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CN104189140B - 一种石楠原花青素及其制备方法和应用 - Google Patents

一种石楠原花青素及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石楠原花青素及其制备方法和应用。所述的石楠原花青素是以石楠属植物的果序轴作为有效部位进行提取、纯化而得到的。本发明揭示了石楠属植物的枝、叶及果序中含有极高含量的原花青素类物质,而以成熟的果序轴中原花青素含量最高,利用该属植物的果序轴,经提取物纯化,制备的植物提取物,在低浓度下的抗氧化活性强于同质量浓度的,化学成分分析表明该提取物中黄酮类成分、酚类成分以及标志性的黄烷‑3‑醇类抗氧化成分含量均高于。该提取物的原料易于获得、提取工艺简单、成本低廉,具有十分广阔的市场前景与经济价值。

Description

一种石楠原花青素及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于植物提取技术领域,涉及一种石楠原花青素及其制备方法和应用。
背景技术
自1956年Denham Harman提出衰老的自由基学说以来,人们对自由基的关注和研究与日俱增,随着竞争压力日益增大、生存环境日渐恶化,生物体的健康受到了自由基前所未有的攻击。自由基直接导致生物膜的损坏,影响机体代谢平衡,从而导致机体衰老,并可引发癌症、糖尿病、心血管疾病、老年痴呆等多种疾病。生物体内存在一套清除自由基的系统,包括清除自由基的酶系统和非酶系统,它们维持着体内的自由基代谢平衡,修复自由基带来的伤害。研究表明,人为补充外源自由基清除剂,可以有效增加机体对自由基的清除能力,增加体内自由基清除酶系统的活性、提高体内自由基清除剂的含量。
自由基清除剂具有还原性,能够将自由基还原为非自由基,降低它们的反应活性,故自由基清除剂又被称作抗氧化剂。现在被广泛使用的自由基清除剂按照来源可以分为两大类:天然来源的和人工合成的。人工合成的自由基清除剂如BHT(二丁基羟基甲苯)、BHA(丁基羟基茴香醚)以及TBHQ(特丁基对苯二酚)等,它们的优点是产量高、价格低廉,但同时存在毒副作用大、消费者认可度不高等缺点;因此,在崇尚天然、原生态的今天,天然来源的植物抗氧化剂受到了科研人员的极大关注和消费者的极大认可。
原花青素类物质,即儿茶素(catechin)或者表儿茶素(epicatechin)等黄烷-3-醇类物质的聚合物,聚合度通常在2~10,二~五聚体通常被称为低聚原花青素(OPC)、而五聚体以上的物质通常被称作高聚原花青素(PPC)。原花青 素类物质具有多种重要的生物学活性,在医学界和营养学界,原花青素被普遍认为是清除自由基最强的天然抗氧化物质,其清除自由基活性约为同质量的维生素E的50倍。目前已知的富含原花青素的植物提取物主要有松树皮提取物—、葡萄籽提取物、黑果枸杞提取物、欧洲越橘提取物以及莲房提取物等。
石楠属(Photinia)植物,系蔷薇科苹果亚科下的一个属,小乔木或大灌木,全世界约有60余种,主要分布于东南亚及东亚地区,是重要的经济作物和观赏作物。但对该属植物的化学成分和生物学活性研究报道较少。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种石楠原花青素及其制备方法和应用,开发利用石楠属植物中丰富的原花青素资源,该提取物的原料易于获得、提取工艺简单、成本低廉,具有十分广阔的市场前景与经济价值。
本发明是通过以下技术方案来实现:
一种石楠原花青素,是以石楠属植物的果序轴作为有效部位进行提取、纯化而得到的;所述的提取是以酸化的醇或酮为溶剂、超声条件下进行提取,得到提取液;所述的纯化是将提取液吸附于大孔树脂柱中,经过水洗脱、静置、水洗脱、体积浓度70%以上的醇或酮洗脱的洗脱程序,收集包含石楠原花青素的洗脱液;洗脱液减压回收溶剂,并经浓缩、冻干后得到石楠原花青素。
