TWI414350B

TWI414350B - 自雙子葉植物胎座中萃取植物生物素及其機能性成份之方法

Info

Publication number: TWI414350B
Application number: TW99101624A
Authority: TW
Inventors: Ai Hua Yang; Hsiao Ching Chen
Original assignee: Tainan Distr Agricultural Res & Extension Station Coa
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2013-11-11
Also published as: TW201125636A

Description

自雙子葉植物胎座中萃取植物生物素及其機能性成份之方法

本發明係有關於一種萃取方法及其萃取成份，特別是關於一種從雙子葉植物胎座中萃取出植物生物素及其植物性機能成份之方法。

近年來，由於睡蓮在食用上的開發利用，在台南縣六甲與白河地區出現食用睡蓮的栽培，且因社區都市高度發展，亦出現盆花的栽培，主要在田尾與台南市安南區。目前全省栽培面積以嘉義縣的水上地區居多，近5公頃，其次是台南縣的六甲與白河地區。睡蓮在台灣一年四季皆可不斷開花，以香水睡蓮而言，每年每株的開花量約在280至340朵之間。

然目前對於睡蓮等雙子葉植物的經濟應用，除觀賞外，係將其花朵乾燥後作為泡茶飲品。高雄醫學大學藥物學研究所將蓮花茶等睡蓮抽出物進行急性及慢性毒性分析後，結果證明蓮花茶等睡蓮抽出物無毒性，食用安全性高。

因此，如何自蓮花及睡蓮等雙子葉植物中，抽取出穩定結構之植物機能性成份，藉以有效提升此等雙子葉植物農產品之經濟附加價值，符合農業休閒產業利用性，實為目前業界亟待解決之課題。

為了解決上述課題，本發明提供了一種從雙子葉植物胎座中萃取出植物生物素及其植物性機能成份之方法，係包含以下步驟：(a)以機械方式破碎雙子葉植物胎座，得出雙子葉植物胎座破碎物；(b)以逆境方式處理由步驟(a)所得之雙子葉植物胎座破碎物，藉此，以取得雙子葉植物胎座前萃取物；(c)將步驟(b)所得之雙子葉植物胎座前萃取物進行生物轉換方式處理，藉此，以取得植物胎座粗萃取物；(d)將步驟(c)所得之雙子葉植物胎座粗萃取物施以震動過濾或是離心方式處理後，取得濾液；以及(e)將由步驟(d)所得之該濾液進行一乾燥處理，藉此以取得該植物性機能成份。

因此，本發明之主要目的係提供一種從雙子葉植物胎座中萃取出植物生物素及其植物性機能成份之方法，係利用逆境處理及生物轉換之技術，即可提取出含有多醣及多酚之植物性機能成份，可有效降低成本，並處理縮短時間。

本發明之次要目的係提供一種從雙子葉植物胎座中萃取出植物生物素及其植物性機能成份之方法，由於避免使用化學藥劑，故具有高安全性、且能減低能源浪費及縮短加工製程之時效，且取得具有穩定結構之產物。

由於本發明係揭露一種雙子葉植物胎座中萃取出植物生物素及其植物性機能成份之方法，其中所利用之萃取基礎技術及相關萃取原理，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之結構示意，無需依據實際尺寸完整繪製，合先敘明。

首先請參考第1圖，係本發明提出之第一較佳實施例從雙子葉植物胎座中萃取出植物生物素及其植物性機能成份之方法步驟流程圖。雙子葉植物胎座中萃取出植物生物素及其植物性機能成份之方法係包含以下步驟。

步驟(a)：

將雙子葉植物胎座(如第6A圖及第6B圖所示，第6A圖為完整雙子葉植物胎座，第6B圖為雙子葉植物胎座經洗淨剖切後之樣態)置入均質機、超音波震盪機、果汁機、截切蔬菜機或食物調理機等，以機械方式進行破碎，藉此得出雙子葉植物胎座破碎物。雙子葉植物以蓮屬(Nelumbo)或睡蓮屬(Nymphaea)植物為佳。

又，使用前述的機械方式以破碎雙子葉植物胎座，係將雙子葉植物胎座置入均質機、超音波震盪機、果汁機、截切蔬菜機或食物調理機中，施加以瞬間(transient)攪動或攪拌2-3秒，甚至可以用手工切碎的方式加以取代。其目的在於，將雙子葉植物胎座裁切為小塊，並使裁切後的小塊保有雙子葉植物胎座的細胞；亦即，雙子葉植物胎座經此機械方式破碎後，並非使其所有細胞完全破碎。所以經過步驟(a)處理後而得的雙子葉植物胎座破碎物，除由破碎組織或細胞流出的組織液及細胞液外，仍可保有部份完整之細胞或組織團塊。

