CN112716999A - 一种肉桂提取物的制备方法及其肉桂提取物和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种肉桂提取物的制备方法及其肉桂提取物和应用,该提取物的制备方法包括如下步骤:将肉桂浸泡于水和有机溶剂的复合溶液中;浸泡后调节溶液pH,进行超声提取,过滤分别收集滤液和提取后的肉桂;向肉桂中再次加入水和有机溶剂的复合溶液,调节溶液pH,进行超声提取,过滤收集滤液;合并两次提取后的滤液,旋转蒸发得到浸膏;冷冻干燥得到干膏粉。本发明可以高效提取肉桂中的多种活性成分,操作简单效率高,解决了肉桂提取中高温易挥发,提取率低,操作复杂等问题。本发明的提取物缓解了患者血糖过高和体重过轻问题,达到了降低糖尿病患者血糖值,降低并发症风险,保护糖尿病患者健康。
Description
技术领域
本发明涉及中药提取技术领域,尤其是涉及一种肉桂提取物的制备方法、肉桂提取物及其降血糖应用。
背景技术
糖尿病及其并发症的发病率在世界范围内仅次于心血管疾病和肿瘤。目前,中国有1.14亿人被诊断为糖尿病,占全球糖尿病人数的三分之一。糖尿病及其并发症严重危害人们健康,影响人们的生活质量。
肉桂是樟树科植物肉桂的干燥树皮,药食同源,除作为中药材治疗疾病外,还是一种重要的调味品,具有独特芳香气味。肉桂具有散寒止痛、活血通经、补火助阳的功效。近年来的研究显示,肉桂具有多种药理作用,如具有扩血管作用,对心血管起保护作用;可抑制中枢神经系统,具有镇痛作用;可预防应激性溃疡等。现有的肉桂提取方法有水蒸气蒸馏法、超临界CO2萃取法、微波辅助提取法等,这些方法存在有高温破坏有效成分、设备昂贵、工艺复杂等缺陷,为解决现有提取技术的缺陷,有必要建立一种高效提取肉桂中活性成分的方法。
发明内容
发明目的:针对现有技术存在的问题,本发明提供一种肉桂提取物的制备方法,本发明的方法是一种新型pH响应的复合溶剂超声提取,操作简单效率高,以解决肉桂提取物高温易挥发,提取率低等问题。
本发明还提供一种桂提取物及其降血糖应用。
技术方案:为了实现上述目的,本发明所述一种肉桂提取物的制备方法,包括以下步骤:
(a)将肉桂浸泡于水和有机溶剂的复合溶液中;
(b)浸泡后调节溶液pH,进行超声提取,过滤分别收集滤液和提取后的肉桂;
(c)向上述肉桂中再次加入水和有机溶剂的复合溶液,调节溶液pH,进行超声提取,过滤收集滤液;
(d)合并两次提取后的滤液,旋转蒸发,得到浸膏;
(e)将浸膏冷冻干燥,得到干膏粉。
其中,步骤(a)和步骤(c)中复合溶液为醇水复合溶液,其中醇的比例为50%-95%。优选为55%-75%。
其中,步骤(a)和步骤(c)中肉桂与复合溶液的料液比为1:6-1:20g/mL优选1:8-1:12g/mL。
其中,所述有机溶剂为低碳醇,优选为乙醇。
其中,步骤(a)中浸泡的时间为0.5-5小时。优选为1-3小时。
其中,步骤(b)中调节溶液pH至4-7;超声提取温度为40-60℃,功率为200-500W,时间为0.3-4小时。
作为优选,步骤(b)中调节溶液pH至4-5;超声提取温度为45-55℃,功率为300-400W,时间为0.5-1小时。最优选,所述步骤(b)中调节溶液pH至4.8。
其中,步骤(c)中调节溶液pH至2-5,超声提取温度为40-60℃,功率为200-500W,时间为0.3-4小时。
作为优选,步骤(c)中溶液pH调节至3-4,超声提取温度为45-55℃,功率为300-400W,时间为0.5-1小时。最优选,所述步骤(c)中调节溶液pH至3.8。
其中,步骤(b)和(c)中的调节溶液pH所用试剂为冰醋酸或盐酸。
本发明所述的肉桂提取物的制备方法所制备的肉桂提取物。