所述的石楠原花青素,其中黄酮类成分以芦丁的当量值表示,每g石楠原花青素中的含量不少于1000mg;酚类成分和以没食子酸的当量值表示,每g石楠原花青素中的含量不少于500mg;黄烷-3-醇类成分以儿茶素水合物的当量值表示,每g石楠原花青素中的含量不少于90mg。
所述的石楠原花青素,其具有抗氧化活性,其对DPPH·的半数清除浓度不超过4μg/ml,对ABTS·的清除活性的TEAC值不低于5000μmolTrolox/1g, 对铜离子还原能力的TEAC值不低于7000μmolTrolox/1g。
一种石楠原花青素的制备方法,包括以下操作:
1)以石楠属植物的果序轴作为有效部位,将其粉碎后用酸化的醇或酮的溶液,在超声条件下提取,得到提取液;
2)将提取液上样于活化后的大孔树脂柱中,用水洗脱至流出液刚好变浑浊时,停止洗脱并静置5~10h;静置后再用水洗脱至流出液澄清为止,然后以体积浓度70%以上的醇或酮进行洗脱,并收集包含石楠原花青素的洗脱液;
3)将洗脱液减压回收溶剂,并经浓缩、冻干后得到石楠原花青素。
所述的石楠原花青素的制备方法,其特征在于,所述的石楠属植物包括石楠(Photinia serrulata)、光叶石楠(Photinia glabra)及红叶石楠(Photinia xfraseri)。
所述的石楠原花青素的制备方法,其特征在于,所述的提取液的提取为:
将石楠属植物的果序轴粉碎后,用0.01~10%乙酸酸化的体积浓度50~90%的甲醇、乙醇或者丙酮溶液浸泡,静置过夜后,在30~50KHz超声条件下提取20~60min,过滤,滤渣再次提取,合并滤液得到提取液。
所述的提取液浓缩后上样于活化后的大孔树脂柱中;
所述的大孔树脂的活化为:将大孔树脂装柱后以体积浓度95%的乙醇浸泡24h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液澄清为止;然后以体积浓度5%的盐酸溶液浸泡12h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液为中性;再以4%的NaOH溶液浸泡12h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液为中性;
提取液上样后的洗脱为:
将浓缩液上柱,用去离子水以0.5BV/h速度洗脱,待流出液刚好变浑浊时停止洗脱,静置6h后,先用去离子水以2BV/h速度洗脱,直至流出液澄清为止,然后以4BV的体积浓度80%的乙醇,以1BV/h速度洗脱、收集洗 脱液;
洗脱液中原花青素的存在与否和含量用对-二甲氨基肉桂醛(p-Dimethylaminocinnamaldehyde)显色法进行分析。
所述的石楠原花青素的制备方法,其特征在于,所述的大孔树脂为D101、X-5、AB-8、XDA-7中的任何一种。
所述的石楠原花青素作为抗氧化剂在制备药物、保健品、化妆品、护肤品、饮料、食品、宠物粮或者饲料中的应用。
所述的石楠原花青素在制备自由基清除剂中的应用。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明提供的石楠原花青素及其制备方法,提供了原花青素新的提取来源,而且是活性更好、成本更为低廉的提取来源。本发明揭示了石楠属植物的枝、叶及果序中含有极高含量的原花青素类物质,而以成熟的果序轴中原花青素含量最高,利用该属植物的果序轴,经提取物纯化,制备的植物提取物,在低浓度下的抗氧化活性强于同质量浓度的,化学成分分析表明该提取物中黄酮类成分、酚类成分以及标志性的黄烷-3-醇类抗氧化成分含量均高于。该提取物的原料易于获得、提取工艺简单、成本低廉,具有十分广阔的市场前景与经济价值。但从石楠属植物中制备原花青素的提取物的方法却未见报道,亦未见基于石楠原花青素的应用案例。
