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单宁及抗氧化机理课件



植物多酚的研究始于18世纪末,1796 Seguin 首次将植物水浸提物中可使生皮转变为革的 多酚类化合物合称为“植物单宁”
在植物中分布的单宁品种繁多,仅目前己经鉴 定结构的就已超过4000种, 根据化学结构的不同可将其分为水解单宁 (hydrlysabletannins)、缩合单宁 (Condensedtannins)和间苯三酚单宁 (phlorotannins)三类
脂过氧自由基能够从邻近的另一个脂分子中 抽氢形成新的脂类自由基,新的脂类自由基再 同氧气反应生成另一个脂过氧自由基,这样形 成的循环,就是脂质过氧化链式反应的扩展阶 段。
链终止

脂类自由基,脂过氧自由基相互作用,还可以形 成环氧化合物和内环氧化合物自由基,最后断 裂生成各种醛类和短链烃类等非自由基产物, 称为链终止反应。

溴代苯模型 原理是:溟代苯导致小鼠肝中毒,引起肝脂质过 氧化。动物实验中过氧化脂质含量(丙二醛或 褐脂质)及抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶和谷 肤甘肤过氧化物酶)为必测项目

抗氧化剂的分类
抗氧化剂依其作用可以分为两大类: 第一类为预防性抗氧化剂,这类抗氧化剂可以 清除脂质过氧化链启动阶段的自由基等引发 剂,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶 (CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH一Px)等;
氧化损伤的造模

氧化损伤的造模方法主要有三种,分别为D一 半乳糖模型、辐照模型及嗅代苯模型。
D一半乳糖模型 原理是:D一半乳糖供给过量,超常产生活性氧, 打破了受控于遗传模式的活性氧产生与消除 的平衡状态,引起过氧化效应。

辐照模型 原理是:电离辐射通过直接破坏生物膜中不饱 和脂肪酸和间接通过水辐解产生自由基,引发 脂类过氧化。


研究表明柿单宁的分子结构中,具有一个邻苯 一酚和一个邻苯三酚,而邻苯二酚和邻苯三酚 的邻位酚轻基很容易被氧化,从而消耗环境中 的氧,并且能吸收活性氧等自由基。

柿子高分子单宁在脱氧一D核糖体系、甲基 紫体系、水杨酸体系、邻苯三酚自氧化体系 和亚油酸脂质过氧化体系中均具有强抗氧化 能力,且呈明显的剂量一效应关系,效果均强于 相同浓度的葡萄籽原花青素。
单宁的应用
收敛作用 单宁与蛋白质以疏水键和氢键等方式发生缩 合反应,使人产生收敛的感觉即为收敛性, 在化妆品中加入单宁,最直接的效果就是收 敛作用。含单宁的化妆品在防水条件下对皮 肤有很好的附着力,并可使粗大毛孔收缩、 绷紧而减少皱纹,使皮肤显出细腻的外观。

防晒功能 单宁是一类在紫外线光区有强烈吸收的天然 物质,茶多酚,柿子单宁已经被证实对人体 无毒性, 加了这类单宁的防晒化妆品被称为 “紫外线过滤器“,对紫外线的吸收率达 98%以上,对日晒皮炎和各种色斑均有明显 抗御作用。

水解单宁主要是聚桔酸酯类多酚,即桔酸及 其衍生物与多元醇以酯键连接而成,可以分 为桔酸单宁和鞣花单宁两类;缩合单宁则主 要由聚黄烷醇类多酚或原花色素,即羟基黄 烷醇类单体的组合物,单体间以C—C键相连 。


水解单宁和缩合单宁在结构组成上完全不同,因此 它们在化学性质和应用范围上的差异显著。如水解 单宁在酸、碱、酶的作用下不稳定,易于水解;而 缩合单宁则相对稳定,但在强酸作用下会缩合成不 溶于水的物质。 水解单宁和缩合单宁在分子结构上仍具有一些共性 ,如二者的酚羟基数目总多,并以邻位酚羟基最为 典型;分子量都较大,且分布较宽。
脂质过氧化机理