本发明所述的肉桂提取物的制备方法所制备的肉桂提取物在制备预防和/或缓解糖尿病药物中的应用。肉桂中主要包括肉桂多糖、桂皮醛、黄酮类化合物等,传统的肉桂提取方法操作复杂,耗时较长,且提取率较低。为解决传统提取方法中存在的问题,本发明利用肉桂提取物中活性成分类型多样,且酸碱性有差异,主要采用pH响应的超声提取法进行肉桂中活性化合物的提取。创新性采用特定的pH响应技术,及超声提取技术,加速肉桂中的活性成分溶于复合溶剂,针对各类活性成分的酸碱性不同,高效提取各类活性成分,简化提取过程,缩短提取时间,并大大提高有效成分的提取率。本发明提取方法能有效避免肉桂中挥发性成分的损失,提升提取率,且降低生产成本,生产工艺参数稳定,适合工业化生产。
肉桂提取物中包括多种类型化合物,如肉桂多糖、桂皮醛、黄酮类化合物等,由于各类型化合物酸性不一样,分别在特定适宜pH条件下可以被高效提取出来,所以本发明中需要两次调节pH值再进行超声提取,其中两次pH调整十分重要,pH过高或者过低均会导致提取效率的显著降低。本发明制备的肉桂提取物成本低,提取物来自中药,来源广泛易得,成本低廉,本发明的肉桂提取物既能降低血糖,此外还可以缓解因糖尿病导致的体重下降,具有双重功能。本发明制备的肉桂提取物安全无毒副作用小,目前一线降糖药物具有水肿、心力衰竭、肝功能损伤等副作用,而本发明的肉桂提取物基本无副作用。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下优点:
本发明是一种全新的肉桂提取物的制备方法,通过pH响应超声联合提取,操作简单效率高,以解决肉桂提取物易挥发、萃取率低、操作复杂等问题。
(1)本发明方法中将肉桂药材粉碎,能有效增加肉桂粉与提取溶剂的接触面积,提高活性成分的提取率;
(2)采用特定的pH响应的方法,使得不同酸碱度的活性成分可以被最大效率的提取出来,提高活性成分提取率;
(3)采用超声技术进行提取,增加提取溶剂穿透力,从而加速目标成分进入溶剂,实现快速提取,与传统提取方法相比,节约了提取时间,简化了提取过程。
(4)本发明使用了pH响应结合超声技术,避免了传统提取方法中的高温提取,减少挥发性成分的损失,有利于肉桂中活性成分的提取。
(5)本发明提供的肉桂提取物的制备方法能够将肉桂中的活性成分提取出来,工艺简单,易于操作,提取率高,能够应用于大工业生产,本发明提供的肉桂提取物能够有效降低高血糖症状,降低糖尿病并发症的概率,保护糖尿病患者的健康,此外还可以缓解因糖尿病导致的体重下降。
附图说明
图1为本发明的提取物对小鼠进行急性毒性实验中小鼠的血常规和血生化。
图2为本发明的提取物对小鼠进行急性毒性实验中小鼠主要器官的H&E染色图。
具体实施方式
为了使本发明更加容易理解,下面结合具体实施例,进一步说明本发明,并不以任何方式限制本发明,这些实施例只用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在不背离本发明的技术解决方案的前提下,对本发明所做的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
下述实施例中所使用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂家建议的条件。
实施例1
选取品质优良的肉桂药材1kg,用粉碎机将其粉碎。取肉桂粉末50g,置于洁净的烧杯中,用400mL乙醇和水复合溶剂(乙醇体积分数75%)浸泡30min。浸泡结束后用盐酸将溶液pH调至5,放入超声仪中进行超声提取,45℃,500W,超声提取30min,减压过滤分离提取液与肉桂固体,将肉桂固体再次置于原烧杯中,按料液比为1:8g/mL加入乙醇水复合溶剂(乙醇体积分数75%),用盐酸将溶液pH调至3,放入超声仪中进行提取,45℃,500W,超声提取30min,提取结束后,减压过滤,分离提取液与肉桂固体,收集提取液,弃去肉桂固体。合并两次的提取液,并用45℃真空旋转蒸发浓缩后(浓缩至粗提液原体积1/5),-40℃冷冻干燥24h,得肉桂提取物的干膏粉。
实施例2
