CN115975062A - 一种具有抗氧化和/或抗皱功效的富硒石斛多糖及其制备方法 - Google Patents

一种具有抗氧化和/或抗皱功效的富硒石斛多糖及其制备方法 Download PDF

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CN115975062A CN202211665304.0A CN202211665304A CN115975062A CN 115975062 A CN115975062 A CN 115975062A CN 202211665304 A CN202211665304 A CN 202211665304A CN 115975062 A CN115975062 A CN 115975062A
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刘敬
梅文杰
马凯熙
余泽民
陈观青
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Abstract

本发明公开了一种富硒石斛多糖及其制备方法,其中制备方法包括如下步骤:1)取铁皮石斛提取物,加硝酸溶液溶解;2)取步骤1)所得溶解液,加亚硒酸钠和氯化钡反应6~10h,冷却过滤,取滤液调pH值4~7,透析,取透析液干燥,得富硒石斛多糖。本发明富硒石斛多糖的制备方法,通过特定的合成工艺参数,以及浓缩纯化方法制得的富硒石斛多糖中总多糖含量大于90%,硒量大于1.2mg/g。经试验证明其具备显著的抗氧化和抗皱活性。

Description

一种具有抗氧化和/或抗皱功效的富硒石斛多糖及其制备方法
技术领域
本发明具体涉及一种具有抗氧化和/或抗皱功效的富硒石斛多糖及其制备方法。
背景技术
铁皮石斛是兰科植物铁皮石斛Dendrobium officinale Kimura et Migo的新鲜或干燥茎,别名“黑节草”、“铁吊兰”,现已被收载于《中国药典》2015版中。石斛具有益胃生津、滋阴清热的独特功效,被道家医学经典《道藏》誉为“九大仙草”之首,在《神农本草经》中也被列为上品,民间称为“救命仙草”、“寸金草”。铁皮石斛种子极小,无胚乳,繁殖能力低,加上过度采割,导致资源濒临灭绝,被列为世界二类保护植物,市场价格昂贵,一直是石斛中的珍品。随着组织快培技术的应用,铁皮石斛人工种植技术已比较成熟,基本解决了资源短缺问题。现代研究表明,铁皮石斛含多糖、生物碱、菲类、联苄类、氨基酸等多种活性成分,其中多糖为其主要的活性成分,也是其中含量最高的物质,具有降血糖、降血脂、降血压、增强免疫力、抗疲劳、抗菌、抗肿瘤以及抗氧化等作用,因其广泛的生物活性,备受科研工作者的关注,成为当今研究的热点。
硒是人体必需的微量元素。现代研究表明,硒能提高人体免疫,促进淋巴细胞的增殖及抗体和免疫球蛋白的合成;硒对结肠癌、皮肤癌、肝癌、乳腺癌等多种癌症具有明显的抑制和防护的作用,其在机体内的中间代谢产物甲基硒醇具有较强的抗癌活性;硒与维生素E、大蒜素、亚油酸、锗、锌等营养素具有协同抗氧化的功效,增加抗氧化活性;同时,硒具有减轻和缓解重金属毒性的作用。同时科学界还认识到硒具有预防癌症作用,是人体微量元素的“防癌之王”。硒是人体必需的,又不能自制,因此世界卫生组织建议每天补充200μg硒,可有效预防多种疾病的高发。硒又分为植物活性硒和无机硒两种,无机硒一般指亚硒酸钠和硒酸钠,包括有大量无机硒残留的酵母硒、麦芽硒,从金属矿藏的副产品中获得,无机硒有较大的毒性,且不易被吸收,不适合人和动物使用。植物活性硒通过生物转化与氨基酸结合而成,一般以硒蛋氨酸的形式存在,植物活性硒是人类和动物允许使用的硒源。目前市场上主要的富硒食品可以分为:1、富硒健康食品;2、硒酵母营养强化剂;3、加工富硒食品——很多非富硒产区的地方政府,会通过施用富硒化肥的方式培养富硒食品;4、天然植物活性硒——主要是从富含硒土壤中生长出来的农作物食品。
目前提高铁皮石斛中硒含量,主要依靠植物转化技术来实现,如专利CN107827672A,就是在栽培铁皮石斛的过程中,通过添加含硒的复合肥料,得到富硒铁皮石斛,现有研究报道中还没有在铁皮石斛提取过程实现硒的富集,及无机硒向有机硒转化,并以此制备富硒石斛多糖,扩大其应用。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种富硒石斛多糖,它是铁皮石斛多糖与亚硒酸钠结合成的硒多糖;所述硒多糖中多糖与硒的质量比为93~96:
1.3~1.5×10-1
本发明还提供了一种前述富硒石斛多糖在制备抗氧化的药物或保健食品中的用途。
本发明还提供了一种前述富硒石斛多糖在制备抗皱的药物中的用途。
本发明最后提供了一种富硒石斛多糖的制备方法,它包括如下步骤:
1)取铁皮石斛提取物,加硝酸溶液溶解;
2)取步骤1)所得溶解液,加亚硒酸钠和氯化钡反应6~10h,冷却过滤,取滤液调pH值4~7,透析,取透析液干燥,得富硒石斛多糖。
进一步地,步骤1)所述铁皮石斛提取物中铁皮石斛多糖含量为50~80%,优选80%。
