CN110305233A - 一种莲藕多糖铁复合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种莲藕多糖铁复合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种莲藕多糖铁复合物及其制备方法和应用，该制备方法包括：在pH调节剂、水和催化剂的存在下，将莲藕多糖和FeCl3进行接触反应，冷却、分离纯化，得到莲藕多糖铁复合物。本发明采用莲藕多糖作为配糖体，在柠檬酸三钠催化下，和三氯化铁反应制备多糖铁，并进行了条件选择的优化，能够使铁含量有很大提高。

Description

一种莲藕多糖铁复合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于药物合成领域，更具体地，涉及一种莲藕多糖铁复合物及其制备方法和应用。
背景技术
莲藕属于睡莲科植物，是一种水生宿根常见的多年生草本植物。莲藕为药食两用，具有安神、清热败火和调节内分泌失调等作用。据文献报道，莲藕中所含的化学成分比较复杂，包括多糖类、蛋白质、脂肪、胡萝卜素和抗坏血酸等。
莲藕多糖是莲藕中的有效成分之一，天然产物一直是国内外研究的热点，而运用现代科学技术对天然产物的活性成分进行研究，包括分离、纯化、结构测定、结构与功能的研究是新世纪天然产物研究的趋势，具有生物活性多糖的研究是其重要组成部分。因此，研究开发莲藕多糖意义重大。现代药理学研究证实莲藕多糖具有多种生物学活性，其中以抗氧化、抗衰老等研究较多也较为深入。
铁是人体中必需的微量元素，是人体血液中的血红蛋白，肌红蛋白及多种酶的重要组成部分。当体内缺铁或铁的利用发生障碍时，会使血红蛋白合成减少，新生的红细胞血红蛋白量不足；严重缺铁时不仅会发生贫血，也可引起体内含铁酶类的缺乏，导致细胞呼吸发生障碍，影响组织器官的功能，临床上可引发胃肠道、循环、神经等系统的功能障碍。铁缺乏和缺铁性贫血是当今世界上最常见的营养不良，也是我国亟待解决的微量营养素缺乏问题。传统补铁制剂的口服吸收利用率低，易引起胃肠道不良反应，且传统补铁制剂疗程长，患者难于坚持接受全程治疗，从而影响患者用药的依从性。目前常用的补铁制剂主要为三价铁的无机盐类，其成本低，具有一定的补铁效果，但其对人体的副作用比较大；而一些新型的补铁制剂，虽然对人体副作用较小，但是成本高，价格昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用莲藕多糖制备含铁复合物，使得其能够作为补铁制剂应用，并且成本低，对人体基本没有副作用。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种莲藕多糖铁复合物的制备方法，该制备方法包括：在pH调节剂、水和催化剂的存在下，将莲藕多糖和FeCl3进行接触反应，冷却、分离纯化，得到莲藕多糖铁复合物。
本发明的第二方面提供上述制备方法制备的莲藕多糖铁复合物。
本发明的第三方面提供上述莲藕多糖铁复合物作为补铁剂或者保健品中抗氧添加剂的应用。
本发明的技术方案具有如下有益效果：
(1)本发明采用莲藕多糖作为配糖体，在柠檬酸三钠催化下，和三氯化铁反应制备多糖铁，并进行了条件选择的优化，能够使铁含量有很大提高。
(2)本发明的莲藕多糖铁复合物作为补铁剂不仅能够给机体提供安全无毒的铁元素同时也发挥了莲藕多糖自身的药用价值，具有更强的生物活性；本发明的莲藕多糖铁复合物作为保健品中的抗氧添加剂，能够具有很好的抗氧化性。
(3)采用本发明的方法制备的莲藕多糖铁复合物中铁的质量百分含量为20-40％。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了铁标准曲线图。
图2示出了本发明的实施例1的莲藕多糖铁复合物的红外光谱图。
