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免疫调节剂菊苣酸的制备及应用

发布日期:2018/12/18 9:20:12

背景及概述[1][2]

菊苣酸,又称二咖啡酒石酸,属咖啡酸衍生物。是目前国际上受到普遍重视的一种免疫促进剂和免疫调节剂,另外,还具有刺激吞噬作用、抑制透明质酸酶的复制、保护胶原蛋白III不受可导致降解的自由基的影响、抗HIV、 抗癌、抗衰老等作用,是应用于制药原料和保健食品的主要成分。菊苣酸通常存在于菊科植物中,目前国际上生产菊苣酸的主要是从紫锥菊、松果菊、白松果菊中提取。因为菊苣酸具有化学不稳定性,因而从植物中提取和保存菊苣酸具有很大的挑战性。

制备[1]

一、利用菊苣制备菊苣酸

CN200410073388.4提供一种从菊苣中提取能够促进健康的生物活性成份咖啡酸衍生物——菊苣酸地工艺,本发明通过采后处理提高收获后菊苣中菊苣酸的含量,大幅度的降低原料成本。实现上述目的的具体技术方案是,1.一种利用菊苣制备菊苣酸的工艺,以菊苣的根、茎、叶为原料,其特征在于,该工艺包括下列步骤:

1)菊苣采后处理

a.菊苣采收:选择种植1-3年的菊苣,盛花期选择地上部分的茎、叶为原料,待地上部分的茎、叶枯萎后采挖根部作原料;

b.粉碎:对收获的地上部分的茎、叶原料经除杂后立即在4-10℃的冷 室中进行粉碎;对于根部原料快速洗去泥沙、杂物并迅速风干并切片;

c.控制相对湿度、调整氧气、低温处理:粉碎后的茎、叶原料和切片后的根部原料放入一个聚乙烯袋或麻布袋或纸袋中,使其保持敞开状态,使原料完全暴露于空气之中,袋子上最好还有几个2-3cm的开口,然后将袋子快速放入冷冻环境中,并保持其相对湿度40-85%,温度在0-10℃之间,时间96小时。经过上述处理的菊苣原料,直接进行下一道工序的加工,或采用微波真 空干燥、冷冻升华干燥进行干燥处理,使原料中水分含量小于10%,待以后加工使用;

2)提取步骤

提取分为对地上部分的茎、叶原料提取和菊苣根原料提取

a.地上部分的茎、叶原料提取:

将干燥处理的菊苣原料加入40%-70%乙醇或甲醇溶液作为提取溶剂,料 液比1∶3G/V~1∶20G/V并在搅拌的同时通入速率为500L/小时的氮气以防止菊苣酸降解;在室温下放置30小时,然后浸提菊苣酸,得到菊苣酸提取液;

或在菊苣原料加入40%-70%乙醇或甲醇溶液作为提取溶剂,采用超声提 取40min,料液比1∶3G/V~1∶10G/V;离心或压榨分离得到菊苣酸提取液, 渣再重复提取一次,提取液合并;

b.菊苣根原料提取:

将冷冻处理的干燥的菊苣根材料再进行磨碎,加入沸水,料液比1∶2 G/V~1∶20G/V,水中浸提2~4.5分钟,冷却至60℃并在此温度放置4小时,通过机械螺旋式压榨机榨汁,得到的固体残渣再重复浸提两次,合并菊苣酸提取液;

3)将上述提取步骤中制备的菊苣酸提取液按照不同产品含量要求分别制备含量不同的菊苣酸粉末。

上述含量不同的菊苣酸粉末包括菊苣酸产品A、菊苣酸产品B、菊苣酸 产品C,其制备方法分别是:

a.制备菊苣酸产品A

将地上部分的茎、叶原料提取得到的菊苣酸提取液,通过中空无机纤维微滤膜过滤除去蛋白质、鞣质、多糖和其它大分子量干扰成份及微生物、菌体、病毒等杂质,微滤膜孔径在0.10μm~0.25μm之间,然后40℃旋转薄膜蒸发仪浓缩,在60℃,真空度为0.08MPa下烘干得到菊苣酸粉末,该菊苣酸 粉末含量高于30%,为菊苣酸产品A;

b.制备菊苣酸产品B

①菊苣根原料的菊苣酸提取液精制:

将根菊苣酸提取液中浓缩至原提取液的1/2以下,然后加入1-5倍量的 95%醇,单位:V/V,加入醇后,溶液的醇含量不低于60%,单位:V/V,静置2-5h,抽滤或离心分离,除去汁液中的多糖以及其它沉淀物质,离心过滤得到含有较高浓度的菊苣酸汁液。优选孔径在0.05-0.25μm的中空纤维无机超滤膜,完全除去菌体、凝固和水溶性蛋白、胶体、色素和其它的不溶物,得到菊苣酸精制提取液;