更进一步地,所述铁皮石斛提取物与硝酸溶液的质量体积比为7~13g:1000mL,优选10g:1000mL。
进一步地,所述硝酸溶液的浓度为0.1~1%v/v,ml/ml,优选0.5%。
进一步地,步骤2)所述亚硒酸钠的加入量为铁皮石斛提取物重量的0.5~1倍,优选0.8倍;所述氯化钡的加入量为铁皮石斛提取物重量的0.8~1.4倍,优选1.2倍。
进一步地,步骤2)所述反应时间6h,温度50~80℃,优选60℃;所述冷却至室温。
进一步地,步骤2)所述滤液用无水碳酸钠调节滤液pH值5~6。
进一步地,步骤2)所述透析用3500MW的透析袋,透析次数5次,每次12小时。
进一步地,步骤2)所述干燥为冷冻干燥,冷冻干燥程序为40℃预冻6小时,抽真空,至冷冻干燥室真空度小于20Pa后,启动干燥程序:-30℃干燥6h,再在30℃条件下干燥8h。
本发明富硒石斛多糖的制备方法,通过特定的合成工艺参数,以及浓缩纯化方法,使富硒石斛多糖中总多糖含量大于90%,硒量大于1.2mg/g。经试验证明其具备显著的抗氧化和抗皱的活性。
通过工艺、质量标准、功效多方面研究证实,本发明将铁皮石斛多糖与亚硒酸钠合成结合态的富硒多糖,既能协同增加铁皮石斛多糖和硒的功效,又能解决无机硒的毒性,可为市场提供一种安全、高效的富硒铁皮石斛多糖,能极大地促进铁皮石斛综合开发利用,也能满足人民群众健康生活的需要。
显然,根据本发明的上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
以下通过实施例形式的具体实施方式,对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
图1硒标准品光谱扫描曲线图
图2供试品光谱扫描曲线图
图3硒标准曲线图
图4富硒石斛多糖对斑马鱼ROS相对荧光强度的影响(A:用荧光探针DCF-DA染色后的斑马鱼体内活性氧情况;B:Image J分析相对荧光强度)
具体实施方式
实施例1、本发明富硒石斛多糖的制备
取铁皮石斛提取物(总多糖>80%)10g,加入0.5%HNO3溶液1000mL,加热搅拌使多糖全部溶解,得10mg/L的多糖溶液。分别加入多糖重量的0.8倍Na2SeO3和多糖重量的1.2倍BaCl2,在60℃条件下放置于磁力搅拌器上反应6h,冷却至室温,抽滤,用无水碳酸钠调节滤液pH值至5~6,装入3500MW的透析袋,在室温下分别透析5次,每次12小时,再取透析袋内的液体于干燥盘中,厚度不超过6mm,置冷冻干燥器中,-40℃预冻6小时,抽真空,至冷冻干燥室真空度小于20Pa后,启动干燥程序:-30℃干燥6h,再在30℃条件下干燥8h,即得硒化的铁皮石斛多糖。
以下通过实验例进一步证明本发明的有益效果:
试验例1富硒铁皮石斛多糖中硒含量方法研究
(1)测定方法
供试品溶液制备:取富硒石斛硒多糖0.05g,精密称定,加入浓硫酸-高氯酸-硝酸混合液(浓硫酸:高氯酸:硝酸=1:1:4)4mL,放置过夜,加热挥去强酸,用蒸馏水定量转移至10mL容量瓶中,定容至刻度,摇匀,即得。
标准曲线制备:精密量取硒标准溶液(10μg/mL)0.5、1.0、2.0、3.0和4.0mL,分别置于分液漏斗中,加水至30mL,用稀盐酸溶液调pH至2,加1%邻苯二胺盐酸盐试液3.0mL,摇匀,于暗处放置2h,加甲苯10.0mL,萃取,静置,分取甲苯层,并加甲苯定容至10mL。以相应试剂为空白,在334nm处测定吸光度,以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。
测定法:精密吸取供试品溶液1.0mL,加水至30mL,用稀盐酸或氢氧化钠溶液调节pH至2,照标准曲线制备项下的方法,自“加1%邻苯二胺盐酸盐试液3.0mL”起,依法测吸光度值,从标准曲线上读出供试品溶液中硒的含量,计算,即得。
(2)方法学研究
2.1专属性试验及最大吸收波长的确定
取供试品、硒标准品溶液,照(1)项下方法加1%邻苯二胺盐酸盐试液3.0mL,摇匀,于暗处放置2h,加甲苯10.0mL,萃取,静置,分取甲苯层,并加甲苯定容至10mL,显色处理后,在波长190nm至400nm范围内紫外扫描,见图1~图2。
从图1~2结果可见,供试品、硒标准品溶液显色后,在334nm处有最大吸收,故确定334nm作为硒含量的检测波长。
2.2线性范围考察
照(1)项下标准曲线项下方法试验,以吸光度(A)为纵坐标,浓度(C)为横坐标作图,绘制标准曲线,见图3。回归方程:A=0.2241C+0.0033,r=0.9998,结果表明,硒含量在0.5~4.0μg/mL范围内,浓度与吸光度呈良好的线性关系。
2.3仪器精密度实验
取显色后的硒标准品溶液(2μg/mL),在334nm波长处连续测定6次,记录吸光度值,计算其RSD值,测定结果见表1。结果表明仪器精密度良好。
表1仪器精密度试验结果
Figure BDA0004014999700000041
Figure BDA0004014999700000051
2.4溶液稳定性实验