图3-1和图3-2分别示出了根据本发明的一个实施例的莲藕多糖铁对ABTS的清除率测试结果图和莲藕多糖铁对Fe2+离子的螯合能力测试结果图。其中，ABTS是指2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐与过二硫酸钾反应生成的绿色的ABTS自由基。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明的第一方面提供一种莲藕多糖铁复合物的制备方法，该制备方法包括：在pH调节剂、水和催化剂的存在下，将莲藕多糖和FeCl3进行接触反应，冷却、分离纯化，得到莲藕多糖铁复合物。
根据本发明，优选地，该制备方法包括：(1)将莲藕多糖与水混合均匀，得到莲藕多糖水溶液；(2)在搅拌作用下，将催化剂与莲藕多糖水溶液混合，然后同时滴加FeCl3水溶液和pH调节剂，当反应液中产生的红棕色沉淀不再溶解时，停止滴加FeCl3水溶液和pH调节剂，继续反应，最后冷却、分离纯化，得到莲藕多糖铁复合物。
本发明中，所述继续反应的时间优选为2-4h。
本发明中，优选地，莲藕多糖水溶液中：莲藕多糖和水的料液比为4-10：1mg/mL。
本发明中，所述分离纯化优选为将反应液离心，收集上层红棕色离心液；离心液中加入95％乙醇醇沉，静置过夜；离心去上清，将沉淀经过清洗、离心、干燥得到莲藕多糖铁复合物。
根据本发明，优选地，所述莲藕多糖由如下方法制得：
(1)将莲藕烘干、粉碎，得到藕粉；
(2)将所述藕粉和乙醇混合，然后回流进行脱脂处理；
(3)将所述脱脂处理后的藕粉与水混合，加热，得到提取液；
(4)将所述提取液依次经过离心、过滤、浓缩、除蛋白、醇沉和离心处理，得到莲藕粗多糖；
(5)重复步骤(3)和(4)，然后进行清洗、干燥，得到所述莲藕多糖。
本发明中，步骤(2)中，藕粉和乙醇的料液比优选为1:(50-80)g/mL；步骤(3)中，藕粉与水的料液比优选为1:(50-80)g/mL；加热温度优选为60-80℃，加热时间优选为1-3h。步骤(4)中，除蛋白优选采用sevage法除去蛋白。
采用本发明的方法制备的莲藕多糖的纯度为90％左右。
根据本发明，优选地，所述pH调节剂为质量浓度为15-25％的NaOH水溶液；所述催化剂为柠檬酸三钠。
根据本发明，优选地，所述FeCl3水溶液的浓度为1-3mol/L。
本发明中，FeCl3水溶液的浓度为相对于1L的FeCl3水溶液，FeCl3含有1-3mol。
根据本发明，优选地，控制所述反应的pH为8-10。
根据本发明，优选地，所述催化剂与莲藕多糖的质量比为0.25-0.75：1。根据本发明，优选地，所述反应的温度为50-70℃。
本发明的第二方面提供上述制备方法制备的莲藕多糖铁复合物。
本发明的第三方面提供上述莲藕多糖铁复合物作为补铁剂或者保健品中抗氧添加剂的应用。
以下通过实施例进一步说明本发明：
以下各实施例中所用的莲藕多糖采用水煎-醇沉法提取莲藕多糖，具体通过如下方法制得：(1)取新鲜莲藕1kg，50℃烘干至恒重，粉碎过筛；(2)将藕粉按照料液比1:50g/mL的比例加入乙醇，50℃回流进行脱脂处理；(3)抽滤后同样按照1:50g/mL的料液比与水混合，70℃恒温水浴2h；(4)将提取液离心，过滤并弃去滤渣，浓缩后用sevage法除去蛋白，加入体积分数为95％乙醇醇沉，使终溶液乙醇体积分数达到75％左右，4℃静置过夜，离心弃去乙醇即得到莲藕粗多糖；(5)重复一次步骤(3)和(4)，然后再分别用丙酮和乙醚清洗，后经过真空干燥便可得到莲藕多糖，得到莲藕多糖含量达90％左右。
采用邻菲罗啉比色法测定以下各实施例制备的莲藕多糖铁复合物中铁的质量百分含量，具体测试方法如下：
铁标准曲线测定：精密称取0.7025g(NH4)Fe(SO4)2H2O固体，用蒸馏水充分溶解，滴加适量盐酸，定容到1L，并在低温下保存；将配好的溶液重新移取10mL定容至100mL，得到新的溶液，移取新溶液0mL、1mL、2mL、3mL、4mL、5mL、6mL和7mL，分别置于25ml的容量瓶中，再分别均加入1.75mL的质量浓度10％抗坏血酸溶液和2.5mL的质量浓度为0.1％邻菲啰啉溶液，并定容到25ml，然后静置十分钟后在510nm处测定吸光度；铁标准曲线即可作出，(见图1)。
