CN113499347B - 一种苦味制剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种苦味制剂及其制备方法与应用，属于厌恶剂技术领域；所述苦味制剂的原料包括苦瓜皂苷Goyaglycoside C、甘油及水，将苦瓜皂苷Goyaglycoside C溶于有机溶剂中，将所得溶液加入甘油水溶液中即得所述苦味制剂；本发明中的苦瓜皂苷Goyaglycoside C具有良好的抑菌活性，将其施加于婴幼儿玩具上，不仅能起到安全提醒、防止婴幼儿误食的作用，还能有效抑菌，确保其自身的安全性，防止因其本身易感染细菌变质而导致婴幼儿接触或误食后引起身体不适，同时也提高了玩具的抑菌性能。

Description

一种苦味制剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于厌恶剂技术领域，具体涉及一种苦味制剂及其制备方法与应用。
背景技术
非故意中毒死亡是指人们在生产生活中，因接触、误吸、误食等方式接触毒物或其它物质，造成了伤害个体生命的中毒后果。非故意中毒死亡在儿童中的发生率较高，其中0～2岁为高发年龄。开发天然、高效的安全提醒剂，防止婴幼儿误食，减少儿童非故意中毒造成的疾病和死亡，具有重要意义。
苯甲地那铵(苦精)，被称为世界上已知最苦的物质，是目前在儿童玩具及日用品中应用最为广泛的苦味剂(厌恶剂)。但苯甲地那铵属中等毒性物质，将其作为安全提醒剂用于儿童玩具中存在一定的安全隐患，因此亟需开发一种安全性更高的用于儿童玩具中的安全提醒剂。
苦瓜(Momordica charantia L.)是亚热带特色药用蔬菜，因其苦味而得名，具有丰富的营养价值和药用价值。皂苷是苦瓜调节糖脂代谢等多种生理活性的重要物质基础，也是苦瓜中主要的苦味物质基础。但迄今为止，尚无关于皂苷单体苦味强度的定性定量报道。寻找苦味皂苷，开发安全、高效的天然苦味剂，并将其作为安全提醒剂应用到婴幼儿玩具及日用品中，利用其强烈的苦味，防止婴幼儿误食，在降低儿童非故意中毒风险的同时可以拓展苦瓜的加工利用方向，助力农产品加工提质增效。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种苦味制剂及其制备方法与应用，采用天然苦味剂苦瓜皂苷Goyaglycoside C为原料制备得到了可用于婴幼儿玩具的安全、高效的苦味制剂，以有效防止婴幼儿对玩具的啃咬和吞食。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种苦味制剂，其特征在于，原料包括苦瓜皂苷Goyaglycoside C、甘油及水。
优选的，所述苦味制剂中，苦瓜皂苷Goyaglycoside C的质量百分比为0.01～0.1％。
本发明还提供了上述苦味制剂的制备方法，包括以下步骤：将所述苦瓜皂苷Goyaglycoside C溶于有机溶剂中，将所得溶液加入甘油水溶液中即得所述苦味制剂。
优选的，所述有机溶剂为食用酒精，所述甘油水溶液中甘油的的质量百分比为5％。
优选的，所述苦瓜皂苷Goyaglycoside C的制备方法为：
对苦瓜进行预处理得到苦瓜干粉；
将所得苦瓜干粉用70vol.％的乙醇按照料液比1:5常温提取，得到苦瓜皂苷粗提液，之后依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取，萃取液经浓缩，分别得到石油醚相、乙酸乙酯相、正丁醇相；
将所得正丁醇相采用大孔树脂纯化，之后依次用水、乙醇含量为20vol.％的乙醇-水溶液及乙醇含量为80vol.％的乙醇-水溶液洗脱，收集乙醇含量为80vol.％的乙醇-水溶液洗脱部分，采用正相硅胶柱，以氯仿/甲醇为洗脱剂，依次按照氯仿/甲醇体积比为50：1和20：1洗脱；将氯仿/甲醇体积比为20：1洗脱后所得的洗脱液采用反相柱色谱分离，依次采用50vol.％的甲醇水溶液和60vol.％的甲醇水溶液作为流动相进行梯度洗脱，收集60vol.％的甲醇水溶液洗脱后的洗脱液，采用制备型高效液相色谱仪进一步纯化，80vol.％的乙腈水溶液洗脱，洗脱液进一步通过高效液相分离纯化，以80vol.％乙腈水溶液为流动相，流速8mL/min，通过制备HPLC采用ODS-A半制备色谱柱进一步分离纯化，进样量为10mg，保留时间为50min得到的洗脱峰即为苦瓜皂苷Goyaglycoside C；