硒标准品溶液的稳定性:精密量取标准品溶液(10μg/mL)2.0ml,置于分液漏斗中,照(1)项下标准曲线制备方法,自“加水至30mL”起依法操作,取甲苯液,每隔20min在334nm波长处测定吸光度,算RSD值。
供试品溶液的稳定性:取富硒铁皮石斛多糖,按照(1)项下方法制备供试品溶液并显色后,取甲苯液,每隔20min在334nm波长处测定吸光度,计算RSD值。
测定结果见表2。结果显示:硒标准品溶液和供试品溶液显色后,在2h内稳定。
表2溶液稳定性试验结果
Figure BDA0004014999700000052
2.5重复性实验
取同一批次的铁皮石斛硒多糖6份,每份约0.15g,精密称定,按照(1)项下方法制备供试品溶液并测定,计算硒含量,测定结果见表3。结果表明,方法重复性良好。
表3重复性实验结果
Figure BDA0004014999700000053
2.6加样回收实验
称取已知含量的富硒铁皮石斛多糖(1.26mg/g)6份,每份约0.075g,分别精密加入硒标准液(10μg/mL)9.0mL,照(1)项下方法制备供试品溶液并测定,计算出硒含量,按下式计算加样回收率,测定结果见表4。
加样回收率=(测得量-样品中硒重量)/加入对照品×100%
结果表明,6次平均回收率为99.1%,均在95%~105%之间,RSD小于2%,方法准确度高。
表4加样回收试验结果
Figure BDA0004014999700000061
试验例2富硒铁皮石斛多糖制备工艺的单因素考察
硒多糖主要利用人工化学合成法制备,HNO3和BaCl2能催化硒化反应,HNO3有促进亚硒酸根与多糖上的活性基团发生反应作用;BaCl2中Ba2+与多糖上的-OH有强配位作用,Ba2+的存在有利于配合物的形成,增强-OH的亲核性并形成稳定单一的配合物。本发明从反应时间、反应温度、硝酸体积分数、亚硒酸钠、氯化钡进行单因素考察,通过计算得率和测定硒含量结果筛选出主要影响因素。
(1)不同反应时间对硒多糖合成工艺的影响
精密称取铁皮石斛多糖6份,每份0.5g,分别加入0.5%的硝酸溶液50mL,加热溶解,各加入五水合亚硒酸钠0.5g和BaCl20.7 g,置磁力搅拌器上,70℃条件下分别反应2h、4h、6h、8h、12h、14h。反应液冷却到室温,抽滤,上清液加无水Na2CO3调pH值至5~6,用3500MW透析袋透析,取透析液少量加入抗坏血酸检测,无红色时停止透析,冷冻干燥,即得铁皮石斛硒多糖。按下法测定所得硒多糖中硒的含量和硒多糖收率,结果见表5。
硒含量测定:同上述试验例1方法。
硒多糖收率:取冻干所得铁皮石斛硒多糖,称重,按下式计算,即得。
Figure BDA0004014999700000062
实验结果表明,在上述反应条件下,2~4h硒含量呈快速增长,4~12h硒含量呈缓慢上升,12~14h硒含量开始下降;而2~14h硒多糖收率下降,综合考虑硒含量和硒多糖收率,故可选择6h的反应时间。
表5不同反应时间所得硒多糖测定结果
Figure BDA0004014999700000071
(2)不同反应温度对硒多糖合成工艺的影响
称取铁皮石斛多糖5份,每份0.5g,分别加入0.5%的硝酸溶液50mL,加热溶解,各加入五水合亚硒酸钠0.5g和BaCl2 0.7g,置磁力搅拌器上,分别在30℃、40℃、60℃、70℃、80℃条件下反应6h。照(1)项下自“反应液冷却到室温”起依法操作。测定结果见表6。
实验结果表明,在上述反应条件下,30~60℃的硒含量和30℃~40℃硒多糖的收率呈上升趋势,60℃~80℃范围内的硒含量和40℃~80℃硒多糖收率呈下降趋势,反应温度在60℃时硒含量达到最高值,在40℃硒多糖收率达到最高值,因为收率相差不大,主要考虑硒含量因素,选择60℃制备。
表6不同反应温度所得硒多糖的测定结果
Figure BDA0004014999700000072
(3)硝酸浓度对硒多糖合成工艺的影响
称取铁皮石斛多糖5份,每份0.5g,依次加入0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%的硝酸溶液50mL,加热溶解,各加入五水合亚硒酸钠0.5g和BaCl20.7 g,置磁力搅拌器上,分别在70℃条件下反应6h。照(1)项下自“反应液冷却到室温”起依法操作。测定结果见表7。
实验结果表明,在上述反应条件下,硝酸浓度在0.1%~0.5%硒含量呈上升趋势,在0.5%~0.9%时硒含量相差不大;而硝酸浓度在0.1%~0.9%时硒多糖收率呈下降趋势,综合硒含量和硒多糖收率情况,可选择0.5%硝酸进行反应。
表7不同硝酸浓度所得硒多糖的测定结果
Figure BDA0004014999700000073
(4)五水合亚硒酸钠用量对硒多糖合成工艺的影响
称取铁皮石斛多糖5份,每份0.5g,各加入0.5%的硝酸溶液50mL,加热溶解,依次加入五水合亚硒酸钠(按多糖重量的0.4、0.6、0.8、1.0、1.2倍)和Bacl2 0.7g,置磁力搅拌器上,分别在70℃条件下反应6h。照(1)项下自“反应液冷却到室温”起依法操作。测定结果见表8。