选取品质优良的肉桂药材1kg,用粉碎机将其粉碎。取肉桂粉末50g,置于洁净的烧杯中,用500mL乙醇和水复合溶剂(乙醇体积分数55%)浸泡30min。浸泡结束后用盐酸将溶液pH调至6,放入超声仪中进行超声提取,55℃,400W,超声提取30min,减压过滤分离提取液与肉桂固体,将肉桂固体再次置于原烧杯中,按料液比为1:10g/mL加入乙醇水复合溶剂(乙醇体积分数55%),用盐酸将溶液pH调至4,放入超声仪中进行提取,55℃,400W,超声提取30min,提取结束后,减压过滤,分离提取液与肉桂固体,收集提取液,弃去肉桂固体。合并将两次的提取液,并用45℃真空旋转蒸发浓缩后(浓缩至粗提液原体积1/5),-40℃冷冻干燥24h,得肉桂提取物的干膏粉。
实施例3
选取品质优良的肉桂药材1kg,用粉碎机将其粉碎。取肉桂粉末50g,置于洁净的烧杯中,用600mL乙醇和水复合溶剂(乙醇体积分数65%)浸泡60min。浸泡结束后用盐酸将溶液pH调至5,放入超声仪中进行超声提取,50℃,450W,超声提取40min,减压过滤分离提取液与肉桂固体,将肉桂固体再次置于原烧杯中,按料液比为1:12g/mL加入乙醇水复合溶剂(乙醇体积分数65%),用盐酸将溶液pH调至4,放入超声仪中进行提取,50℃,450W,超声提取40min,提取结束后,减压过滤,分离提取液与肉桂固体,收集提取液,弃去肉桂固体。合并将两次的提取液,并用45℃真空旋转蒸发浓缩后(浓缩至粗提液原体积1/5),-40℃冷冻干燥24h,得肉桂提取物的干膏粉。
实施例4
选取品质优良的肉桂药材1kg,用粉碎机将其粉碎。取肉桂粉末50g,置于洁净的烧杯中,用500mL乙醇和水复合溶剂(乙醇体积分数65%)浸泡120min。浸泡结束后用盐酸将溶液pH调至4.8,放入超声仪中进行超声提取,50℃,350W,超声提取60min,减压过滤分离提取液与肉桂固体,将肉桂固体再次置于原烧杯中,按料液比为1:10g/mL加入乙醇水复合溶剂(乙醇体积分数65%),用盐酸将溶液pH调至3.8,放入超声仪中进行提取,50℃,300W,超声提取60min,提取结束后,减压过滤,分离提取液与肉桂固体,收集提取液,弃去肉桂固体。合并将两次的提取液,并用45℃真空旋转蒸发浓缩后(浓缩至粗提液原体积1/5),-40℃冷冻干燥24h,得肉桂提取物的干膏粉。
实施例5
实施例5与实施例4制备方法相同,不同之处在于:两次醇水复合溶液中乙醇的体积分数为50%,两次肉桂与复合溶液的料液比为1:20g/mL;浸泡的时间为5小时;第一次调节溶液pH至4,超声提取温度为40℃,功率为200W,时间为4小时,第二次调节溶液pH至2,超声提取温度为40℃,功率为200W,时间为4小时,调节溶液pH所用试剂为冰醋酸。
实施例6
实施例6与实施例4制备方法相同,不同之处在于:两次醇水复合溶液中乙醇的体积分数为95%,两次肉桂与复合溶液的料液比为1:6g/mL;浸泡的时间为0.5小时;第一次调节溶液pH至7,超声提取温度为60℃,功率为500W,时间为0.3小时,第二次调节溶液pH至5,超声提取温度为60℃,功率为400W,时间为0.3小时。
实施例7
实施例7与实施例4制备方法相同,不同之处在于:两次醇水复合溶液中乙醇的体积分数为55%,两次肉桂与复合溶液的料液比为1:12g/mL;浸泡的时间为3小时;第一次调节溶液pH至4,超声提取温度为55℃,功率为400W,时间为0.5小时,第二次调节溶液pH至3,超声提取温度为55℃,功率为400W,时间为0.5小时。
实施例8
实施例8与实施例4制备方法相同,不同之处在于:两次醇水复合溶液中乙醇的体积分数为75%,两次肉桂与复合溶液的料液比为1:8g/mL;浸泡的时间为1小时;第一次调节溶液pH至5,超声提取温度为45℃,功率为300W,时间为1小时,第二次调节溶液pH至4,超声提取温度为45℃,功率为300W,时间为1小时。
试验例1
采用实施例4中肉桂提取物的提取方法,验证pH响应提取的适宜条件。
各分组的提取方法同实施例4,不同之处在于:
组1:对照组;(组1:无pH处理组)
组2:pH条件:第一次超声过程调节pH为5.0,第二次超声过程调节pH为5.0;
组3:pH条件:第一次超声过程调节pH为5.0,第二次超声过程调节pH为4.0;
组4:pH条件:第一次超声过程调节pH为5.0,第二次超声过程调节pH为3.0;