本发明采用石楠果序轴为原料经提取、纯化制备石楠原花青素,具有原料易于获得、制备方法简单、成本低廉等优点。所制备的原花青素在低浓度下抗氧化活性强于同质量浓度的,各类抗氧化活性成分含量均高于 ,具有极大地现实意义和推广价值。
附图说明
图1为清除DPPH·抗氧化活性测试中石楠原花青素和的浓度-清除率曲线对比图;
图2为清除ABTS·抗氧化活性测试中石楠原花青素和的浓度-清除率曲线对比图;
图3为CUPRAC抗氧化活性测试中石楠原花青素和的浓度-吸光度值曲线对比图。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。但实施例不限定本发明的保护范围。本发明的保护范围由权利要求来决定。
实施例1石楠原花青素的制备方法
称取25g干燥的石楠果序轴粗粉,置于1000mL锥形瓶中,加入800mL经0.5%(V/V)乙酸酸化的50%乙醇,静置过夜,次日于超声波发生器中,40KHz下超声提取30min,布氏漏斗滤过,滤渣加入600mL经0.5%乙酸酸化的50%乙醇,40KHz下超声提取30min,布氏漏斗滤过,滤渣加入600mL经0.5%乙酸酸化的50%乙醇,40KHz下超声提取30min,布氏漏斗滤过,合并三次滤液,滤液于旋转蒸发器中45℃下减压浓缩,得到提取物浓缩液,将浓缩液分为两份,用于大孔树脂纯化。
取新的D101大孔树脂200g,装入层析柱中,以95%乙醇浸泡24h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液澄清为止,然后以5%HCl浸泡12h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液为中性,然后以4%NaOH浸泡12h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液为中性。
将准备好的浓缩液上柱,用去离子水以0.5BV/h速度缓慢洗脱,待流出液刚好变浑浊时关闭层析柱活塞,静置6h后,打开层析柱活塞,先用去离子 水以2BV/h速度洗脱,直至流出液澄清为止,然后以4BV的80%乙醇,以1BV/h速度洗脱、收集洗脱液,与旋转蒸发器中减压回收乙醇,浓缩,冻干即得。
为评价通过此法制备的石楠原花青素的优劣,以为对照,分别以NaNO2-AlCl3-NaOH比色法、福林酚法和对-二甲氨基肉桂醛显色法对提取物浓缩液、未经大孔树脂纯化和纯化后的提取物中的黄酮类成分、酚类成分和黄烷-3-醇类成分进行定量分析,结果以每克植物粗粉(提取物)中芦丁、没食子酸和儿茶素水合物的当量值表示,测定结果见表1。
表1 植物粗粉及提取物和中三大类抗氧化活性成分对比
结果显示,石楠原花青素中酚类成分、黄酮类成分以及黄烷-3-醇类成分含量均高于对照
同时,以为对照,采用清除DPPH·法、清除ABTS·法、以及基于铜离子还原能力(CUPRAC)的抗氧化活性测定方法,评价石楠原花青素的提取物的抗氧化活性。各受试样品清除DPPH·的活性以受试样品对DPPH·的半数清除浓度(IC50值)表示,IC50值越小,表示抗氧化活性越强;对ABTS·的清除活性以及对铜离子还原能力以水溶性维生素E(Trolox)抗氧化活性当量值(TEAC值)表示,TEAC值越大,表示抗氧化活性越强。测定结果分别见表2、表3及表4,以及图1、图2和图3。
表2石楠原花青素和清除DPPH·活性对比
结果显示,石楠原花青素的三个抗氧化活性指标均优于对照。因此,石楠原花青素可应用于自由基清除,以及用于制备自由基清除剂。
实施例2石楠原花青素的制备方法