实验结果表明,在上述反应条件下,0.8~1.0倍亚硒酸钠加入量最终制得的硒含量最大并且两者相差不大;而0.4~1.2倍亚硒酸钠的加入量对最终的硒多糖收率影响很小,且在0.6~0.8倍相对略高,故可选择多糖的0.8倍亚硒酸钠制备。
表8不同亚硒酸钠加入倍数对所得硒多糖的测定结果
Figure BDA0004014999700000081
(5)氯化钡用量对硒多糖合成工艺的影响
称取铁皮石斛多糖5份,每份0.5g,各加入0.5%的硝酸溶液50mL,加热溶解,依次加入五水合亚硒酸钠0.5g和BaCl2(多糖重的0.6、0.8、1.0、1.2、1.4倍),置磁力搅拌器上,分别在70℃条件下反应6h。照(1)项下自“反应液冷却到室温”起依法操作。测定结果见表9。
实验结果表明,在上述反应条件下,加入多糖重量的1.2倍的氯化钡制备时,硒含量达到最高值,加入多糖重量的0.4~1.4倍的氯化钡对硒多糖的收率影响不大,故氯化钡的加入量主要考虑硒含量因素,制备硒多糖时选择加入多糖重量的1.2倍量。
表9不同氯化钡硒多糖的测定结果
Figure BDA0004014999700000082
试验例3富硒铁皮石斛多糖制备工艺筛选实验
根据单因素考察结果,在铁皮石斛硒多糖的制备过程中,反应温度、反应时间、亚硒酸钠加入量是主要影响因素。故本工艺研究中,以硒多糖收率及硒含量为评价指标,选择反应时间(A)、反应温度(B)、亚硒酸钠加入量(C)为考察因素,各因素分别选取3个水平,设计了试验,见表10。
表10合成工艺设计表
Figure BDA0004014999700000091
(1)样品制备
称取富硒铁皮石斛多糖9份,每份各0.5g,按表10试验参数进行制备。每份各加入0.5%的硝酸溶液50mL,加热溶解,依次加入规定量的五水合亚硒酸钠和BaCl2(多糖重量的1.2倍),置磁力搅拌器上,在规定的反应温度下反应到规定时间。反应液冷却到室温,离心,上清液加无水Na2CO3调pH值至5~6,用3500MW透析袋透析,取透析液少量加入抗坏血酸检测,无红色时停止透析,冷冻干燥,即得铁皮石斛硒多糖。
(2)评价指标的测定及数据处理方法
本实验以硒多糖收率及硒含量为评价指标,采用加权评分法综合评估石斛硒多糖合成工艺。评分标准:每个指标除以其最大值再乘以100,为其在某工艺中的综合得分。根据各成分的作用,确定硒含量的权重系数分别为0.7,硒多糖收率的权重系数分别为0.3,对该2个成分进行加权求和得综合评分,即综合评分=(硒含量/硒含量最大值)×100×0.7+(硒多糖收率/硒多糖收率最大值)×100×0.3。
(3)结果分析及最佳工艺的确定
试验结果见表11。
表11实验设计与结果
Figure BDA0004014999700000092
从试验结果综合考虑,确定铁皮石斛硒多糖合成的最佳工艺参数为A2B2C1。即:称取铁皮石斛多糖,加入0.5%的硝酸溶液50mL,加热溶解,加入0.8倍量的五水合亚硒酸钠和氯化钡,置磁力搅拌器上,60℃条件下分别反应6小时。反应液冷却到室温,抽滤,上清液加无水碳酸钠调pH值至5~6,用3500MW透析袋透析,取透析液少量加入抗坏血酸检测,无红色时停止透析,冷冻干燥,即得铁皮石斛硒多糖。
试验例4富硒铁皮石斛多糖纯化工艺研究
采用透析纯化的目的主要是为了除去合成反应中剩余的硒离子,避免游离的硒离子的存在而影响后期测得已经硒化多糖中的硒含量,同时能除去其他小分子杂质,以确保硒多糖的质量和药效。
(1)不同透析分子量
称取铁皮石斛多糖3份,每份0.5g,各加入0.5%的硝酸溶液50mL,加热溶解,加入0.8倍量的五水合亚硒酸钠和氯化钡,置磁力搅拌器上,60℃条件下分别反应6小时。反应液冷却到室温,抽滤,上清液加无水碳酸钠调pH值至5~6,分别装入1000MW、3500MW、7000MW的透析袋,在室温下透析5次,每次12小时,最后一次取透析液少量加入抗坏血酸检测,无红色时停止透析,冷冻干燥。按下式测定硒多糖得率,并比较透析是否完全,测定结果见表12。
Figure BDA0004014999700000101
式中:W1为石斛多糖重量g;W2为透析后硒多糖重量g
结果显示用1000MW的透析袋收率最高,透析袋为1000MW只能除去的1000MW以下的分子,得到的硒多糖纯度较低;7000MW的收率较小,滤析过程会析出部分硒多糖,造成浪费。故选择3500MW的透析袋进行纯化。
表12富硒石斛用不同分子量透析收率
Figure BDA0004014999700000102
(2)换水次数
称取铁皮石斛多糖5份,每份0.5g,各加入0.5%的硝酸溶液50mL,加热溶解,加入0.8倍量的五水合亚硒酸钠和氯化钡,置磁力搅拌器上,60℃条件下分别反应6小时。反应液冷却到室温,抽滤,上清液加无水碳酸钠调pH值至5~6,分别装入3500MW的透析袋,在室温下分别透析3、4、5、6、7次,每次12小时,最后一次取透析液少量加入抗坏血酸检测,冷冻干燥。测定硒多糖得率,并比较透析是否完全,测定结果见表13。