组5:pH条件:第一次超声过程调节pH为4.0,第二次超声过程调节pH为4.0;
组6:pH条件:第一次超声过程调节pH为4.0,第二次超声过程调节pH为3.0;
组7:pH条件:第一次超声过程调节pH为8.0,第二次超声过程调节pH为6.0;
组8:pH条件:第一次超声过程调节pH为3.0,第二次超声过程调节pH为1.0;
测定五组实验组肉桂提取物的提取率,计算公式如下:
Y=(m1/m)×100%
式中:Y—提取率,%
m1—提取物的质量,g
m—原料药材的质量,g
结果如表1所示。
表1六组肉桂提取物的提取率
由表1以上数据可以看出,肉桂提取物选择特定pH响应超声提取时,达到最佳的提取率,且具体pH提取适宜条件为第一次超声提取过程调节pH为5.0,第二次超声提取过程调节pH为4.0。而当不调节pH,或者pH值过高或者过低时期提取效率均不好,主要是肉桂提取物中活性成分类型多样,且酸碱性有明显差异。其他组别如第一次调节溶液pH至4,第二次调节溶液pH至2或者第一次调节溶液pH至7,第二次调节溶液pH至5,提取率都在20-22%左右。
试验例2
采用实施例4中肉桂提取物的提取方法,进一步验证pH响应提取的适宜条件。
各分组的提取方法同实施例4,不同之处在于:
组1:pH条件:第一次超声过程调节pH为4.7,第二次超声过程调节pH为3.8;
组2:pH条件:第一次超声过程调节pH为4.9,第二次超声过程调节pH为3.8;
组3:pH条件:第一次超声过程调节pH为4.8,第二次超声过程调节pH为3.7;
组4:pH条件:第一次超声过程调节pH为4.8,第二次超声过程调节pH为3.9;
组5:pH条件:第一次超声过程调节pH为4.8,第二次超声过程调节pH为4.0;
组6:pH条件:第一次超声过程调节pH为5.0,第二次超声过程调节pH为3.8;
组7:pH条件:第一次超声过程调节pH为4.8,第二次超声过程调节pH为3.8;
组8:pH条件:第一次超声过程调节pH为5.1,第二次超声过程调节pH为4.1;
并采用试验例1中的方法测定五组肉桂提取物的提取率,结果如表2所示。
表2五组肉桂提取物的提取率
由表2以上数据可以看出,肉桂提取物选择pH响应超声提取时,第一次超声提取过程调节pH为4.8,第二次超声提取过程调节pH为3.8。其提取率最高,可以达到37.3%,而第一次pH调节或者第二次pH调节的微量变化都会导致其提取效果的明显变化,均无法达到30%以上的提取率,说明两次pH调节均十分重要,两者协同作用,再次说明采用特定pH响应的超声提取法进行肉桂中活性化合物的高效提取。
试验例3
本发明研究了肉桂提取物对小鼠糖尿病的影响
实验动物:ICR雄性小鼠50只,购自南京青龙山动物场
主要试剂盒材料:链脲佐菌素(STZ),Solarbio公司;二甲双胍,上海华氏制药有限公司;肉桂,购自北京同仁堂;血糖监测仪及试纸,美国强生公司。
实验方法:
柠檬酸钠缓冲液:称取2.10g柠檬酸与2.94g的柠檬酸三钠分别溶于100ml纯水中,将配制好的柠檬酸溶液和柠檬酸三钠溶液按1:1.32的比例混合,并使用pH计调定pH 4.0。该柠檬酸钠缓冲液的浓度为0.1mol/L。
STZ溶液:精密称取STZ适量溶于0.1mol/L柠檬酸钠缓冲液中配制成浓度为10mg/mL的STZ溶液,同时使用0.22μm滤菌器过滤除菌。(由于STZ不稳定,需现配现用,且避光配制)
造模方法:
取ICR小鼠40只,高糖高脂饲料(其中含10%蔗糖,10%猪油,5%胆固醇)喂养2周以诱导胰岛素抵抗。小剂量STZ(30mg/kg)行腹腔注射5d以诱导糖尿病。7d后测空腹血糖,选择血糖大于13.5mmol/L的大鼠纳入正式实验。
肉桂提取物对STZ糖尿病小鼠的降血糖实验:
以正常小鼠作为正常对照组,将STZ诱导成功的糖尿病小鼠按平均血糖值分为模型组、二甲双胍组、肉桂提取物组。正常对照组和模型组每天灌胃0.4mL生理盐水;二甲双胍组按200mg/kg(bw d)灌胃二甲双胍;肉桂提取物组按800mg/kg(bw d)灌胃肉桂提取物(实施例4制备)。各组实验均连续灌胃2周,分别在灌胃当天、1周、2周后,尾静脉取血,测小鼠的随机血糖。