步驟(b)：

將步驟(a)得到的雙子葉植物胎座破碎物進行逆境處理，亦即將將步驟(a)得到的雙子葉植物破碎物添加氯化鈉(最終濃度範圍為重量百分比0.02%到20%)，並於40℃至100℃之溫度範圍進行加熱，並加熱至多90分鐘。藉此，以取得雙子葉植物胎座前萃取物。

步驟(c)：

將步驟(b)所得之雙子葉植物胎座前萃取物進行生物轉換方式處理，亦即將將步驟(b)所得之雙子葉植物胎座前萃取物，於無菌環境中以天然發酵方式培養24至48小時，誘導其中的植物胎座細胞進行轉化，藉此，以取得雙子葉植物胎座粗萃取物，且此時所取得之雙子葉植物胎座粗萃取物呈現凝膠狀態。

上述以天然發酵方式進行培養係指將雙子葉植物胎座前萃取物，於無菌環境中室溫下直接進行培養，無須額外加入其他微生物或化學物質，即可進行發酵程序。此外，經過機械破碎後取得的雙子葉植物胎座破碎物，仍保有雙子葉植物胎座細胞或組織團塊，因此，在上述的培養環境中，並誘使雙子葉植物胎座細胞或組織團塊進行轉化，使其大量地分泌出包含有植物生物素及其植物性機能成份的凝膠狀雙子葉植物胎座粗萃取物。

又，如第6C圖所示，其為雙子葉植物胎座直接經過手工擠壓(未經破碎處理)後之情形。如圖所示，雙子葉植物胎座經過手工擠壓後流出透明凝膠狀之粗萃取物，其內即含有植物生物素及其植物性機能成份。然僅經手工擠壓，並無法自雙子葉植物胎座中大量取得之凝膠狀之含有植物生物素及其植物性機能成份，故若需大量取得含有植物生物素及其植物性機能成份的凝膠狀雙子葉植物胎座粗萃取物，仍需經由步驟(b)處理。

步驟(e)：

將由步驟(d)所得之濾液進行熱風乾燥、冷風乾燥、噴霧乾燥、冷凍乾燥或減壓乾燥之乾燥處理，而乾燥後即可取得如第7B圖所示之無色無味的植物生物素及其植物性機能成份。

前述乾燥後的植物生物素及其植物性機能成份係包含有植物多醣及多酚(polyphenol)，其中植物多酚如可水解之單寧(hydrolyzable tannins)及類苯丙醇(phenylpropanoid，例如黃酮素(Flavonoid)、異黃酮素(isoflavonoid)等成分，具有抗氧化能力及抑制酪胺酸酶(tyrosinase)之效果，可應用於化妝品、營養品、保健食品品及健康食品等用途。以下第一至第四實驗例，係就本發明第一較佳實施例所製得之植物性機能成份測試其抗氧化能力、抑制酪胺酸酶生成能力、總醣含量，以及總多酚含量。

第一實驗例：

將第一較佳實施例中所提供之方法，自不同花色的蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液，並利用Arnao等人所提出之方法，測定各花色蓮花胎座中所取得含有植物性機能成份之提取液的總抗氧化能力。Arnao等人研究指出抗氧化能力之測定可利用2,2'-連氮基-雙-(3-乙基苯并二氫噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid)，ABTS)與過氧化酶(preoxidase)進行氧化反應，藉以形成安定藍綠色之陽離子自由基；而待測樣本的抗氧化能力則是以其清除經由上述反應所生成的安定藍綠色之陽離子自由基之多寡為表示。由於此陽離子自由基在734nm波長下有強烈吸收波峰。因此利用公式：清除率(%)=[1-(樣品734nm吸光值/控制組734nm吸光值)]×100%

可得到計算出清除效應百分率。亦即，當吸光值越低，表示樣品清除ABTS自由基之清除能力越強。此外，本實驗例中另以不同濃度的trolox抗氧化劑作為清除ABTS⁺自由基之陽性對照組，並建立標準曲線。trolox為水溶性維他命E的類似物，故trolox可作為抗氧化劑，且具有預防與保護皮膚免受紫外線輻射傷害的作用。

試驗結果如第2圖所示，不同花色蓮花胎座植物生物素之提取液，對清除ABTS⁺自由基之清除能力皆接近90%，且經標準曲線換算，0.36mM的trolox其抗氧化能力為95%。因此，經由第一較佳實施例中所提供之方法，自不同花色的蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份，具有有效清除ABTS⁺自由基之清除能力及良好之抗氧化效果。

