CN113621091A - 一种柑橘果胶铁的制备方法及其产品与应用 - Google Patents

一种柑橘果胶铁的制备方法及其产品与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种柑橘果胶铁的制备方法及其产品与应用，属于药物制备技术领域，所述制备方法包括以下步骤：将柑橘果胶和柠檬酸钠溶于水中，加热并逐滴加入FeCl3溶液反应，控制反应体系pH为1.5～4，至出现红棕色沉淀时停止滴加FeCl3溶液，保温后离心分离得到上清液，对所得上清液透析、浓缩并冷冻干燥即得所述柑橘果胶铁；本发明将铁元素与柑橘果胶复合，获得含铁量较高的柑橘果胶铁，使其既具有柑橘果胶的抗氧化、清除自由基及抗衰老作用，又具有良好的补铁效果，可用于制备补铁、自由基清除、抗氧化、抗衰老类药物和保健品；本发明为柑橘果胶铁在医药及保健品领域的应用提供了参考依据。

Description

一种柑橘果胶铁的制备方法及其产品与应用
技术领域
本发明属于药物制备技术领域，具体涉及一种柑橘果胶铁的制备方法及其产品与应用。
背景技术
柑橘果胶是一种天然酸性多糖，主要提取自柑橘属，如柠檬、橙子、葡萄柚等水果的果肉和果皮。柑橘果胶是目前商业化果胶的主要类型之一，大多为白色或者淡黄色的粉末，其分子量大多为50000～300000Da，通过α-1,4-糖苷键由150～500个D-吡喃半乳糖醛酸连接而成。一般在果胶中至少含有四种结构，分别为同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李半乳糖醛酸聚糖I、鼠李半乳糖醛酸聚糖II和木半乳糖醛酸聚糖。柑橘果胶属于可溶性膳食纤维，是天然的人类饮食成分，对人类身体健康有益。柑橘果胶具有多种生物学活性，如抗氧化、抗炎、抗癌、降血脂、吸附重金属、运输药物或细胞和免疫调节等。
多糖铁复合物作为第三代大分子复合物补铁剂，具有配合稳定性、水溶性好、对于肠胃的刺激性小、毒副作用小，三价铁在人体内被还原为二价铁吸收利用。多糖铁复合物用于缺铁性贫血的治疗，是当前研究的热点。但是，目前尚未发现以柑橘果胶制备多糖铁的相关报道。
发明内容
为克服现有技术的上述问题，本发明提供了一种柑橘果胶铁的制备方法及其产品与应用。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种柑橘果胶铁的制备方法，包括以下步骤：将柑橘果胶和柠檬酸钠溶于水中，加热并逐滴加入FeCl3溶液反应，控制反应体系pH为1.5～4，至出现红棕色沉淀时停止滴加FeCl3溶液，保温后离心分离得到上清液，对所得上清液透析、浓缩并冷冻干燥即得所述柑橘果胶铁。
进一步地，所述柑橘果胶与柠檬酸钠的质量比为(4～6)∶1。
进一步地，采用20wt％的NaOH溶液控制反应体系pH为1.5～4。
进一步地，所述FeCl3溶液的浓度为1.5～3mol/L。
进一步地，所述反应温度为35～50℃；所述保温时间为1～2h。
进一步地，所述离心转速为4000～5000r/min，时间为10～15min；所述透析采用截留分子量为3500的透析袋，时间为20～30h。
本发明还提供了一种根据上述制备方法制备得到的柑橘果胶铁。
本发明还提供了一种上述柑橘果胶铁在制备补铁、自由基清除、抗氧化、抗衰老类药物和保健品中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明将铁元素与柑橘果胶复合，获得含铁量较高的柑橘果胶铁，使其既具有柑橘果胶的抗氧化、清除自由基及抗衰老作用，又具有良好的补铁效果，可用于制备补铁、自由基清除、抗氧化、抗衰老类药物和保健品。
本发明为柑橘果胶铁在医药及保健品领域的应用提供了参考依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为柑橘果胶与柠檬酸钠的质量比对柑橘果胶铁中铁含量的影响图；
图2为反应温度对柑橘果胶铁中铁含量的影响图；
图3为反应pH对柑橘果胶铁中铁含量的影响图；
图4为柑橘果胶铁对DPPH自由基的清除能力图；
图5为柑橘果胶铁对羟基自由基的清除能力图；
图6为柑橘果胶铁的总还原能力图。
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
柑橘果胶铁的制备，包括以下步骤：
分别按质量比为3∶1、4∶1、5∶1、6∶1、7∶1，称取柑橘果胶和柠檬酸钠，用蒸馏水溶解，40℃水浴加热并搅拌均匀。缓慢滴加2mol/L FeCl3溶液，并用20wt％NaOH溶液调节溶液pH值为2.0，控制反应体系pH为2.0。当溶液中出现红棕色不溶沉淀时停止滴加FeCl3溶液和NaOH溶液，然后继续40℃水浴加热1h后用4500r/min的速度离心10min并分离得到上清液，用截留分子量为3500的透析袋对上清液透析24h，将透析得到的溶液浓缩、冷冻干燥，得到柑橘果胶铁固体。
