TWI700363B - 植物發酵物及其用於肺部保健及抗氧化的用途 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種植物發酵物及其用於肺部保健及抗氧化的用途。

Description

植物發酵物及其用於肺部保健及抗氧化的用途
本發明是有關於一種植物發酵物及其用於護肺及抗氧化的用途。
肺損傷，主要指肺組織的損傷，包括：胸部嚴重外傷、吸入對肺有害的物質(例如有毒氣體、胃內容物及海水)、嚴重的肺部感染等各種致傷因素所造成的肺組織損傷，導致肺臟結構完整性的破壞或功能障礙。
此外，近年來空氣汙染越來越嚴重，當天空霧茫茫的時候，常常就是空氣中含有大量粉塵的時候，粉塵可分為大顆粒及極細微顆粒等不同級別，當吸入粉塵時會有兩種結果，大的可以隨著咳痰而被帶出體外。而極細懸浮微粒PM2.5就是過敏原的一種，只是這種過敏原比花粉塵蟎更小，會被呼吸道吞噬細胞所吞噬，在呼吸道沉積下來藉由身體的循環分布到全身，也就是說細小的PM2.5的粉塵要藉由身體排出來，幾乎不可能。PM2.5可以穿過肺泡，帶著毒素循環全身，到處刺激血管壁，容易產生血栓，增加心肺疾病死亡的風險，當身體循環出現氣血瘀滯，連帶著也有可能造成腦部的血管病變引起失智症。此外，PM2.5微粒往往負載金屬元素、硝酸鹽與硫酸鹽等物質，進入體內後誘發大量自由基的生成，造成身體處於發炎的狀態而引起疾病。因此，本領域的研究人員開始積極研發可以護肺的醫藥品，保護人體健康需求。
然而，目前所使用的護肺醫藥品大多由化學成分所製成，長期使用不但對人體健康有害無益，且這些產品往往價格昂貴，並非為一般使用者 所能負擔。為了解決上述問題，本領域的技術人員亟需研發出具有護肺及抗氧化功效之新穎醫藥品以造福有此需求的廣大族群。
有鑑於此，本發明之目的為提供一種植物發酵物，係藉由一包含下列步驟之方法而製得：(a)以水萃取一由白茅根(Imperatae Rhizoma)、玉竹(Polygonatum odoratum)及膨大海(Sterculia lychnophora)所構成的組合，而得到一植物萃取物；以及(b)將該植物萃取物與啤酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)、胚芽乳酸菌(Lactobacillus plantarum)及醋酸菌(Acetobacter aceti)依序進行發酵，而得到該植物發酵物。
在本發明的一實施例中，該啤酒酵母菌與該胚芽乳酸菌之發酵時間為1至5天，及該醋酸菌之發酵時間為3至8天。
在本發明的一實施例中，該植物發酵物的有效濃度為至少0.0625%(v/v)。
在本發明的一實施例中，該啤酒酵母菌的濃度介於0.01~0.5%(v/v)，該胚芽乳酸菌的濃度介於0.01~0.25%(v/v)，及該醋酸菌的濃度介於1~20%(v/v)。
在本發明的一實施例中，該白茅根、該玉竹及該膨大海的體積比例介於1~5：1：40~60。
本發明之另一目的為提供一種植物發酵物用於製備一護肺及抗氧化之組成物的用途，其中該植物發酵物係藉由一包含下列步驟之方法而製得：(a)以水萃取一由白茅根(Imperatae Rhizoma)、玉竹(Polygonatum odoratum)及膨大海(Sterculia lychnophora)所構成的組合，而得到一植物萃取物；以及(b)將該植物萃取物與啤酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)、胚芽乳酸菌(Lactobacillus plantarum)及醋酸菌(Acetobacter aceti)依序進行發酵，而得到該植物發酵物。
在本發明的一實施例中，該啤酒酵母菌與該胚芽乳酸菌之發酵時間為1至5天，及該醋酸菌之發酵時間為3至8天。
在本發明的一實施例中，該植物發酵物的有效濃度為至少0.0625%(v/v)。
在本發明的一實施例中，該啤酒酵母菌的濃度介於0.01~0.5%(v/v)，該胚芽乳酸菌的濃度介於0.01~0.25%(v/v)，及該醋酸菌的濃度介於1~20%(v/v)。
在本發明的一實施例中，該白茅根、該玉竹及該膨大海的體積比例介於1~5：1：40~60。
在本發明的一實施例中，該組成物是呈一醫藥品或一食品產品的形式。
在本發明的一實施例中，該植物發酵物是增加巨噬細胞吞噬懸浮粒子的能力。