第二實驗例：

本第二實驗例係利用不同花色蓮花提取液對酪胺酸酶(trosinase)抑制能力，乃透過多巴色素(dopachrome)來測定，其係為從酪胺酸(tyrosine)生合成黑色素(melanin)過程中的一個中間產物，以評估對抑制黑色素合成的效果。將第一較佳實施例中所提供之方法，自不同花色的蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液，並利用黃等人於1996年所提出之方法，測定各花色蓮花胎座中所取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液的酪胺酸酶抑制能力；由於酪胺酸酶在黑色素合成中，扮演著速率限制酵素角色，故利用分解反應，可藉由測定於475nm波長下的吸光值來計算酪胺酸酶抑制能力。當吸光值愈大，表示黑色素的形成被抑制程度愈大。本實驗係依總吸光度方法進行測定。

首先，準備4支樣品瓶分別為A_t、A₁、A_b及A₀，(1)在4支樣品分別加入0.9ml的緩衝溶液，(2)在4支樣品分別加入1ml酪胺酸水溶液；(3)在A_t及A₁加入1ml受測檢品，(4)在A_b及A₀加入1ml去離子水，(5)置於37℃水浴槽中作用10min後，(6)在A₁及A₀加入1ml緩衝溶液，(7) 在A_t及A_b加入0.1ml，濃度為350units/ml的酪胺酸酶水溶液，將上述溶液混合均勻。(8)於37℃水浴槽中反應25min後，(9)利用光譜儀測定波長475nm的吸光值。受測檢品是由第一較佳實施例中所提供之方法自不同花色的蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液、以同體積之市售麴酸(kojic acid，1mg/ml)及熊果苷(arbutin，1mg/ml)溶液，其中市售麴酸及熊果苷溶液係作為酪胺酸酶抑制劑之指標化合物(陽性對照組)。

酪胺酸酶抑制率的計算，係利用下列公式計算，抑制率(%)={[(A_b-A₀)-(A_t-A₁)]/(A_b-A₀)}x100%

上述代號說明如下：A_t：待測樣本總吸光度，代表黑色素合成中加入受測檢品後多巴色素吸收度

A₁：無酪胺酸酶空白對照組之吸光度，代表受測檢品的吸收度

A_b：無待測樣本空白對照組織吸光度，代表黑色素生合成中多巴色素吸收度

A₀：總空白對照組之吸光度，代表溶媒本身的吸收光度

測定結果如第3圖所示，其中黃花對酪胺酸酶抑制能力最佳，甚至較陽性對照組熊果苷(1mg/ml)抑制能力更佳，其次是粉紅、紫紅及藍花。故經由第一較佳實施例中所提供之方法，自不同花色的蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份，具有有效抑制酪胺酸酶生成之效果。

第三實驗例：

由第一較佳實施例中所提供之方法，自不同花色的蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液，並利用phenol-sulforic法(Dubois et al.,1956)進行分析。phenol-sulforic法係由於五碳糖和六碳糖在酸性、高溫下皆會因脫水分解而形成喃甲醛，而喃甲醛會進一步和苯酚反應而呈現橘色，因此本第三實驗例係利用此原理，以測定自不同花色的蓮花胎座中所取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液的總醣含量，並以葡萄糖溶液製作標準曲線(y=0.291x-0.1724，R²=0.99)，將測定值換算成相對應的濃度，即可求得樣品溶液之多醣濃度。

本實驗之測定結果如第4圖所示，可發現自不同花色的蓮花胎座中所取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液的總醣含量，其中自黃花蓮花胎座中所取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液的總醣含量相當於5.6mg/ml葡萄糖，自藍花蓮花胎座中所取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液的總醣含量相當於3.81mg/ml葡萄糖，自粉紅花蓮花胎座中所取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液的總醣含量相當於3.92mg/ml葡萄糖，自紫紅花蓮花胎座中所取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液的總醣含量相當於4.35mg/ml葡萄糖。就結果而言，係以黃花蓮花胎座中所取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液的總醣含量為最多，而理論上不同花色之蓮花胎座中所取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液的總醣含量亦有所差異。因此，可得知經由第一較佳實施例中所提供之方法，自不同花色的蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份，具有多醣成份。

第四實驗例：

利用第一較佳實施例中所提供之方法，自不同花色的蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液，並利用Singleton等人於1965年所提出之方法，藉由比色分析法，以酚類指示劑(Folin and Ciocalteu’s phenol reagent)檢測樣品中酚類化合物的含量。若待測樣品中含有酚類化合物，則會與酚類指示劑反應呈色，其呈色反應之程度可利用光譜儀測量其於波長760nm之吸光值；並以配置不同已知濃度之沒食子酸(gallic acid)與酚類指示劑反應作為標準品並製作檢量線，檢測待測樣本與酚類指示劑反應後之吸光值，對應檢量線則可測得其酚類化合物的含量。