脂质过氧化有两个重要的条件,一个是不饱和 脂肪酸,另一个是氧气。脂类和蛋白质是生物 膜的主要组成成分,它们在细胞膜中形成流动 相嵌结构;由于氧气在有机相中溶解度远大于 无机相,因此细胞膜中氧气浓度很高;并且细胞 膜在细胞的最外层,会首先受到各种损伤因素 的攻击。因此,细胞膜成为脂质过氧化最容易 发生的靶物质和场所


水解单宁和缩合单宁分布在高等维管束植物 中,而间苯三酚单宁仅在海洋褐藻中存在

水解单宁是由桔酸,或由榕酸衍生的酚羧酸与 多元醇组成的酯。水解单宁的酯键在酸、碱 和酶的作用下易水解,产生多元醇和酚羧酸,根 据水解反应产生的多元酚羧酸的不同大部分 水解单宁又可细分为桔单宁(gallotannins)和 棘花单宁(e一lagitannins)
链启动
脂质过氧化过程是链式反应,可分为链起动、 链扩展和链终止三个步骤,每一步都有氧自由 基中间物的产生和参与。 脂质过氧化的链起动是指,完全没有过氧化的 不饱和脂肪酸最初开始过氧化的起始反应,也 就是不饱和脂肪酸被一个反应性足够强的物 质进攻,从其亚甲基上抽取一个氢原子的反应 。

链扩展

性状


单宁存在于多种树木(如橡胶树和漆树))的树皮和 果实中,也是这些树木受昆虫侵袭而生成的虫瘿中 的主要成分, 含量可达50%~70%。 淡黄色至浅棕色无定型粉末或松散有光泽的鳞片状 或海绵状固体,暴露于空气中能变黑。无臭,微有 特殊气味,具强烈的涩味,露置光和空气中色变深 。溶于水,易溶乙醇、丙酮和甘油,几乎不溶于乙 醚、苯、氯仿和石油醚。微有特殊气味,具强烈的 涩味。


另外,在近来的研究中也发现了大批含黄烷三 醇结构单元和格单宁(或靴花单宁)的复杂单宁 种类,这类单宁分子含有水解单宁和缩合单宁 两种类型的结构单元,具有两类单宁的特征
分类

按照单宁的化学结构特征,可将其分为水解单宁 (hydrolysable tannins)和缩合单宁(condensed tannins)两大类。

抗皱作用 弹性蛋白是维持皮肤弹性最主要的纤维蛋白 。它的含量下降或变性是皮肤弹性下降以及 皱纹形成的主要原因。抑制弹性蛋白酶对弹 性蛋白的降解能力,是恢复皮肤弹性、延缓 产生皱纹和衰老的重要途径。单宁具有清除 自由基和抑制弹性蛋白酶活力的作用,某些 单宁还可以促进细胞新陈代谢、培养皮肤活 力使其保持健康、有光泽、有弹性

柿子单宁及聚合度高达33.6的级分Ⅲ在体内 可以防止由溴苯引发的血清及肝匀浆超氧化 物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH 一Px)活性的下降(P<0.OI)及丙二醛水平的上 升(P<0.01)。两者均有很好的抗氧化效果,其 效果不逊于低聚体含量大于70%的葡萄籽原 花青素

柿子单宁能部分改善由一半乳糖引起的意识 损伤,防止海马组织损伤,提高抗氧化能力,可 能成为治疗衰老相关疾病的一种新的手段

红酒中的单宁

单宁是红葡萄酒的灵魂,它的主要作用有: 为葡萄酒建立“骨架”,使酒体结构稳定、 坚实丰满;有效地聚合稳定色素物质,为葡 萄酒赋予完美和富有活力的颜色;和酒液中 的其它物质发生反应,生成新的物质,增加 葡萄酒的复杂性。单宁不足的葡萄酒则会发 育不良,通常表现为质地轻薄、柔弱无力、 素然无味。

