紫外线照射花生壳过程
中取样 ,其甲醇提取物在薄层色谱板上总是显示相同
的紫外可见光谱和比移值 ,所以花生壳甲醇提取物的
抗氧化活性不受紫外线照射的影响 。这些特性证明
了花生壳提取物作为抗氧化剂应用于食品的可能性 。
3. 2 花生壳提取物的抗菌活性的研究
作者所在的课题组的研究结果表明花生壳乙醇
提取物对食品中常见的 10种污染菌和食物中毒菌的
抑制作用显著 ,其抗菌活性随着其浓度增加而增强 ,
对细菌和真菌的最低抑制浓度分别为 0. 28‰和
0. 50‰,抗菌活性具有热稳定性 ,能忍受高温短时的
热处理 , 并且在 pH5 ~ 9 的范围内均具有抗菌活
性[ 21] 。陈春涛等[ 22] 对花生壳中的木犀草素进行了分
离 ,明确了花生壳中抗菌组分是包括木犀草素在内的
3种黄酮类化合物。这些研究表明花生壳具有作为
食品天然防腐剂的开发潜力。
4 花生壳开发为食品天然抗氧化剂和
防腐剂中存在的问题与应用前景
4. 1 花生壳开发为食品天然抗氧化剂和防腐剂的优

目前在我国花生壳大多作为燃料 ,有限的综合开
发利用主要有生产酱油 、酿造白酒 、制取药物 、加工饲
料 、栽培食用菌 、榨取油脂 、制造复合板材等 ,但附加
值低 ,甚至造成新的环境污染。按我国的花生年总产
计算可得壳约200万 t[ 1] ,因此 ,花生壳作为提取食品
天然抗氧化剂和防腐剂原料 ,具有价格 、资源优势 ,真
正体现变“废”为“宝”精神 。
食品添加剂的发展趋向是天然 、营养和功能化方
面发展 ,而且研究与应用已日趋广泛 。花生壳在民间
用作中草药 ,用水煎液服用 ,可治疗哮喘 、痰多 、肥胖
等 ,其单方制剂“脉舒胶囊”为降血脂药 ,用于高血脂
症[ 3] 。利用具有悠久食用历史的既有益于健康又有
特定治疗效果的中草药 ———花生壳作为食品抗氧化
剂和防腐剂的提取原料具有低毒 、更容易为消费者接
受的优点。目前由于人工合成抗氧化剂和防腐剂
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTAT ION IND USTRIES
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BHA 、BH T 、TBHQ 及苯甲酸钠等被动物实验发现
有毒 ,尤其是 BHT 它会增高肝颗粒系统体系的活
性 ,因此 ,有的国家已经禁止使用[ 23] 。因此从花生壳
中提取天然食品抗氧化剂和防腐剂符合人们越来越
追求绿色环保消费的愿望 。
多年来 ,我国科研人员在开发天然食品抗氧化剂
和防腐剂方面做了大量的研究工作 ,我国批准使用的
植物源天然食品抗氧化剂就有茶多酚等数种 ,有关花
生壳提取物制备及抗氧化和抗菌活性的大量研究 ,为
花生壳提取物商业化生产和应用奠定了基础 。
4. 2 花生壳开发为食品天然抗氧化剂和防腐剂中存
在的问题
目前以花生壳为原料研究与开发食品天然抗氧
化剂和防腐剂仍存在以下几个问题:
首先对相关研究缺乏系统的理论指导。食品天
然添加剂研究与开发大致过程为:有效组分的提取 、
纯化;有效组分在食品中的应用试验及毒理学评价
等。因此开发食品天然添加剂需要食品科学 、微生物
学 、生物化学 、中药学和医学等多门学科的理论为基
础 ,但从事这些方面研究的专家很少参与合作 ,还做
了许多重复工作 。同时 ,企业参与新型天然食品添加
剂开发的积极性不高 ,它们不愿在研究与开发等环节
上投入太多资金 ,从而使开发受到限制 。
其次对相关的基础研究不够。花生壳中有效成
分含量常随品种 、成熟度 、季节和地理环境而改变 ,目
前缺乏全国性的调查资料;目前进行研究与开发的花
生壳提取物大多未经精制 ,杂质较多 ,加入某些食品
中会影响其风味和质量 ,所以应用于食品的种类受到
限制 。目前花生壳提取物商业化生产的工艺未见报
道;价格偏高 ,导致无法商业化应用;未进行毒理学评
价;与其他抗氧化剂或防腐剂配伍优化的研究尚未进
行。
为解决这些问题 ,促进以花生壳为原料研究与开
发食品天然抗氧化剂和防腐剂的发展 ,首先需要各行
各业的通力合作 ,政府在政策上给以倾斜 ,相关研究
单位 、人员加强合作 ,相关企业应积极主动地提供支
持。其次应加强相关的基础研究工作 ,尤其是配伍优
化 、有效组分的毒理学评价等 。最后应进行科普宣
传 ,提醒消费者在尽可能的情况下应首选含天然添加
剂的食品 ,选择绿色 ,选择健康 。
4. 3 花生壳开发为食品天然抗氧化剂和防腐剂的前