因此，本實驗利用上述原理測定自不同花色的蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液中的總多酚含量，並以含沒食子酸溶液製作標準曲線(y=0.2705x-0.4349，R²=0.99)，即可算出含沒食子酸之相對量。

本實驗之結果如第5圖所示。由圖中可發現，黃花蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液中的總多酚含量相當於0.67mg/ml沒食子酸，藍花蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液中的總多酚含量相當於1.45mg/ml沒食子酸，粉紅花蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液中的總多酚含量相當於2.95mg/ml沒食子酸，紫紅花蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液中的總多酚含量相當於0.81mg/ml沒食子酸。就結果而言，紫紅花蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份之提取液中的總多酚含量較其它花色為高，而花色之差異亦會影響酚類化合物含量。因此，可得知經由第一較佳實施例中所提供之方法，自不同花色的蓮花胎座中取得含有植物生物素及其植物性機能成份，具有多酚成份。

第四實驗例：

本實驗例係採取不同花色(黃色、粉紅、粉紫及藍色)蓮花各取20朵，測其花朵重量(花朵總重量/數量)、胎座重量(胎座總重量/數量)，且經由第一較佳實施例所述之方法以取得含有植物生物素及其植物性機能成份之後，測定其植物生物素之pH值，並計算植物生物素萃取率(植物生物素總重量/胎座總重量×100%)。結果如表一所示：

以上所述僅為本發明之較佳實施例及實驗例，並非用以限定本發明之申請專利權利；同時以上的描述，對於熟知本技術領域之專門人士應可明瞭及實施，因此其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在申請專利範圍中。

(a)、(b)、(c)、(d)、(e)‧‧‧步驟

第1圖為一流程圖，係根據本發明提供之第一較佳實施例，為從雙子葉植物胎座中萃取出植物生物素及其植物性機能成份之方法。

第2圖為根據本發明第一實驗例中所提取之不同花色蓮花胎座植物生物素及其植物性機能成份之提取液之總抗氧化能力。

第3圖為根據本發明第二實驗例中所提取之不同花色蓮花胎座植物生物素及其植物性機能成份之提取液之抑制酪胺酸酶能力。

第4圖為根據本發明第三實驗例中所提取之不同花色蓮花胎座植物生物素及其植物性機能成份之提取液之總醣含量。

第5圖為根據本發明第四實驗例中所提取之不同花色蓮花胎座植物生物素及其植物性機能成份之提取液之總多酚含量。

第6A、6B、6C圖所示為一雙子葉植物胎座。

(a)、(b)、(c)、(d)、(e)‧‧‧步驟

Claims

一種從一雙子葉植物胎座中萃取出一植物生物素及其植物性機能成份之方法，係包含以下步驟：(a)以一機械方式破碎該雙子葉植物胎座，得出一雙子葉植物胎座破碎物；(b)以一逆境方式處理由步驟(a)所得之該雙子葉植物胎座破碎物，其中，該逆境方式至少包含：於該雙子葉植物胎座破碎物中添加氯化鈉使其達到一定量濃度，且於40℃至100℃溫度範圍中加熱至多90分鐘，藉此，以取得一雙子葉植物胎座前萃取物；(c)將步驟(b)所得之該雙子葉植物胎座前萃取物進行一生物轉換方式處理，該生物轉換方式係包含：於無菌環境中以天然發酵方式培養24至48小時，誘導植物細胞轉化，之後，取得其培養液，藉此，以取得一植物胎座粗萃取物；(d)將步驟(c)所得之該雙子葉植物胎座粗萃取物施以一分離方式處理後，取得一濾液；以及(e)將由步驟(d)所得之該濾液進行一乾燥處理，藉此以取得該植物生物素及其植物性機能成份。
依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該雙子葉植物為睡蓮屬或蓮屬。
依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，於該雙子葉植物胎座破碎物中添加氯化鈉使其達到之該定量濃度為重量百分比0.02%到20%。
依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該分離方式係將該雙子葉植物胎座粗萃取物經一震動裝置在持續立體震盪時，過濾處理。
依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該分離方式係將該雙子葉植物胎座粗萃取物經一離心處理。
依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該乾燥處理係選自熱風乾燥、冷風乾燥、噴霧乾燥、冷凍乾燥及減壓乾燥所組成之群組。