称取50g干燥的光叶石楠(Photinia glabra)果序轴粗粉,置于2000mL烧杯中,加入1500mL经1.0%(V/V)盐酸酸化的70%乙醇,静置过夜,次日于超声波发生器中,40KHz下超声提取30min,布氏漏斗滤过,滤渣加入1200mL经1.0%HCl酸化的70%乙醇,40KHz下超声提取30min,布氏漏斗滤过,滤渣再加入1000mL经1.0%HCl酸化的70%乙醇,40KHz下超声提取30min,布氏漏斗滤过,合并三次滤液,滤液于旋转蒸发器中45℃下减压浓缩,得到提取物浓缩液,浓缩液用于大孔树脂纯化。
取新的X-5大孔树脂400g,装入层析柱中,以95%乙醇浸泡24h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液澄清为止,然后以5%HCl浸泡12h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液为中性,然后以4%NaOH浸泡12h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液为中性。将浓缩液上柱,用去离子水以0.5BV/h速度缓慢洗脱,待流出液刚好变浑浊时关闭层析柱活塞,静置6h后,打开层析柱活塞,先用去离子水以2BV/h速度洗脱,直至 流出液澄清为止,然后以4BV的无水乙醇,以1BV/h速度洗脱、收集洗脱液,与旋转蒸发器中减压回收乙醇,浓缩,冻干即得。
实施例3石楠原花青素的制备方法
称取50g干燥的红叶石楠(Photinia xfraseri)果序轴粗粉,置于2000mL烧杯中,加入1500mL经10%(V/V)乙酸酸化的90%甲醇,静置过夜,次日于超声波发生器中,50KHz下超声提取20min,布氏漏斗滤过,滤渣加入1200mL经10%乙酸酸化的90%甲醇,50KHz下超声提取30min,布氏漏斗滤过,滤渣再加入1000mL经1.0%HCl酸化的90%甲醇,50KHz下超声提取60min,布氏漏斗滤过,合并三次滤液,滤液于旋转蒸发器中45℃下减压浓缩,得到提取物浓缩液,浓缩液用于大孔树脂纯化。
取新的AB-8大孔树脂400g,装入层析柱中,以95%乙醇浸泡24h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液澄清为止,然后以5%HCl浸泡12h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液为中性,然后以4%NaOH浸泡12h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液为中性。将浓缩液上柱,用去离子水以0.5BV/h速度缓慢洗脱,待流出液刚好变浑浊时关闭层析柱活塞,静置6h后,打开层析柱活塞,先用去离子水以2BV/h速度洗脱,直至流出液澄清为止,然后以4BV的无水乙醇,以1BV/h速度洗脱、收集洗脱液(洗脱液中原花青素的存在与否和含量用对-二甲氨基肉桂醛(p-Dimethylaminocinnamaldehyde)显色法进行分析),与旋转蒸发器中减压回收乙醇,浓缩,冻干即得。
鉴于石楠原花青素的抗氧化活性,可用于制备自由基清除剂,下面给出具体的制备实施例
实施例4含有石楠原花青素的泡腾片
取石楠原花青素25g,抗坏血酸175g,无水柠檬酸600g,碳酸氢钠185g,甘草甜素15g,置于容器中,混合30min,转移至装有5/4寸平冲压片机上,压制成3/8寸的大片,研碎后过20目筛,制粒,充分混合,压片,共制成1000片,即得每片含石楠原花青素25mg的泡腾片。
实施例5含有石楠原花青素的硬胶囊
取石楠原花青素50g,微晶纤维素100g,粉末状乳糖100g,置于容器中,混合30min,转移至装有5/4寸平冲压片机上,压制成3/8寸的大片,研碎后过20目筛,填入空壳胶囊中,共制成1000粒,即得每粒含石楠原花青素50mg的硬胶囊。