结果显示换水5次后抗坏血酸检测呈阴性反应,游离硒离子透析完全。而随着透析次数的增加,石斛硒多糖收率有下降趋势,同时透析时间过长,增加了生产成本。综合考虑,换水次数确这下为5次。
表13富硒石斛在不同换水次数透析收率
Figure BDA0004014999700000111
(3)透析时间
称取铁皮石斛多糖4份,每份0.5g,各加入0.5%的硝酸溶液50mL,加热溶解,加入0.8倍量的五水合亚硒酸钠和氯化钡,置磁力搅拌器上,60℃条件下分别反应6小时。反应液冷却到室温,抽滤,上清液加无水碳酸钠调pH值至5~6,分别装入3500MW的透析袋,在室温下分别透析5次,每次透析时间分别为8、10、12、14小时,最后一次取透析液少量加入抗坏血酸检测,冷冻干燥。测定硒多糖得率,并比较透析是否完全,测定结果见表14。
结果显示,除着透析时间的增加,富硒石斛多糖的收率呈下降趋势,但8小时抗坏血酸检测显阳性,透析不完全。为保证透析完全,兼顾多糖得率,确定透时间为12小时。
表14富硒石斛在不同换水天数的透析收率
Figure BDA0004014999700000112
综上,确定富硒铁皮石斛多糖的纯化工艺为:取反应液冷却到室温,抽滤,上清液加无水碳酸钠调pH值至5~6,装入3500MW的透析袋,在室温下分别透析5次,每次12小时。
试验例5富硒铁皮石斛多糖干燥工艺研究
冻干是干燥技术其中的一种,相对于传统热干燥技术,冷冻干燥在真空、低温的条件下进行,故能降低氧化作用,能有效地保护有效成分,极大地保护药物,复水后营养成分流失少。本发明对升华干燥时间、解析干燥温度、解析干燥时间三个方面进行研究。
(1)升华干燥时间
取富硒铁皮石斛多糖透析液于干燥盘中,厚度不超过6mm,置冷冻干燥器中,-40℃预冻6小时,抽真空,至冷冻干燥室真空度小于20Pa后,启动干燥程序:升华干燥温度:-30℃;升华干燥时间:4h、5h、6h;解析干燥温度:40℃;解析干燥时间:8h。测定冻干富硒铁皮石斛多糖的含水量,测定结果见表15。
结果显示,升华干燥6h后,富硒铁皮石斛多糖的含水量已低于5%,故确定升华干燥时间为6小时。
表15不同升华时间的含水率影响结果
Figure BDA0004014999700000121
(2)解析干燥温度
取富硒铁皮石斛多糖透析液于干燥盘中,厚度不超过6mm,置冷冻干燥器中,-40℃预冻6小时,抽真空,至冷冻干燥室真空度小于20Pa后,启动干燥程序:升华干燥温度:-30℃;升华干燥时间:6h;解析干燥温度:20℃、30℃、40℃;解析干燥时间:8h。测定冻干富硒铁皮石斛多糖的含水量,测定结果见表16。
结果显示,解析干燥温度30℃和40℃,富硒铁皮石斛多糖的含水量均可以低于5%,考虑到低温有利于有效成分的保存,故确定解析干燥温度为30℃。
表16不同解析干燥温度对含水率影响结果
Figure BDA0004014999700000122
(3)解析干燥时间
取富硒铁皮石斛多糖透析液于干燥盘中,厚度不超过6mm,置冷冻干燥器中,-40℃预冻6小时,抽真空,至冷冻干燥室真空度小于20Pa后,启动干燥程序:升华干燥温度:-30℃;升华干燥时间:6h;解析干燥温度:30℃;解析干燥时间:4、6、8、10h。测定冻干富硒铁皮石斛多糖的含水量,测定结果见表17。
结果显示,解析干燥6h以上,富硒铁皮石斛多糖的含水量即可以低于5%,为保证干燥效率,故确定解析干燥时间为8小时。
表17不同解析干燥时间对含水率影响结果
Figure BDA0004014999700000131
综上:本发明富硒铁皮石斛多糖的干燥工艺为:取富硒铁皮石斛多糖透析液于干燥盘中,厚度不超过6mm,置冷冻干燥器中,-40℃预冻6小时,抽真空,至冷冻干燥室真空度小于20Pa后,启动干燥程序:-30℃干燥6h,再在30℃条件下干燥8h。
试验例6富硒铁皮石斛多糖制备工艺研究验证
为验证本发明所确定的富硒铁皮石斛多糖制备工艺的可重复性,进行了三次验证试验。工艺条件:取铁皮石斛多糖10g,加入0.5%HNO3溶液1000mL,加热搅拌使多糖全部溶解,得10mg/L的多糖溶液。分别加入多糖重量的0.8倍Na2SeO3和多糖重量的1.2倍BaCl2,在60℃条件下放置于磁力搅拌器上反应6h,冷却至室温,抽滤,用无水碳酸钠调节滤液pH至5~6,装入3500MW的透析袋,在室温下分别透析5次,每次12小时,再取透析液于干燥盘中,厚度不超过6mm,置冷冻干燥器中,-40℃预冻6小时,抽真空,至冷冻干燥室真空度小于20Pa后,启动干燥程序:-30℃干燥6h,再在30℃条件下干燥8h,即得硒化的石斛多糖。计算得收率和硒含量,测定结果见表18。
验证试验结果显示,所确定的富硒铁皮石斛多糖制备工艺稳定可行,具有重复性。
表18硒多糖合成工艺验证试验
Figure BDA0004014999700000132
试验例7本发明富硒铁皮石斛多糖质量研究
取工艺验证项下制备的三批富硒铁皮石斛多糖,分别测定其水分、总多糖含量及硒含量。
(1)测定方法
1.1水分测定:按《中国药典》2020版四部0832水分测定法第二法烘干法操作。