②菊苣酸产品B的制备:

将菊苣酸精制提取液进行40-50℃真空浓缩,浓缩至提取液中固形物的 含量在20%-35%之间,然后加热至80℃,在浓缩液中加入麦芽糖或麦芽糖糊 精、磷酸三钙非吸湿性载体,加入量与可溶性固体的比例为0.2∶1~1.2∶1, 然后经过真空干燥、喷雾干燥方式进行干燥,喷雾干燥法时其入口温度控制 在149℃-160℃之间,出口温度控制在93℃~104℃之间,得到的产物再通 过100目筛滤除,保证其至少有40%通过;或者至少100%通过16目筛, 最终得到菊苣酸含量20%以上的菊苣酸粉末,即为菊苣酸产品B。

c.制备菊苣酸产品C

①大孔吸附树脂吸附分离:

将上述从菊苣地上部分或根中得到的菊苣酸精制提取液,浓缩除去醇, 用蒸馏水或去离子水重新溶解,以10ml/min的速度将样品上大孔吸附树脂 柱,让树脂充分静置吸附平衡5小时以上,水洗除去未被树脂吸附的杂质后, 然后用5%-10%甲醇-水洗脱,单位:V/V,收集洗脱液,40℃旋转薄膜蒸发仪 浓缩,除去甲醇,得到菊苣酸;

②C-18反向硅胶柱柱层析:

将大孔吸附树脂纯化得到的菊苣酸浸膏,用甲醇溶液溶解,上C-18硅 胶柱,用50%的甲醇溶液洗脱,以甲苯:乙酸乙酯:甲酸等于5∶2∶0.7为 展开剂,硅胶GF254薄板展开,以菊苣酸标品作对照,检测并合并收集菊苣酸 洗脱液,浓缩,除去甲醇,水重结晶,冷冻升华干燥,得到含量90%以上的 纯品菊苣酸,即为菊苣酸产品c。

本发明方法制备的菊苣酸是以水、醇-水为提取液,降低了生产成本,提高了提取率,避免菊苣酸的分解;该发明有效的除去了非菊苣酸成分,防止了其它成分对菊苣酸活性功能的干扰;而且采用本发明的方法制备的菊苣酸为粉末状,防止了发酵霉变和降解。

本发明主要利用乙醇和水按一定的比例混合或直接用水作为提取溶剂提取菊苣酸,提取比较彻底。在提取搅拌的的过程中同时通入氮气以防止菊苣酸降解,得到含有菊苣酸的汁液。通过膜过滤或醇沉淀后膜过滤技术可以 有效的除去蛋白质、鞣质、多糖等大分子量干扰成份及微生物、菌体、病毒等杂质,得到精制的菊苣酸提取液。

然后浓缩、干燥后经过下面两种不同的工艺得到菊苣酸粉末产品。一种方法是膜过滤的汁液,除去杂质,浓缩干燥 得到湿度小于8%的菊苣酸粉末。

另一种方法是先利用醇沉淀除去汁液中的多糖,然后经过膜过滤的汁液除去其它杂质后进行浓缩,并在浓缩过程中加 入麦芽糖、磷酸三钙等载体,干燥后经过筛子得到高纯度的菊苣酸粉末。目前,市场上销售的菊苣酸产品其有效成分的含量都比较低,最高不超过4%。 通过上述处理,产品中菊苣酸含量可以提高到20%以上。

菊苣酸易分解,极性强,工业化生产纯品菊苣酸非常困难,本发明将上述得到的精制的菊苣酸提取液通过大孔吸附树脂吸附分离,再通过ODS反向 柱柱层析分离纯化得到纯品菊苣酸,纯度在90%以上。图1是本发明的工艺提取流程图;

应用 [2]

菊苣酸对食源性致病菌金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和霉菌有抑制效果,浓度越高效果越好,但对益生菌乳酸菌和双歧杆菌无任何抑制作用。因此添加了菊苣酸的油脂与不添加菊苣酸的油脂相比,可显著降低细菌和霉菌感染的几率,保证了食品的安全性。且添加菊苣酸的油脂对常见益生菌没有任何杀伤作用,因此其被食用后在人体肠道可以有效抑制致病菌的繁殖,但是对益生菌无抑制作用,有利于维护人体肠道平衡。

主要参考资料

[1] CN200410073388.4 一种利用菊苣制备菊苣酸的工艺

[2]CN201711000863.9 菊苣酸在抑菌和辅助减肥方面的应用