所述苦瓜皂苷Goyaglycoside C的化学结构式如式(1)所示：
Figure BDA0003155455860000031
优选的，所述苦瓜预处理方法为：干燥温度为55℃，时间为12h；将苦瓜清洗切片，在55℃下干燥12h，粉碎过筛得苦瓜干粉。
优选的，所述萃取时苦瓜皂苷粗提液与石油醚、乙酸乙酯、正丁醇的体积比均为1∶3，采用石油醚萃取1次、乙酸乙酯萃取2次、正丁醇萃取3次。
本发明同时提供了上述苦味制剂在婴幼儿玩具中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明中的苦瓜皂苷Goyaglycoside C来源于蔬菜苦瓜，是苦瓜中的主要活性物质皂苷类化合物中的较大量成分，安全性高、苦味强烈，且具有良好的抑菌活性，将其施加于婴幼儿玩具上，不仅能起到安全提醒、防止婴幼儿误食的作用，还能有效抑菌，确保其自身的安全性，防止因其本身易感染细菌变质而导致婴幼儿接触或误食后引起身体不适，同时也提高了玩具的抑菌性能。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
苦瓜皂苷Goyaglycoside C的制备：
通过植物化学分离手段获得苦瓜皂苷Goyaglycoside C，步骤如下：
新鲜苦瓜果实清洗切片，在55℃条件下烘干12小时，粉碎过80目筛得苦瓜干粉；
将所得苦瓜干粉用70vol.％乙醇按照料液比1:5常温提取2次，得到苦瓜皂苷粗提液，将所得粗提液依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取，其中粗提液与石油醚、乙酸乙酯、正丁醇的体积比均为1∶3，用石油醚萃取1次，乙酸乙酯萃取2次，正丁醇萃取3次，萃取液采用旋转蒸发仪真空浓缩，分别得到石油醚相、乙酸乙酯相、正丁醇相；将正丁醇相通过D101大孔树脂粗纯化，依次用水洗脱除去多糖、乙醇含量为20vol.％的乙醇-水溶液洗脱除去色素及小分子，再用乙醇含量为80vol.％的乙醇-水溶液洗脱，乙醇含量为80vol.％的乙醇-水溶液洗脱部分为皂苷富集部分，收集进行下一步纯化；采用正相硅胶柱，以氯仿/甲醇为洗脱剂，依次按照氯仿/甲醇体积比为50：1和20：1洗脱，将氯仿/甲醇体积比为20：1洗脱部分采用反相柱色谱分离，50-100vol.％的甲醇水作为流动相，洗脱液浓度按照10％梯度递增洗脱，收集60vol.％甲醇水洗脱液，采用制备型高效液相色谱仪进一步纯化，80vol.％乙腈水溶液洗脱，洗脱液进一步通过高效液相分离纯化，以80vol.％乙腈水溶液为流动相，流速8mL/min，通过制备HPLC采用ODS-A半制备色谱柱(5μm，20×250mm)进一步分离纯化得苦瓜皂苷Goyaglycoside C(10mg，tR 50min)。
经测试，所得苦瓜皂苷Goyaglycoside C苦味咖啡因当量值为4.32g/mL，即1g/mL的苦瓜皂苷Goyaglycoside C苦味强度与4.32g/mL的咖啡因相当，并且该化合物天然、无毒、具有良好抑菌活性，且不含神经兴奋作用。
实施例2
苦味制剂的制备，包括以下步骤：
将1g的实施例1所得的苦瓜皂苷Goyaglycoside C溶于10mL食用酒精中，搅拌，使之充分溶解后，加入1L质量浓度为5％的甘油水溶液中，混合均匀，得到苦瓜皂苷Goyaglycoside C含量为0.1wt％的苦味制剂。
实施例3
苦味制剂的制备，步骤如下：
将1g的实施例1所得的苦瓜皂苷Goyaglycoside C溶于10mL食用酒精中，搅拌，使之充分溶解后，加入10L质量浓度为5％的甘油水溶液中，混合均匀，得到苦瓜皂苷Goyaglycoside C含量为0.01wt％的苦味制剂。