1.2总多糖含量测定(苯酚-浓硫酸法)
对照品溶液的制备取无水葡萄糖对照品适量,精密称定,加水制成100μg/mL的标准品溶液。
供试品溶液的制备:称取富硒铁皮石斛多糖10mg,精密称定,置烧杯中,加50ml水,加热,搅拌使溶解,冷却至室温,定容至100mL,摇匀,过滤,取续滤液,即得。
标准曲线的绘制精密量取对照品溶液0.2ml、0.4ml、0.6ml、0.8ml、1.0ml,置具塞试管中,各加水补至1.0ml,精密加入5%苯酚溶液1ml(临用配制),摇匀,再精密加硫酸5ml,摇匀,置沸水浴中加热20分钟,取出,冰浴冷却5分钟,以相应试剂为空白,照紫外-可见分光光度法(通则0401),在488nm的波长处测定吸光度,绘制标准曲线。
测定法精密吸取供试品溶液1.0mL,置于10mL具塞试管中,照上述方法显色,自“精密加入5%苯酚溶液(临用配制)1mL”起,依法测定吸光度值,从标准曲线上读出供试品溶液中多糖的含量,计算,即得。
1.3硒含量测定
供试品溶液制备:取石斛硒多糖0.05g,精密称定,加入浓硫酸-高氯酸-硝酸混合液(浓硫酸:高氯酸:硝酸=1:1:4)4mL,放置过夜,加热挥去强酸,用蒸馏水定量转移至10mL容量瓶中,定容至刻度,摇匀,即得。
标准曲线制备精密量取硒标准溶液(10μg/mL)0.5、1.0、2.0、3.0和4.0mL,分别置于分液漏斗中,加水至30mL,用稀盐酸溶液调pH至2,加1%邻苯二胺盐酸盐试液3.0mL,摇匀,于暗处放置2h,加甲苯10.0mL,萃取,静置,分取甲苯层,并加甲苯定容至10mL。以相应试剂为空白,在334nm处测定吸光度,以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。
测定法精密吸取供试品溶液1.0mL,加水至30mL,用稀盐酸或氢氧化钠溶液调节pH至2,照标准曲线制备项下的方法,自“加1%邻苯二胺盐酸盐试液3.0mL”起,依法测吸光度值,从标准曲线上读出供试品溶液中硒的含量,计算,即得。
(2)测定结果
测定结果见表19。
表19富硒铁皮石斛多糖质量测定结果
Figure BDA0004014999700000141
试验例8富硒石斛多糖抗氧化活性研究
1.实验材料
1.1仪器:Z-A-D5五层单排独立养殖单元(上海海圣生物实验设备有限公司);SZ680连续变倍体式显微镜(重庆奥特光学仪器有限公司);ZXSD-A1090生化培养箱(上海智城分析仪器制造有限公司);SQP万分之一电子秤(赛多利斯科学仪器(北京)有限公司);荧光显微镜(徕卡微系统有限公司)
1.2试剂:脂多糖(LPS,分析纯)(EC:297-473-0SIGMA);2',7'-Dichlorofluorescent yellow diacetate(DCFH-DA)(CAS:4091-99-0SIGMA);三卡因(分析纯);氯化钠(NaCl);氯化钾(KCl);氯化钙(CaCl2·2H2O);硫酸镁(MgSO4·7H2O)。
1.3样品:富硒铁皮石斛多糖(按实施例1自制,批号210401,总多糖93.7%,硒含量1.38mg/g);铁皮石斛多糖(自制,制法如下:取铁皮石斛药材,粉碎成粗粉,加12倍量水提取3次,每次1h,过滤,合并滤液,减压浓缩,加乙醇至含醇量为80%,静置过夜,抽滤,沉淀用少量乙醇洗涤3次,沉淀加适量水加热搅拌溶解,重新加乙醇至体含醇量为80%,静置过夜,抽滤,沉淀少量乙醇洗涤3次,60℃烘干,即得。总多糖92.4%);五水合亚硒酸钠(AR,>98.0%,成都艾科达化学试剂有限公司)。
1.4溶液配制
1.4.1X H-buffer水:称量氯化钠NaCl(3.5g)、NaHCO3(0.2g)、KCl(0.05g)和CaCl2(0.1175g),加入蒸馏水定容至1000.0ml,真空过滤器(孔径0.2μM)过滤,高压灭菌锅灭菌,室温备用。
1.4.2LPS储备液(100.0μg/ml):称取2.0mg脂多糖,加入20.0ml buffer水溶解,于-20℃储存备用。
1.4.3DCHF-DA(100.0μg/ml)):称取2.0mg DCFH-DA,加入20.0ml buffer水溶解,于-20℃避光储存。
1.4.4三卡因(0.2mg/ml):称取2.0mg三卡因,加入10.0ml buffer水溶解,于4℃储存。
1.4.5样品溶液:用buffer水稀释至实验浓度。
(1)富硒铁皮石斛多糖溶液:称取10mg富硒铁皮石斛多糖,加入20.0ml buffer水溶解,即得。(0.50mg/ml,硒浓度:0.69μg/ml)
(2)铁皮石斛多糖溶液:称取10mg铁皮石斛多糖,加入20.0ml buffer水溶解,即得。(0.50mg/ml)
(3)亚硒酸钠溶液:取23mg五水合亚硒酸钠,加100ml buffer水溶解,再取1ml置10ml量瓶中,加buffer水稀释至刻度,摇匀,即得。(硒浓度:0.69μg/ml)
2.实验方法