綜上所述，本發明植物發酵物之功效在於：可藉由清除自由基達到抗氧化之功效，及藉由增加巨噬細胞吞噬懸浮粒子的能力，調理經絡中的整條肺經，包含肺臟、氣管到咽喉，達到清除髒空氣及護肺之功效。
以下將進一步說明本發明的實施方式，下述所列舉的實施例係用以闡明本發明，並非用以限定本發明之範圍，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
圖1是本發明植物發酵物的總多酚含量檢測之數據圖。
圖2是本發明植物發酵物的總黃酮含量檢測之數據圖。
圖3是本發明植物發酵物在護肺上的功效之數據圖。
圖4是本發明植物發酵物在護肺上的功效之影像圖。
定義
本文中所使用數值為近似值，所有實驗數據皆表示在20%的範圍內，較佳為在10%的範圍內，最佳為在5%的範圍內。
使用Excel軟體進行統計分析。數據以平均值±標準差(SD)表示，個此之間的差異以學生t檢驗(student's t-test)分析。
依據本發明，白茅根(Imperatae Rhizoma)是禾本科(Gramineae)植物白茅Imperata cylindrica Beauv.var.major(Nees)C.E.Hubb.的乾燥根莖。白茅根具有涼血止血及清熱利尿的功效。
依據本發明，玉竹(Polygonatum odoratum)是假葉樹科(Ruscaceae)黃精屬(Polygonatum)植物，多年生草本，地下具有竹鞭狀肉質根狀莖；橢圓形葉子互生，帶革質；初夏開綠白色鍾狀花，花腋生，花柄常作兩分叉，頂端各生一花，下垂；暗藍色球形漿果，結果一般在8、9月份。玉竹能夠幫助消除胰島素抵抗，修復胰島細胞，增加胰島素的敏感性，進而調節血糖水平。
依據本發明，膨大海(Sterculia lychnophora)是梧桐科(Sterculiaceae)蘋婆屬(Sterculia)的落葉喬木，生長於越南、印度、馬來西亞等地。橢圓狀披針形的單葉互生，葉片革質，長10~20cm，寬6~12cm，全緣或前端3淺裂。圓錐花序頂生或腋生，花雜性同株；花萼鍾狀，深裂。船形的骨朵果1~5個，著生於果梗，長可達24cm。種子橢圓形至倒卵形，深褐色，種皮脆而薄，浸水後膨大成海綿狀，內含豐富的黏液質。膨大海主治清熱潤肺、利咽解毒及潤腸通便。
依據本發明，有關發酵培養的操作程序與參數條件等是落在熟習此項技術之人士的專業素養與例行技術範疇內。
如本文中所使用的，用語「啤酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)」、「胚芽乳酸菌(Lactobacillus plantarum)」以及「醋酸菌(Acetobacter aceti)」分別意欲涵蓋那些為熟習此項技術人士可易於獲得的啤酒酵母菌、胚芽乳酸菌以及醋酸菌(例如，可購自於國內或國外寄存機構者)，或者利用本技藝中所慣用的微生物分離方法而從天然來源中所分離純化出的啤酒酵母菌、胚芽乳酸菌以及醋酸菌菌株。
依據本發明，醫藥品可利用熟習此技藝者所詳知的技術而被製造成一適合於非經腸道地(parenterally)或口服地(orally)投藥的劑型(dosage form)，這包括，但不限於：注射品(injection)[例如，無菌的水性溶液(sterile aqueous solution)或分散液(dispersion)]、無菌的粉末(sterile powder)、錠劑(tablet)、片劑(troche)、口含錠(lozenge)、丸劑(pill)、膠囊(capsule)、分散性粉末(dispersible powder)或細顆粒(granule)、溶液、懸浮液(suspension)、乳劑(emulsion)、糖漿(syrup)、酏劑(elixir)、濃漿(slurry)以及類似之物。
依據本發明的醫藥品可以一選自於由下列所構成的群組中的非經腸道途徑(parenteral routes)來投藥：腹膜內注射(intraperitoneal injection)、皮下注射(subcutaneous injection)、肌肉內注射(intramuscular injection)以及靜脈內注射(intravenous injection)。