柑橘果胶铁含铁量的测定：
(1)标准曲线绘制
精密称取35mg(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O用少量水溶解，再加入75μL 12mol/LHCl，用蒸馏水定容至50mL，得到100mg/L的Fe2+溶液，取5mL100 mg/L的Fe2+溶液用蒸馏水定容至50mL，配制成10mg/L的标准Fe2+溶液。
分别量取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL的Fe2+标准溶液于试管中，再分别加入2.0mL 10％抗坏血酸溶液和2.5mL 0.1％的邻菲罗啉溶液，用蒸馏水稀释至10mL，混合均匀后在37℃水浴反应10min，以未加入Fe2+标准溶液的试管为空白对照组，测定溶液在510nm波长处的吸光度，以吸光度为纵坐标，Fe2+的质量浓度为横坐标，制作标准曲线。
(2)柑橘果胶铁含铁量测定
精密称取10.0mg柑橘果胶铁样品，用蒸馏水溶解，于25mL容量瓶定容。量取所制备的样品溶液1.0mL于试管中，加入2.0mL 10％抗坏血酸溶液和2.5mL 0.1％的邻菲罗啉溶液，用蒸馏水稀释至10mL，混合均匀后37℃水浴反应1.0h，然后测定样品溶液在510nm波长处的吸光度，将结果代入铁含量标准曲线，计算柑橘果胶铁的铁含量。
采用上述方法对实施例1中所得各样品中的铁含量的测定结果如图1所示，由图1可以看出，当柑橘果胶与柠檬酸钠质量比为5∶1时，所得样品中的含铁量最高。
实施例2
柑橘果胶铁的制备，步骤如下：
按质量比为5∶1称取柑橘果胶和柠檬酸钠，用蒸馏水溶解，将溶液分为5份，分别在20℃、30℃、40℃、50℃和60℃水浴加热并搅拌均匀。缓慢滴加2mol/LFeCl3溶液，并用20％wt NaOH溶液调节溶液pH值为2.0，控制反应体系pH为2.0。当溶液中出现红棕色不溶沉淀时停止滴加FeCl3溶液和NaOH溶液，然后分别在相应温度的水浴环境中继续加热1h后用4500r/min的速度离心10min并分离得到上清液，用截留分子量为3500的透析袋对上清液透析24h，将透析得到的溶液浓缩、冷冻干燥，得到柑橘果胶铁固体。
按照实施例1中的柑橘果胶铁的含铁量测试方法测试本实施例所得各样品中的含铁量，结果如图2所示，由图2可以看出，当反应温度为40℃时，样品中的含铁量最高。
实施例3
柑橘果胶铁的制备，步骤如下：
按质量比为5∶1称取柑橘果胶和柠檬酸钠，用蒸馏水溶解，将溶液分为8份，在40℃水浴加热并搅拌均匀。用20wt％的NaOH溶液分别将各溶液的pH调节为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0，之后逐滴加入2.0mol/L FeCl3溶液反应，同时加入20wt％的NaOH溶液使反应过程中体系pH分别保持为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0，当溶液中出现红棕色不溶沉淀时停止滴加FeCl3溶液和NaOH溶液，然后继续40℃水浴加热1h后用4500r/min的速度离心10min并分离得到上清液，用截留分子量为3500的透析袋对上清液透析24h，将透析得到的溶液浓缩、冷冻干燥，得到柑橘果胶铁固体。
按照实施例1中的柑橘果胶铁的含铁量测试方法测试本实施例所得各样品中的含铁量，结果如图3所示，由图3可以看出，当反应pH为2.0时，样品中的含铁量最高。
实施例4
根据单因素实验结果，利用DesignExpert软件根据Box-Behnken设计原则设计实验，选取柑橘果胶与柠檬酸钠的质量比、反应温度和pH进行试验因素与水平的设定，根据模型分析可知，柑橘果胶铁制备最优参数为：柑橘果胶与柠檬酸钠的质量比为5.597:1，反应温度为40.9℃，pH为2.1。此条件下合成的柑橘果胶铁含铁量为9.5％。
效果验证
对采用实施例4中所述的最优参数制备得到的柑橘果胶铁进行DPPH自由基清除效果、羟基自由基清除效果及还原能力验证。
1)对DPPH自由基的清除效果验证：具体方法为：配制质量浓度为0.04mg/mL DPPH-乙醇溶液：称取10mg DPPH用无水乙醇定容至250mL。配制6组不同质量浓度(0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/mL)的柑橘果胶铁溶液，取2mL样品溶液，加入2mL的0.04mg/mL DPPH溶液(无水乙醇为溶剂)，摇匀后避光反应30min，在517nm处测定吸光度Ai，同时测无水乙醇(2mL)与DPPH(2mL)混合液的吸光度Ac，无水乙醇(2mL)和样品溶液(2mL)混合液的吸光度Aj。DPPH自由基的清除率计算公式为：