莲藕多糖铁中铁含量测定，具体步骤为：取干燥的莲藕多糖铁粉末0.05g，溶于适量蒸馏水中，转移至50mL容量瓶中定容至刻度，制得莲藕多糖铁溶液。取莲藕多糖铁溶液1.0mL，置于50mL容量瓶内，加入2.5mL质量浓度为10％的抗坏血酸溶液和5mL质量浓度为0.1％邻菲啰啉溶液，并定容到50mL，然后37℃水浴3小时，最后在510nm处测吸光度，计算含铁量。
莲藕多糖铁中铁含量计算，按下列公式进行计算：
其中，Y表示铁含量(％)，A表示吸光度。
实施例1
将莲藕多糖加入圆底烧瓶中，加入一定水，搅拌使多糖全部溶解(其中，莲藕多糖和水的料液比为0.2：50g/mL)；加入柠檬酸三钠并搅拌使之溶解，在搅拌下同时滴加2mol/L的FeCl3水溶液和质量浓度为20％NaOH水溶液，控制两者的滴加速度以调节反应液pH为9，当反应液中产生的红棕色沉淀不再溶解时，停止滴加FeCl3水溶液和NaOH水溶液，然后继续在55℃下的水浴中反应2个小时，最后8 000r/min离心5min，收集上层红棕色离心液，将离心液加入一定体积的体积分数为95％乙醇，使终溶液中乙醇的体积分数为75％左右，4℃静置过夜，再离心去上清，将沉淀分别用体积分数为95％乙醇，丙酮和乙醚清洗、8000r/min离心5min除清洗液、再经真空干燥，得到莲藕多糖铁复合物。其中，柠檬酸三钠与莲藕多糖质量比为0.25:1。
本实施例制备的莲藕多糖铁复合物中铁的质量百分含量为32.15％。
实施例2
将莲藕多糖加入圆底烧瓶中，加入一定水，搅拌使多糖全部溶解(其中，莲藕多糖和水的料液比为0.2：50g/mL)；加入柠檬酸三钠并搅拌使之溶解，在搅拌下同时滴加2mol/L的FeCl3水溶液和质量浓度为20％NaOH水溶液，控制两者的滴加速度以调节反应液pH为8，当反应液中产生的红棕色沉淀不再溶解时，停止滴加FeCl3水溶液和NaOH水溶液，然后继续在55℃下的水浴中反应3个小时，最后8 000r/min离心5min，收集上层红棕色离心液，将离心液加入一定体积的体积分数为95％乙醇，使终溶液中乙醇的体积分数为75％左右，4℃静置过夜，再离心去上清，将沉淀分别用体积分数为95％乙醇，丙酮和乙醚清洗、8000r/min离心5min除清洗液、再经真空干燥，得到莲藕多糖铁复合物。其中，柠檬酸三钠与莲藕多糖质量比为0.5:1。
本实施例制备的莲藕多糖铁复合物中铁的质量百分含量为21.78％。
实施例3
将莲藕多糖加入圆底烧瓶中，加入一定水，搅拌使多糖全部溶解(其中，莲藕多糖和水的料液比为0.2：50g/mL)；加入柠檬酸三钠并搅拌使之溶解，在搅拌下同时滴加2mol/L的FeCl3水溶液和质量浓度为20％NaOH水溶液，控制两者的滴加速度以调节反应液pH为10，当反应液中产生的红棕色沉淀不再溶解时，停止滴加FeCl3水溶液和NaOH水溶液，然后继续在55℃下的水浴中反应4个小时，最后8000r/min离心5min，收集上层红棕色离心液，将离心液加入一定体积的体积分数为95％乙醇，使终溶液中乙醇的体积分数为75％左右，4℃静置过夜，再离心去上清，将沉淀分别用体积分数为95％乙醇，丙酮和乙醚清洗、8000r/min离心5min除清洗液、再经真空干燥，得到莲藕多糖铁复合物。其中，柠檬酸三钠与莲藕多糖质量比为0.5:1。
本实施例制备的莲藕多糖铁复合物中铁的质量百分含量为20.55％。
测试例1
如图2所示，莲藕多糖铁在3424.9cm-1为-OH的伸缩振动峰，且峰型变窄，说明螯合反应导致-OH振动变弱。1000-500cm-1处的糖类特征区域的吸收带变化明显，由于β-FeOOH键的存在，多糖铁复合物的光谱显示出信号在667.2cm-1；综上可知，实施例1制备的物质为莲藕多糖铁复合物。
测试例2
测试实施例1制备的莲藕多糖铁的抗氧化性，具体测试方法如下：