体式显微镜下随机挑选发育正常的9hpf野生型斑马鱼胚胎于6孔细胞培养板中,20枚/孔,分别设置空白对照组(或溶剂对照组)、模型对照组和待测样品组(富硒铁皮石斛多糖组、铁皮石斛多糖组、亚硒酸钠组)。吸干6孔板中的养殖水,空白对照组中每孔加入5.0ml buffer水,模型对照组中每孔加入4500.0μl buffer水,待测样品组中每孔加入4500.0μl样品溶液,预处理40min后,模型对照组和待测样品组中每孔再加入500.0μl LPS储备液(使LPS终浓度为10μg/ml),构建氧化应激模型,置于28℃恒温培养箱孵育24h。孵育24h后,将各个孔的溶液吸走,用养殖水清洗2~3次后,每孔加入5.0ml养殖水,于28.5℃恒温培养箱培养至3dpf。3dpf后将各个孔的卵膜吸净,每孔加5.0ml(20.0ug/ml)荧光探针(DCHF-DA)检测ROS含量,避光培养1h。后将胚胎用养殖水清洗三次,加入三卡因麻醉,在荧光显微镜下观察并记录数据,用Image J分析荧光强度。
3.实验数据采集及分析
3.1实验数据采集
分析各组别的斑马鱼胚胎ROS相对荧光强度以及ROS抑制率。
(1)ROS相对荧光强度的计算公式如下:
ROS相对荧光强度=FI空白组、模型组、待测样品组/MFI模型组
式中:FI—荧光强度;MFI(Mean Fluorescence Intensity)—平均荧光强度。结果保留小数点后一位。
(2)ROS抑制率
ROS抑制率(%)=[1-ROS相对荧光强度(模型组、待测样品组)]*100%
3.2实验结果分析
实验数据使用GraphPad Prism 8统计分析软件(或其它分析软件)对各组别中ROS抑制率进行数据分析,对比样品组与模型组的差异,数值用均值±标准误(Mean±SEM)表示。
4.实验数据
实验结果见表20,图4。
表20富硒石斛多糖对斑马鱼ROS相对荧光强度的影响(n=20)
Figure BDA0004014999700000171
#:表示空白组与模型组相比有统计学差异,#P<0.05,##P<0.01,###P<0.001;
*:表示样品组与模型组相比有统计学差异,*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001。
5.实验结论
利用LPS诱导斑马鱼产生氧化应激,用荧光探针DCF-DA检测斑马鱼体内ROS含量。富硒石斛多糖对LPS诱导的对斑马鱼体内氧化应激的影响如图4所示,以未加LPS的为空白组作为对照,其相对荧光强度为0.33±0.06%,加入LPS诱导的为模型组作为对照,其相对荧光强度为1.00±0.13%,与空白对照组(0.33±0.06)相比增加,且##p<0.01,差异(非常显著),说明斑马鱼氧化应激模型构建成功。同时富硒石斛多糖组结果与模型对照相比*p<0.05,具有统计学差异,说明0.50mg/mL的富硒石斛多糖能够减少活性氧的含量,即能抑制斑马鱼体内氧化应激。而同剂量的铁皮石斛多糖组和亚硒酸钠组抗氧化活性不明显。
试验例9富硒石斛多糖抗皱活性研究(斑马鱼I型胶原蛋白含量检测法)
1.实验材料
1.1仪器:Z-A-D5五层单排独立养殖单元(上海海圣生物实验设备有限公司);SZ680连续变倍体式显微镜(重庆奥特光学仪器有限公司);ZXSD-A1090生化培养箱(上海智城分析仪器制造有限公司);SQP万分之一电子秤(赛多利斯科学仪器(北京)有限公司);超声破碎仪(新芝/JY92-IIN);冷冻离心机。
1.2试剂:氯化钠;氯化钾;氯化钙;硫酸镁;ELIAS(Ⅰ型胶原蛋白)江莱科技试剂盒。
1.3样品:富硒铁皮石斛多糖(按实施例1自制,批号210401,总多糖93.7%,硒含量1.38mg/g);铁皮石斛多糖(自制,同试验例8,总多糖92.4%);五水合亚硒酸钠(AR,>98.0%,成都艾科达化学试剂有限公司)。
1.4溶液配制
1.4.1X H-buffer水:称量氯化钠NaCl(3.5g)、NaHCO3(0.2g)、KCl(0.05g)和CaCl2(0.1175g),加入蒸馏水定容至1000.0ml,真空过滤器(孔径0.2μM)过滤,高压灭菌锅灭菌,室温备用。
1.4.2样品溶液
(1)富硒铁皮石斛多糖溶液:称取10mg富硒铁皮石斛多糖,加入20.0ml buffer水溶解,即得(0.50mg/ml,硒浓度:0.69μg/ml)。等比例稀释成2倍(0.25mg/ml)、4倍(0.125mg/ml),备用。
(2)铁皮石斛多糖溶液:称取10mg铁皮石斛多糖,加入20.0ml buffer水溶解,即得。(0.50mg/ml)
(3)合亚硒酸钠溶液:取23mg五水合亚硒酸钠,加100ml buffer水溶解,再取1ml置10ml量瓶中,加buffer水稀释至刻度,摇匀,即得。(硒浓度:0.69μg/ml)
2.实验方法