Figure BDA0003268082310000051
测试结果如图4所示，由图4可知，随质量浓度的增加，柑橘果胶铁对DPPH自由基的清除率总体上呈上升趋势。在0.1～0.4mg/mL范围内，随柑橘果胶铁质量浓度的增加，其清除率也逐渐增强。当质量浓度为0.4mg/mL时，柑橘果胶铁对DPPH自由基的清除率表现明显。当质量浓度为0.8mg/mL时，清除率达到11.52％，但当浓度增加至1.0mg/mL时，其清除率增加并不明显，仅比前一浓度增加了0.69％。这表明柑橘果胶铁对DPPH自由基有一定的清除能力。
2)对羟基自由基的清除效果验证：使用水杨酸法进行测定。配制不同质量浓度(0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/mL)的柑橘果胶铁溶液。量取1mL 9mmol/L的硫酸亚铁溶液和1mL 9mmol/L的水杨酸-乙醇溶液，混匀后加入1mL样品溶液，加入1mL 8.8mmol/L H2O2溶液启动反应，在37℃恒温水浴锅中水浴30min,冷却至室温，于510nm处测吸光度A1。其他条件不改变下，用蒸馏水代替样品溶液做空白对照A0，用蒸馏水代替H2O2溶液测吸光度A2。羟基自由基的清除率计算公式为：
Figure BDA0003268082310000061
测试结果如图5所示，由图5可知，随质量浓度的增加，柑橘果胶铁对羟基自由基的清除率呈明显的上升趋势。在0.2～1.0mg/mL范围内，其清除率随柑橘果胶铁质量浓度的增加而增强。在0.4～1.0mg/mL范围内，清除能力呈现逐渐增强的趋势。浓度为0.4mg/mL时，清除率为7.2％，相比之下，当浓度为0.6mg/mL时，清除率达到14.6％。最高浓度为1.0mg/mL时，达到最大清除率22.9％。由图5可以看出，本发明制备得到的柑橘果胶铁对羟基自由基具有良好的清除效果。
3)还原能力验证：采用铁还原法来测定柑橘果胶铁的还原能力。具体方法为：分别量取6组不同质量浓度(0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/mL)的样品液0.5mL于试管中，依次加入0.5mL 1％铁氰化钾溶液和0.5mL PBS缓冲液(0.2mol/L,pH 6.7),在50℃恒温水浴锅水浴20min,于冰上冷却，再加入0.5mL 10％的三氯乙酸溶液，0.5mL 0.1％的三氯化铁溶液及2mL蒸馏水使其充分混合均匀，静置10min后，在700nm处测定溶液的吸光值。
测试结果如图6所示，由图6所示，随质量浓度的增加，柑橘果胶铁的总还原能力总体上呈上升趋势，但变化不大。在0.1～0.2mg/mL范围内，柑橘果胶铁的总还原能力有明显的上升趋势。质量浓度在0.6～1.0mg/mL范围内，其总还原能力变化不显著，增长趋于平缓。当质量浓度为1.0mg/mL时，吸光度为0.05。本发明制备得到的柑橘果胶铁对Fe3+具有一定的还原能力。
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)

1.一种柑橘果胶铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将柑橘果胶和柠檬酸钠溶于水中，加热并逐滴加入FeCl3溶液反应，控制反应体系pH为1.5～4，至出现红棕色沉淀时停止滴加FeCl3溶液，保温后离心分离得到上清液，对所得上清液透析、浓缩并冷冻干燥即得所述柑橘果胶铁。
2.根据权利要求1所述的柑橘果胶铁的制备方法，其特征在于，所述柑橘果胶与柠檬酸钠的质量比为(4～6)∶1。
3.根据权利要求1所述的柑橘果胶铁的制备方法，其特征在于，采用20wt％的NaOH溶液控制反应体系pH为1.5～4。
4.根据权利要求1所述的柑橘果胶铁的制备方法，其特征在于，所述FeCl3溶液的浓度为1.5～3mol/L。
5.根据权利要求1所述的柑橘果胶铁的制备方法，其特征在于，所述反应温度为35～50℃；所述保温时间为1～2h。
6.根据权利要求1所述的柑橘果胶铁的制备方法，其特征在于，所述离心转速为4000～5000r/min，时间为10～15min；所述透析采用截留分子量为3500的透析袋，时间为20～30h。
7.一种根据权利要求1～6任一项所述的制备方法制备得到的柑橘果胶铁。
8.权利要求7所述的柑橘果胶铁在制备补铁、自由基清除、抗氧化、抗衰老类药物和保健品中的应用。
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