实验方法：(1)莲藕多糖铁对ABTS的清除作用测试：将莲藕多糖铁配成不同梯度浓度的水溶液，用移液器分别准确移取莲藕多糖铁水溶液400μL，7mmol/L ABTS+储备液1600μL，室温反应10min，于734nm测吸光度A1。清除率(％)＝[1-(A1-A2)/A0]×100，方程中A0(蒸馏水代替样品)为对照组吸光度；A1为样品吸光度；A2(蒸馏水代替ABTS+储备液)为样品的本底吸光度。
(2)莲藕多糖铁对Fe2+离子的螯合能力测试：将莲藕多糖铁配成不同梯度浓度的水溶液，用移液器分别准确移取莲藕多糖铁水溶液400μL，40μL5mmol/L的氯化亚铁水溶液，80μL的菲啰嗪，蒸馏水1080μL，于562nm测A1。清除率(％)＝[1-(A1-A2)/A0]×100，方程中A0(蒸馏水代替样品)为对照组吸光度；A1为样品吸光度；A2(蒸馏水代替菲咯嗪溶液和FeCl2水溶液)为样品的本底吸光度。
上述实验(1)和(2)中莲藕多糖铁水溶液的浓度分为4个梯度浓度，分别为1mg/mL，2mg/mL，4mg/mL和8mg/mL。
如图3-1和图3-2所示，莲藕多糖铁在体外抗氧化实验中，对ABTS的清除率随着莲藕多糖铁的浓度的增加而增加，最大清除率为90.31％；对Fe2+离子的螯合能力随着莲藕多糖铁浓度的增加先升后降，最大清除率为57.40％。综上可知，本发明的莲藕多糖铁对ABTS和Fe2+离子具有较好的清除作用；进而表明本发明的莲藕多糖铁具有良好的抗氧化性。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种莲藕多糖铁复合物的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：在pH调节剂、水和催化剂的存在下，将莲藕多糖和FeCl3进行接触反应，冷却、分离纯化，得到莲藕多糖铁复合物。
2.权利要求1所述的制备方法，其中，该制备方法包括：(1)将莲藕多糖与水混合均匀，得到莲藕多糖水溶液；(2)在搅拌作用下，将催化剂与莲藕多糖水溶液混合，然后同时滴加FeCl3水溶液和pH调节剂，当反应液中产生的红棕色沉淀不再溶解时，停止滴加FeCl3水溶液和pH调节剂，继续反应，最后冷却、分离纯化，得到莲藕多糖铁复合物。
3.权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述莲藕多糖由如下方法制得：
(1)将莲藕烘干、粉碎，得到藕粉；
(2)将所述藕粉和乙醇混合，然后回流进行脱脂处理；
(3)将所述脱脂处理后的藕粉与水混合，加热，得到提取液；
(4)将所述提取液依次经过离心、过滤、浓缩、除蛋白、醇沉和离心处理，得到莲藕粗多糖；
(5)重复步骤(3)和(4)，然后进行清洗、干燥，得到所述莲藕多糖。
4.权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述pH调节剂为质量浓度为15-25％的NaOH水溶液；
所述催化剂为柠檬酸三钠。
5.权利要求2所述的制备方法，其中，所述FeCl3水溶液的浓度为1-3mol/L。
6.权利要求1或2所述的制备方法，其中，控制所述反应的pH为8-10。
7.权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述催化剂与莲藕多糖的质量比为0.25-0.75：1。
8.权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述反应的温度为50-70℃。
9.权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制备的莲藕多糖铁复合物。
10.权利要求9所述的莲藕多糖铁复合物作为补铁剂或者保健品中抗氧添加剂的应用。
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