体式显微镜下挑选发育正常的6~9hpf野生型斑马鱼胚胎于96孔板中,1枚/孔。将孔中多余的液体吸干,空白对照组每孔加入200μL标准稀释水,样品组每孔加入200μL样品溶液,将斑马鱼胚胎置于28℃生化培养箱孵育72h。孵育完毕,统计每组中发育正常的斑马鱼幼鱼数量,收集95尾斑马鱼幼鱼。将孔中的斑马鱼幼鱼逐条吸出,转移至6孔板中,1组/孔。吸去孔中多余的液体,加满双蒸水,静置1min,弃去液体,如此重复洗涤3次。将斑马鱼幼鱼转移至1.5mL EP管中,1组/管,置于冰上。待斑马鱼幼鱼冷却沉底,用压扁的10μL枪头将管中多余的液体吸干(充分吸干),用干净的纸巾将管壁上残留的液体擦干,每管加入500μL预冷的PBS。将EP管置于冰水中,用超声波细胞粉碎机破碎10min(功率20%,超声开时间30s,超声关时间30s),4℃、5000g离心10min,取上清液用于斑马鱼Ⅰ型胶原蛋白含量检测。
根据斑马鱼I型胶原蛋白试剂盒说明书进行操作,具体步骤如下:
①从室温平衡20min后的铝箔袋中取出所需板条,剩余板条用自封袋密封放回4℃。
②设置标准品孔和样本孔,标准品孔各加不同浓度的标准品50μL。
③待测样本孔先加待测样本10μL,再加样本稀释液40μL。
④随后标准品孔和样本孔中每孔加入辣根过氧化物酶(HRP)标记的检测抗体100μL,用封板膜封住反应孔,37℃水浴锅或恒温箱温育60min。
⑤弃去液体,吸水纸充分拍干,每孔加满洗涤液,静置1min,甩去洗涤液,吸水纸拍干,如此重复洗板5次(最后洗孔板残留气泡可用真空泵吸干)。
⑥每孔加入底物A、B各50μL,37℃避光孵育15min。
⑦每孔加入中止液50μL,15min内,在450nm波长处测定各孔的OD值。
绘制标准曲线:在Excel工作表中,以标准品浓度作横坐标,对应OD值作纵坐标,绘制出标准品线性回归曲线,按曲线方程计算各样本浓度值。
3.实验结果分析
实验数据使用GraphPad Prism 8统计分析软件(或其它分析软件)对各组别中斑马鱼Ⅰ型胶原蛋白含量进行数据分析,对比样品组与空白对照组的差异,数值用均值±标准误(Mean±SEM)表示。
4.实验数据
实验结果见表21。
表21富硒石斛多糖对斑马鱼Ⅰ型胶原蛋白含量的影响(n=95)
Figure BDA0004014999700000191
注:*表示样品组与空白组相比有统计学差异,*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001。
#表示和铁皮石斛多糖组比较有统计学差异,#P<0.05,##P<0.01,###P<0.001
5.实验结论
不同浓度组的富硒石斛多糖的斑马鱼体内Ⅰ型胶原蛋白含量与空白对照组对照,均有极显著的上升,均有统计学差异,说明富硒石斛多糖能够促进Ⅰ型胶原蛋白含量增加,富硒石斛多糖具有显著的抗皱功效。
亚硒酸钠组与空白对照组对照,无明显的提升斑马鱼体内Ⅰ型胶原蛋白含量的作用。铁皮石斛多糖组与空白对照组对照,有一定的提升斑马鱼体内Ⅰ型胶原蛋白含量的作用,但效果明显差于富硒石斛多糖。

Claims (10)

1.一种富硒石斛多糖,其特征在于:它是铁皮石斛多糖与亚硒酸钠结合成的硒多糖;所述硒多糖中多糖与硒的质量比为93~96:1.3~1.5×10-1
2.权利要求1所述富硒石斛多糖在制备抗氧化的药物或保健食品中的用途。
3.权利要求1所述富硒石斛多糖在制备抗皱的药物中的用途。
4.一种权利要求1所述富硒石斛多糖的制备方法,其特征在于:它包括如下步骤:
1)取铁皮石斛提取物,加硝酸溶液溶解;
2)取步骤1)所得溶解液,加亚硒酸钠和氯化钡反应6~10h,冷却过滤,取滤液调pH值4~7,透析,取透析液干燥,得富硒石斛多糖。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤1)所述铁皮石斛提取物中铁皮石斛多糖含量为50~80%,优选80%;所述铁皮石斛提取物与硝酸溶液的质量体积比为7~13g:1000mL,优选10g:1000mL。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:所述硝酸溶液的浓度为0.1~1%v/v,ml/ml,优选0.5%。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤2)所述亚硒酸钠的加入量为铁皮石斛提取物重量的0.5~1倍,优选0.8倍;所述氯化钡的加入量为铁皮石斛提取物重量的0.8~1.4倍,优选1.2倍。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤2)所述反应时间6h,温度50~80℃,优选60℃;所述冷却至室温。
9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤2)所述滤液用无水碳酸钠调节pH值5~6;所述透析用3500MW的透析袋,透析次数5次,每次12小时。
10.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤2)所述干燥为冷冻干燥,冷冻干燥程序为40℃预冻6小时,抽真空,至冷冻干燥室真空度小于20Pa后,启动干燥程序:-30℃干燥6h,再在30℃条件下干燥8h。
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