保湿作用 皮肤外观健康与否取决于角质层的含水量, 长期缺水会导致皮肤粗糙和形成皱纹。单宁 分子结构中含有大量的亲水基———酚羟基 。使其在空气中极易吸潮,因而具有保湿作 用。透明质酸是皮肤中的一种黏多糖,起到 天然保湿剂的作用。随着年龄的增长,透明 质酸会因透明质酸酶的作用而分解,使皮肤 硬化引起皱纹。单宁对透明质酸酶有显著的 抑制效果,从而达到真正生理上的深层保湿 作用。

单宁的结构
植物单宁

是植物体内的复杂酚类次生代谢产物,具有多元酚结构,主 要存在于植物体的皮、根、叶、壳和果肉中。植物多酚在自 然界中的储量非常丰富。人类对植物多酚的认识和利用可以 追溯到远古时代,当时的人们就已经有意识地将植物多酚用 于鞣制皮革。

White和Bate-Smith定义植物单宁为相对分子 量在500~3000范围内的具有鞣性的多元酚 。而“植物多酚”这一术语是由Haslam在1981 年根据单宁的分子结构及分子量提出的,涵 概了所有单宁以及与单宁的衍生物质。
Hale Waihona Puke 单宁 - 生理活性单宁的生理活性是其与生物体内的蛋白质、 多糖、核酸等作用的最终体现,而这些作用 又取决于其分子结构。 传统药用植物所含多为水解单宁,如止血消 炎的五倍子、保护消化道粘膜的山枝叶、治 疗心血管疾病的牡丹根皮等。


食物中所含单宁主要是缩合单宁,切开的苹 果、李和茶水久置后有“螺红”生成。绿茶 中单宁实系单宁前体,属儿茶素及其衍生物 类,在发酵制成红茶中经催化而氧化缩合为 茶黄素、茶红素及菜渴素等,具有缩合单宁 的性质。

有关医学研究表明,红葡萄酒的单宁物质对 人体健康十分有益,美国《时代》周刊曾评 出“现代人10大健康食品”,分别是:番茄 、菠菜、坚果、花椰菜、燕麦、鲑鱼、大蒜 、蓝莓、绿茶和红葡萄酒。《时代》周刊的 评论是:“酿酒用的葡萄皮含有丰富的抗氧 化物质,可有效降低血胆固醇,防治血管硬 化。
单宁在脂质过氧化中的作用
单宁的抗氧化性体现在两个方面, 一方面通过还原反应降低环境中的氧含量, 另一方面则是通过作为氢供体释放出氢与环 境中的自由基结合,中止自由基引发的链锁反 应,从而阻止氧化过程的继续传递和进行。

柿子单宁抗氧化性

在LDL(低密度脂蛋白)的氧化修饰体系中 加入柿子单宁后,可以显著延缓共扼二烯的形 成、维持LDL的构象稳定、抑制脂质过氧化 产物的生成等。因此,柿子单宁在体外对LDL 的氧化修饰具有很好的保护作用。


第二类为脂质过氧化链式反应的阻断剂,这类 抗氧化剂可以捕捉脂质过氧化链式反应中产 生的自由基,减少脂质过氧化反应链长度,因此 可以阻断或减缓脂质过氧化的进行,如维生素 C、维生素E等就属这类抗氧化剂。
抗氧化剂作用位点

抗氧化剂可以作用于脂质过氧化的以下几个 方面:(l)减少局部氧气的浓度;(2)清除脂质过 氧化的引发剂;(3)结合金属离子,使其不能产 生起动脂质过氧化的轻基自由基,不能分解脂 质过氧化产生的脂过氧化氢;(4)将脂质过氧化 物分解为非自由基产物;(5)阻断脂质过氧化的 反应链,即清除脂质过氧化中间自由基,如脂自 由基、脂氧自由基和脂过氧自由基等
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