以上实施例,仅为本发明的部分具体实施方式,本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可不经过创造性劳动所想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种石楠原花青素,其特征在于,是以石楠属植物的果序轴作为有效部位进行提取、纯化而得到的;所述的提取是以酸化的体积浓度50~90%的甲醇或乙醇为溶剂、超声条件下进行提取,得到提取液;所述的纯化是将提取液吸附于大孔树脂柱中,经过水洗脱、静置、水洗脱、体积浓度70%以上的醇或酮洗脱的洗脱程序,收集包含石楠原花青素的洗脱液;洗脱液减压回收溶剂,并经浓缩、冻干后得到石楠原花青素。
2.如权利要求1所述的石楠原花青素,其特征在于,其包含的黄酮类成分以芦丁的当量值表示,每g石楠原花青素中的含量不少于1000mg;其包含的酚类成分以没食子酸的当量值表示,每g石楠原花青素中的含量不少于500mg;其包含的黄烷-3-醇类成分以儿茶素水合物的当量值表示,每g石楠原花青素中的含量不少于90mg。
3.如权利要求1所述的石楠原花青素,其特征在于,其具有抗氧化活性,其对DPPH·的半数清除浓度不超过4μg/ml,对ABTS·的清除活性的TEAC值不低于5000μmolTrolox/1g,对铜离子还原能力的TEAC值不低于7000μmolTrolox/1g。
4.一种石楠原花青素的制备方法,其特征在于,包括以下操作:
1)以石楠属植物的果序轴作为有效部位,将其粉碎后用酸化的体积浓度50~90%的甲醇或乙醇的溶液,在超声条件下提取,得到提取液;
2)将提取液上样于活化后的大孔树脂柱中,用水洗脱至流出液刚好变浑浊时,停止洗脱并静置5~10h;静置后再用水洗脱至流出液澄清为止,然后以体积浓度70%以上的醇或酮进行洗脱,并收集包含石楠原花青素的洗脱液;
3)将洗脱液减压回收溶剂,并经浓缩、冻干后得到石楠原花青素。
5.如权利要求4所述的石楠原花青素的制备方法,其特征在于,所述的石楠属植物包括石楠(Photinia serrulata)、光叶石楠(Photinia glabra)及红叶石楠(Photiniaxfraseri)。
6.如权利要求4所述的石楠原花青素的制备方法,其特征在于,所述的提取液的提取为:
将石楠属植物的果序轴粉碎后,用0.01~10%乙酸或盐酸酸化的体积浓度50~90%的甲醇、乙醇或者丙酮溶液浸泡,静置过夜后,在30~50KHz超声条件下提取20~60min,过滤,滤渣再次提取,合并滤液得到提取液。
7.如权利要求4所述的石楠原花青素的制备方法,其特征在于,所述的提取液浓缩后上样于活化后的大孔树脂柱中;
所述的大孔树脂的活化为:将大孔树脂装柱后以体积浓度95%的乙醇浸泡24h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液澄清为止;然后以体积浓度5%的盐酸溶液浸泡12h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液为中性;再以4%的NaOH溶液浸泡12h,以去离子水以2BV/h的流速洗涤,洗至流出液为中性;
提取液上样后的洗脱为:
将浓缩液上柱,用去离子水以0.5BV/h速度洗脱,待流出液刚好变浑浊时停止洗脱,静置6h后,先用去离子水以2BV/h速度洗脱,直至流出液澄清为止,然后以4BV的体积浓度80%的乙醇,以1BV/h速度洗脱、收集洗脱液;
洗脱液中原花青素的存在与否和含量用对-二甲氨基肉桂醛(p-Dimethylaminocinnamaldehyde)显色法进行分析。
8.如权利要求5或7所述的石楠原花青素的制备方法,其特征在于,所述的大孔树脂为D101、X-5、AB-8、XDA-7中的任何一种。
9.权利要求1所述的石楠原花青素作为抗氧化剂在制备药物、保健品、化妆品、食品或者饲料中的应用。
10.权利要求1所述的石楠原花青素在制备自由基清除剂中的应用。
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