食品工业是我国的支柱产业 ,抗氧化剂和防腐剂
的需求量大 。花生壳提取物因含有木犀草素等黄酮
类化合物 ,在体内具有较多的药理作用 ,因此可以推
断 ,补充花生壳提取物可望成为调节身体机能 、维护
人体健康的有效方式。而花生壳提取物在食品中具
有良好的抗氧化和抗菌性能 ,作为食品天然抗氧化剂
和防腐剂开发 ,符合国内外一贯提倡的“天然 、营养 、
多功能”的食品添加剂的发展方针[ 24] ,因此具有广阔
的开发与应用前景。
虽然目前花生壳提取物作为食品天然抗氧化剂
和防腐剂由于价格 、杂色 、效果等方面的限制 ,短期内
还不能完全取代化学合成添加剂 ,但从长远的观点
看 ,科学技术的进步 、生活水平的提高和安全意识的
进一步增强 ,必将促使人们用天然完全取代化学合成
的添加剂。
参 考 文 献
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Research Progresses on Preparation , Anti-oxidative and
Anti-microbial Activity of Extract from Peanut Hulls
Yang Guofeng ,Zhou Jianxin ,Wang Haifeng ,Ding Aifeng ,Yang Xiaorong
(Jiang su Provincial Key Labo rato ry o f Quality Controls and Deep Proce ssing on G rain and Oil ,
Nanjing Univ ersity of Finance and Economics , Nanjing 210003 , China)
ABSTRACT Luteolin , a major f lav onoid to show ef ficiency of ex t raction f rom peanut hullsl ,has ant i-oxida-
tive and ant i-microbial activity that may cure co ronary disease by low ering fat in blo od and cholestero l. The
paper review s the preparation process , anti-oxidative and anti-microbial act ivity of ex t ract form peanut hulls
in recent y ears at home and abroad. The prospect of ex t ract ion f rom peanut hulls could be exploi ted as natural
ant i-oxidant and antiseptic in food industry .
Key words ex tract form peanut hulls , preparation , anti-oxidative activity , anti-microbial activi ty , research
pro gresses ,prospect of application
 会 讯
 
中国公众营养改善低聚糖 OLIGO 项目(保龄宝)推进会将在上海举行
由中国发酵工业协会主办 ,禹城市人民政府(中国功能糖城)、山东保龄宝生物技术有限公司承办的中国公众营养
改善低聚糖 OLIGO 项目(保龄宝)推进会将于 2007 年 3月 28 日在上海光大国际酒店举行。
中国公众营养改善低聚糖(OLIGO)项目 ,是由中国发展与改革委员会公众营养发展中心发起的新公众营养改善项目 ,该
项目是对国民营养膳食结构的改革 ,倡导人们从吃好到吃出健康的安康工程。此项目的顺利推进将会对国家经济发展与国民
健康有着深远的意义。公众营养改善低聚糖(OLIGO)项目的主要内容是针对现阶段我国国民大量存在微生物营养失衡的状
况 , 通过倡导食品与保健品行业在公众摄入的食物中加入低聚糖(OLIGO)益生元 ,激活与增殖人体的益生菌群 ,从而达到促进
微生物生态平衡 , 改善公众营养健康的目的。这是继“食品加碘” 、“营养强化面粉” 、“酱油加铁” 、“食用油加 VA”之后启动的新
公众营养改善项目 , 属于“微生物平衡促进项目” 。
保龄宝公司作为亚洲主要的低聚糖生产基地 、公众营养与发展中心推荐产品企业 , 积极响应公众营养中心的号召 , 勇于承
担社会责任 , 以“开启自然 、融于健康 、健康的事业应从健康产品开始”的宏伟理念对公众营养改善低聚糖(OLIGO)项目进行科
普宣传 、企业联盟 、应用推广等 , 充分发挥行业领头羊的号召力与影响力。为推动营养改善低聚糖项目的顺利发展 、国民健康 、
国家发展 , 特邀请政府领导 、知名专家学者 、制造厂商共同举办此次盛会 
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