依據本發明的醫藥品可包含有一被廣泛地使用於藥物製造技術之醫藥上可接受的載劑(pharmaceutically acceptable carrier)。例如，該醫藥上可接受的載劑可包含一或多種選自於由下列所構成之群組中的試劑：溶劑(solvent)、乳化劑(emulsifier)、懸浮劑(suspending agent)、分解劑(decomposer)、黏結劑(binding agent)、賦形劑(excipient)、安定劑(stabilizing agent)、螯合劑(chelating agent)、稀釋劑(diluent)、膠凝劑(gelling agent)、防腐劑(preservative)、潤滑劑(lubricant)、吸收延遲劑(absorption delaying agent)、脂質體(liposome)以及類似之物。有關這些試劑的選用與數量是落在熟習此項技術之人士的專業素養與例行技術範疇內。
依據本發明，該醫藥上可接受的載劑包含有一選自於由下列所構成之群組中的溶劑：水、生理鹽水(normal saline)、磷酸鹽緩衝生理鹽水(phosphate buffered saline,PBS)、含糖溶液、含有醇的水性溶液(aqueous solution containing alcohol)，以及它們的組合。
依據本發明，食品產品可被當作食品添加物(food additive)，藉由習知方法於原料製備時添加，或是於食品的製作過程中添加，而與任一種可食性材料配製成供人類與非人類動物攝食的食品產品。
依據本發明，食品產品的種類包括但不限於：飲料(beverages)、發酵食品(fermented foods)、烘培產品(bakery products)、健康食品(health foods)以及膳食補充品(dietary supplements)。
實施例1. 植物發酵物的製備
首先，將來自中國的白茅根(Imperatae Rhizoma)、玉竹(Polygonatum odoratum)及膨大海(Sterculia lychnophora)以1~5：1：40~60的體積比例與水混合，並在50℃~100℃下分別滅菌萃取0.5~3小時，得到一植物萃取物。將該植物萃取物冷卻至室溫供後續三段式發酵使用。三段式發酵係為把植物萃取物依序接種0.01~0.5%(v/v)啤酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)BCRC 20271與0.01~0.25%(v/v)胚芽乳酸菌(Lactobacillus plantarum)TCI028(BCRC 910805)發酵1~5天後；接種1~20%(v/v)醋酸菌(Acetobacter aceti)BCRC 11688(以上菌株皆是購自於台灣的食品工業發展研究所(Food Industry Research and Development Institute,FIRDI)的生物資源保存及研究中心(Biosource Collection and Research Center,BCRC))發酵3~8天。之後，於45℃~70℃下減壓濃縮，並以200~400網目(mesh)的網篩過濾。接著，添加40~70%異麥芽寡糖後滅菌，得到植物發酵物。
實施例2. 植物發酵物的總多酚及總黃酮含量檢測
首先，製備標準溶液，將10g的沒食子酸(gallic acid)溶於水中並添加10mL的體積至量瓶中。接著，分別配製0μL/mL、20μL/mL、40μL/mL、60μL/mL、80μL/mL及100μL/mL的標準溶液，接而取100μL的各個標準溶液至具有10mL體積的離心管。之後，添加500μL的佛蕭酚試劑(Folin-Ciocalteu’s phenol reagent)、混合並直立放置3分鐘，接而添加400μL的7.5%碳酸鈉(sodiμM carbonate)、混合並直立放置30分鐘。接著，將200μL的各個反應溶液轉移至96-孔盤中，於750nm下測量吸光值。
另外，將實施例1所得到的植物發酵物作為實驗組，將植物萃取物作為比較組。將實驗組及比較組分別以水予以稀釋並取100mL的體積至微量離心管中。之後，添加500μL的佛蕭酚試劑、混合並直立放置3分鐘，接而添加400μL的7.5%碳酸鈉、混合並直立放置30分鐘。接著，將200μL的各組反應溶液轉移至96-孔盤中，於750nm下測量吸光值。總多酚含量的結果顯示於圖1。
圖1是本發明植物發酵物的總多酚含量檢測之數據圖。由圖1可見，與比較組相較之下，實驗組的總多酚含量有顯著的提升(提升2.1倍)。本實施例的結果顯示，本發明植物發酵物會大量釋出總多酚。