实施例4
苦味制剂的制备，包括以下步骤：
将1g的实施例1所得的苦瓜皂苷Goyaglycoside C溶于10mL食用酒精中，搅拌，使之充分溶解后，加入1L质量浓度为5％的甘油水溶液中，之后加入2g羟甲基纤维素，混合均匀，得到苦瓜皂苷Goyaglycoside C含量为0.1wt％的苦味制剂。
实施例5
苦味制剂的制备，包括以下步骤：
将1g的实施例1所得的苦瓜皂苷Goyaglycoside C溶于10mL食用酒精中，搅拌，使之充分溶解后，加入1L质量浓度为5％的甘油水溶液中，之后加入2g卡拉胶，混合均匀，得到苦瓜皂苷Goyaglycoside C含量为0.1wt％的苦味制剂。
实施例6
苦味制剂的制备，包括以下步骤：
将1g的实施例1所得的苦瓜皂苷Goyaglycoside C溶于10mL食用酒精中，搅拌，使之充分溶解后，加入1mg海藻酸钠和0.5mg环状糊精，之后加1L水溶解，均质后形成微胶囊液，然后真空冷冻干燥，得到微胶囊包裹的苦瓜皂苷Goyaglycoside C。之后将其加入1L质量浓度为5％的甘油水溶液中，混合均匀，得到苦瓜皂苷Goyaglycoside C含量为0.1wt％的苦味制剂。
实施例7
苦味制剂的制备，包括以下步骤：
将1g的实施例1所得的苦瓜皂苷Goyaglycoside C溶于10mL食用酒精中，搅拌，使之充分溶解后，加入1L质量浓度为5％的甘油水溶液中，之后再加入2g羟甲基纤维素及1g纳米奇冰石，混合均匀，得到苦瓜皂苷Goyaglycoside C含量为0.1wt％的苦味制剂。
对比例1
将实施例2中的苦瓜皂苷Goyaglycoside C替换为苦瓜皂苷Karaviloside III。
对比例2
将实施例2中的苦瓜皂苷Goyaglycoside C替换为苦瓜皂苷Momordicoside F2。
效果验证
1.将实施例2～7及对比例1～2制备得到的苦味制剂分别采用喷涂和雾化的方式施加于儿童玩具上，并选取10名6个月～2周岁的儿童进行测试，实验同时设置对照组，即不施加苦味制剂的儿童玩具，结果发现，所有儿童在啃咬以喷涂或雾化方式施加有上述苦味制剂的玩具时，均能立刻停止，而在啃咬对照组玩具(不施加苦味制剂的玩具)时，其均没有立刻停止，而是会长时间啃咬，由此说明实施例2～7及对比例1～2制备得到的苦味制剂能够作为安全提醒剂应用于儿童玩具上，能有效阻止儿童对玩具的啃咬和吞食。
2.对实施例2～3及对比例1～2制备得到的苦味制剂的抑菌活性进行检测，用消毒棉签分别蘸取大肠杆菌及金黄色葡萄球菌菌液涂在喷涂有上述苦味制剂的玩具表面，分别在1天后、2天后、5天后检测三种细菌的数量，结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003155455860000091
由表1看出，本发明以从苦瓜中提取得到的苦瓜皂苷Goyaglycoside C为原料制备得到的苦味制剂的抑菌活性较强，其抑菌活性比以苦瓜皂苷Karaviloside III和苦瓜皂苷Momordicoside F2为原料制备得到的苦味制剂的抑菌活性强。
3.将实施例2～6制备得到的苦味制剂于120℃加热5h，之后检测其中苦瓜皂苷Goyaglycoside C的含量，结果如表2所示：
表2
Figure BDA0003155455860000092
为了保证儿童玩具的安全性，目前家庭中常采用高温煮沸的方式进行消毒，而高温煮沸会影响苦瓜皂苷Goyaglycoside C的稳定性，由表2可得，在苦味制剂中加入羟甲基纤维素或先将苦瓜皂苷Goyaglycoside C采用微胶囊包埋，均可以提高苦味制剂中苦瓜皂苷Goyaglycoside C的稳定性，使其在高温作用下依然能够较稳定地存在。而苦味制剂中加入卡拉胶，其稳定性没有得到提升，这可能是由于苦瓜皂苷Goyaglycoside C与羟甲基纤维素结合后得到了更加稳定的物质，从而提高了其稳定性。在苦味制剂中加入羟甲基纤维素或先将苦瓜皂苷Goyaglycoside C采用微胶囊包埋，更有利于其长时间发挥安全提醒的作用。