实验结果:
表3肉桂提取物对糖尿病小鼠的对照组、模型组、各用药组随机血糖(mmol/L)的影响
给药前,模型组与正常组相比,随机血糖水平明显升高(P<0.01),且各给药组与模型组间差异无统计学意义(P>0.05)。给药1周到2周后,二甲双胍组较模型组小鼠随机血糖明显降低(P<0.01),肉桂提取物组较模型组小鼠随机血糖明显降低(P<0.01)。结果说明肉桂提取物的降糖效果显著。
表4肉桂提取物对糖尿病小鼠的对照组、模型组、各用药组体重(g)的影响
给药前,模型组与正常组相比,体重明显减少(P<0.01),且各给药组与模型组间差异无统计学意义(P>0.05)。给药1周到2周后,二甲双胍组较模型组小鼠体重无明显回升(P>0.05),而肉桂提取物组较模型组小鼠体重有明显升高(P<0.01)。结果说明肉桂提取物对减缓糖尿病小鼠体重减轻的效果显著。
肉桂提取物对正常小鼠的急性毒性实验:
将本发明实施例4得到的肉桂提取物采用蒸馏水进行配制,浓度为0.06g/mL,按肉桂提取物使用量将小鼠随机分为空白组,低剂量组(0.6g/kg)和高剂量组(1.2g/kg),每组5只,禁食不禁水。8小时后,对小鼠进行灌胃给药。给药后立即观察动物反应,记录饮食、排泄、精神、活动等情况,连续观察7天。给药后第8天眼球取血检测血常规及血生化指标,后处死并解剖,肉眼观察各脏器有无异常,并对心脏、肝脏、脾脏、肺脏以及肾脏进行石蜡切片,苏木-伊红(H&E)染色,光学显微镜下进行病理学检查。
小鼠灌胃给药后,自发活动有所减少,半小时后恢复正常。
给药一周内,各组小鼠活动正常,动物外观、四肢活动、进食、呼吸及排泄均未出现异常,亦未出现死亡。
各组小鼠的血常规及血生化结果均在各指标的参考范围之内(图1),各实验小组小鼠内脏组织结构排列有序,细胞大小形态正常,胞浆、胞核染色清晰,未见明显异常(图2),说明肉桂提取物灌胃给药后无急性毒性,在一定范围的应用是安全可靠的。
Claims (10)
1.一种肉桂提取物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)将肉桂浸泡于水和有机溶剂的复合溶液中;
(b)浸泡后调节溶液pH,进行超声提取,过滤分别收集滤液和提取后的肉桂;
(c)向上述肉桂中再次加入水和有机溶剂的复合溶液,调节溶液pH,进行超声提取,过滤收集滤液;
(d)合并两次提取后的滤液,旋转蒸发,得到浸膏;
(e)将浸膏冷冻干燥,得到干膏粉。
2.根据权利要求1所述的肉桂提取物的制备方法,其特征在于,步骤(a)和步骤(c)中复合溶液为醇水复合溶液,其中醇的体积比例为50%-95%。
3.根据权利要求1所述的肉桂提取物的制备方法,其特征在于,步骤(a)和步骤(c)中肉桂与复合溶液的料液比为1:6-1:20g/mL。
4.根据权利要求2所述的肉桂提取物的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂优选为低碳醇乙醇。
5.根据权利要求1所述的肉桂提取物的制备方法,其特征在于,步骤(a)中浸泡的时间为0.5-5小时。
6.根据权利要求1所述的肉桂提取物的制备方法,其特征在于,步骤(b)中调节溶液pH至4-7;超声提取温度为40-60℃,功率为200-500W,时间为0.3-4小时。
7.根据权利要求1所述的肉桂提取物的制备方法,其特征在于,步骤(c)中调节溶液pH至2-5,超声提取温度为40-60℃,功率为200-500W,时间为0.3-4小时。
8.根据权利要求1所述的肉桂提取物的制备方法,其特征在于,步骤(b)和(c)中的调节溶液pH所用试剂为冰醋酸或盐酸。
9.一种权利要求1所述的肉桂提取物的制备方法所制备的肉桂提取物。
10.一种权利要求1所述的肉桂提取物的制备方法所制备的肉桂提取物在制备预防和/或缓解糖尿病药物中的应用。
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