另外，總黃酮含量檢測的實驗流程如下：檢測總黃酮含量以芸香素(rutin)(ChromaDex ASB-00018440)當量作為總黃酮相對含量的表示。準備材料包含有10%硝酸鋁(Aluminum nitrat)(水溶液)(Alfa Aesar 12360)、5%檸檬酸鈉(sodium nitrite)(水溶液)(Sigma 31443)、4%氫氧化鈉(sodium hydroxide)(水溶液)(Macron 7708-10)及200μg/mL芸香素(甲醇溶液)。
取上述芸香素標準液0、200μL、400μL、600μL、800μL、1000μL及1200μL分別加入試管中，分別依序加入1200μL、1000μL、800μL、600μL、400μL、200μL及0μL的水，震盪均勻混合；取200μL各濃度之芸香素溶液；分別加入200μL之5%檸檬酸鈉，混合均勻後靜置6分鐘；加入200μL之10%硝酸鋁，混合均勻後靜置6分鐘；再加入2mL之4%氫氧化鈉混合均勻後，再加入1.4mL H2O混合均勻；取200μL上述反應液於96孔反應盤中，以分光光度計於500nm偵測吸光值，並繪製標準曲線。
將實施例1所得到的植物發酵物作為實驗組，將植物萃取物作為比較組。實驗組或比較組經適當之稀釋後，取200μL之實驗組或比較組樣品置於試管中；加入200μL 5%檸檬酸鈉，混合均勻後靜置6分鐘；加入200μL 10%硝酸鋁，混合均勻後靜置6分鐘；加入2mL 4%氫氧化鈉混合均勻後，再加入1.4mL H2O混合均勻；取200μL上述反應液於96孔反應盤中，以分光光度計於500nm偵測吸光值。總黃酮含量的結果顯示於圖2。
圖2是本發明植物發酵物的總黃酮含量檢測之數據圖。由圖2可見，與比較組相較之下，實驗組的總黃酮含量有顯著的提升(提升1.4倍)。本實施例的結果顯示，本發明植物發酵物會大量釋出總黃酮。而多酚及黃酮具有清除自由基、抗氧化之能力，因此本發明植物發酵物被證實具有抗氧化之功效。
實施例3. 植物發酵物在護肺上的效用評估
首先，將人類單核球細胞(human monocytic cell)THP-1(對應於ATCC,TIB202)培養於RPMI-1640培養基(Gibco)(添加有10%胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)(Gibco)、0.05mM 2-巰基乙醇(2-mercaptoethanol)、100units/mL青黴素(penicillin)及100μg/mL鏈黴素(streptomycin))中。於6孔培養盤(GeneDireX)的每孔中加入培養基，使每孔具有5 x 105個THP-1細胞。接著，添加具有佛波醇-12-十四烷醯-13-乙酸酯(phorbol 12-myristate 13-acetate,PMA,Sigma)的分化培養基並於37℃及5% CO2的培養條件下培養48小時。之後，更換新鮮培養基並再培養48小時。
另外，製備單方的植物發酵物(包括單一的白茅根發酵物、單一的玉竹發酵物及單一的膨大海發酵物)作為比較組的分析樣品，製備方式參照上面實施例1的流程來進行，不同之處在於：以單方的白茅根、玉竹及膨大海來取代由白茅根、玉竹及膨大海所構成的組合。
之後，將THP-1細胞分成5組，其中包括1個實驗組、3個比較組(亦即比較組1~3)及1個對照組。將0.0625%(v/v)依據上面實施例1的植物發酵物添加至實驗組的細胞中，將0.0625%(v/v)白茅根發酵物添加至比較組1的細胞中，將0.0625%(v/v)玉竹發酵物添加至比較組2的細胞中，及將0.0625%(v/v)膨大海發酵物添加至比較組3的細胞中。至於對照組的細胞則不做任何處理。
各組細胞在37℃及5% CO2的培養條件下進行培養24小時後，添加0.5%螢光粒子(黃色、高強度、1% w/w,1.7~2.2μm)(Spheroteth)並反應4小時。之後，移除培養基並以1X PBS(Gibco)清洗3次，然後以螢光顯微鏡(ZEISS)及相機進行觀察。接著，利用流式細胞儀(Beckman Coulter)透過FL1光電倍增管(FL1 photomultiplier)(具有發射波長515~545nm)偵測來自巨噬細胞的螢光訊號。本實施例的結果顯示於圖3及圖4。