4.将实施例2～7中制备得到的苦味制剂分别喷涂于20个相同的儿童玩具上，之后对其进行耐磨性实验，将儿童玩具分别置于透明包装盒中，之后将包装盒均放置在振动台上进行振动，使玩具和包装盒的内壁发生摩擦，24h后观察玩具表面的苦味制剂层磨损情况，统计其平均磨损程度，平均磨损程度(％)＝每组所有玩具的磨损程度之和/20，其中磨损程度是指每个玩具的苦味制剂层磨损面积占苦味制剂层总面积的百分比)。结果如表3所示：
表3
Figure BDA0003155455860000101
喷涂有苦味制剂层的儿童玩具在使用过程中，由于受到摩擦等作用，苦味制剂层容易被磨损，从而使其不能长时间高效发挥作为安全提醒剂的作用，由表3可以看出，在苦味制剂中加入羟甲基纤维素或卡拉胶，均会显著增强其与玩具的结合力，而且，在苦味制剂中同时加入羟甲基纤维素和纳米奇冰石，将其喷涂于玩具后，耐磨性更好；儿童玩具长时间使用时，由于摩擦等原因，加入纳米奇冰石后，耐磨性能提高，能使苦味制剂更持久地发挥安全提醒剂的作用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种苦味制剂，其特征在于，原料包括苦瓜皂苷GoyaglycosideC、甘油、羟甲基纤维素及水。
2.根据权利要求1所述的苦味制剂，其特征在于，所述苦味制剂中，苦瓜皂苷GoyaglycosideC的质量百分比为0.01～0.1％。
3.一种权利要求1～2任一项所述的苦味制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述苦瓜皂苷GoyaglycosideC溶于有机溶剂中，将所得溶液加入甘油水溶液中，之后加入羟甲基纤维素，即得所述苦味制剂。
4.根据权利要求3所述的苦味制剂的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为食用酒精，所述甘油水溶液中甘油的的质量百分比为5％。
5.根据权利要求3所述的苦味制剂的制备方法，其特征在于，所述苦瓜皂苷GoyaglycosideC的制备方法为：
对苦瓜进行预处理得到苦瓜干粉；
将所得苦瓜干粉用70vol.％的乙醇按照料液比1:5常温提取，得到苦瓜皂苷粗提液，之后依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取，萃取液经浓缩，分别得到石油醚相、乙酸乙酯相、正丁醇相；
将所得正丁醇相采用大孔树脂纯化，之后依次用水、乙醇含量为20vol.％的乙醇-水溶液及乙醇含量为80vol.％的乙醇-水溶液洗脱，收集乙醇含量为80vol.％的乙醇-水溶液洗脱部分，采用正相硅胶柱，以氯仿/甲醇为洗脱剂，依次按照氯仿/甲醇体积比为50：1和20：1洗脱；将氯仿/甲醇体积比为20：1洗脱后所得的洗脱液采用反相柱色谱分离，依次采用50vol.％的甲醇水溶液和60vol.％的甲醇水溶液作为流动相进行梯度洗脱，收集60vol.％的甲醇水溶液洗脱后的洗脱液，采用制备型高效液相色谱仪进一步纯化，80vol.％的乙腈水溶液洗脱，洗脱液进一步通过高效液相分离纯化，以80vol.％乙腈水溶液为流动相，流速8mL/min，通过制备HPLC采用ODS-A半制备色谱柱进一步分离纯化，进样量为10mg，保留时间为50min得到的洗脱峰即为苦瓜皂苷GoyaglycosideC。
6.根据权利要求5所述的苦味制剂的制备方法，其特征在于，所述苦瓜预处理方法为：干燥温度为55℃，时间为12h；将苦瓜清洗切片，在55℃下干燥12h，粉碎过筛得苦瓜干粉。
7.根据权利要求5所述的苦味制剂的制备方法，其特征在于，所述萃取时苦瓜皂苷粗提液与石油醚、乙酸乙酯、正丁醇的体积比均为1∶3，采用石油醚萃取1次、乙酸乙酯萃取2次、正丁醇萃取3次。
8.权利要求1～2任一项所述的苦味制剂在婴幼儿玩具中的应用。
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