圖3是本發明植物發酵物在護肺上的功效之數據圖。圖4是本發明植物發酵物在護肺上的功效之影像圖。由圖3及圖4可見，與對照組及比較組1~3相較之下，實驗組的巨噬細胞吞噬能力有顯著的提升。其中，與對照組比較，實驗組可提升20%巨噬細胞吞噬能力。本實施例的結果顯示，本發明植物發酵物具有提升巨噬細胞吞噬的功效，可增加巨噬細胞吞噬懸浮粒子的能力，避免因空氣汙染導致肺部疾病發生，達到肺部保健及護肺之功效。
綜上所述，本發明植物發酵物具有清除自由基及抗氧化之功效，並藉由增加巨噬細胞吞噬懸浮粒子的能力，調理五行經絡中的整條肺經，包含肺臟、氣管到咽喉，達到清除髒空氣及護肺之功效。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

Claims (12)

  1. 一種植物發酵物，係藉由一包含下列步驟之方法而製得：(a)以水萃取一由白茅根(Imperatae Rhizoma)、玉竹(Polygonatum odoratum)及膨大海(Sterculia lychnophora)所構成的組合，而得到一植物萃取物；以及(b)將該植物萃取物與啤酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)、胚芽乳酸菌(Lactobacillus plantarum)及醋酸菌(Acetobacter aceti)依序進行發酵，而得到該植物發酵物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的植物發酵物，其中該啤酒酵母菌與該胚芽乳酸菌之發酵時間為1至5天，及該醋酸菌之發酵時間為3至8天。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的植物發酵物，其有效濃度為至少0.0625%(v/v)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的植物發酵物，其中該啤酒酵母菌的濃度介於0.01~0.5%(v/v)，該胚芽乳酸菌的濃度介於0.01~0.25%(v/v)，及該醋酸菌的濃度介於1~20%(v/v)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的植物發酵物，其中該白茅根、該玉竹及該膨大海的體積比例介於1~5：1：40~60。
  6. 一種植物發酵物用於製備一肺部保健及抗氧化之組成物的用途，其中該植物發酵物係藉由一包含下列步驟之方法而製得：(a)以水萃取一由白茅根(Imperatae Rhizoma)、玉竹(Polygonatum odoratum)及膨大海(Sterculia lychnophora)所構成的組合，而得到一植物萃取物；以及(b)將該植物萃取物與啤酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)、胚芽乳酸菌(Lactobacillus plantarum)及醋酸菌(Acetobacter aceti)依序進行發酵，而得到該植物發酵物；其中該植物發酵物是藉由提升巨噬細胞吞噬的能力達成肺部保健的功效。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的用途，其中該啤酒酵母菌與該胚芽乳酸菌之發酵時間為1至5天，及該醋酸菌之發酵時間為3至8天。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的用途，其中該植物發酵物的有效濃度為至少0.0625%(v/v)。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的用途，其中該啤酒酵母菌的濃度介於0.01~0.5%(v/v)，該胚芽乳酸菌的濃度介於0.01~0.25%(v/v)，及該醋酸菌的濃度介於1~20%(v/v)。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的用途，其中該白茅根、該玉竹及該膨大海的體積比例介於1~5：1：40~60。
  11. 如申請專利範圍第6項所述的用途，其中該組成物是呈一醫藥品的形式。
  12. 如申請專利範圍第6項所述的用途，其中該組成物是呈一食品產品的形式。
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