CN117959352A - 一种温湿共激发协同提高余甘子中没食子酸含量的方法和应用 - Google Patents
一种温湿共激发协同提高余甘子中没食子酸含量的方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于药物技术领域,公开了一种温湿共激发协同提高余甘子中没食子酸含量的方法和应用,所述方法包括如下步骤:余甘子原料选取、清洗、筛选、切片、水分含量调控、温湿共激发技术处理、抽真空包装储存。本发明方法采用温湿共激发技术炮制后的余甘子中没食子酸含量从4.41mg/g提高到约100mg/g,增加20倍以上,显著高于《中国药典》要求不得少于1.2%(即12mg/g),为余甘子经济价值赋能提供理论依据和技术支撑。本发明方法基于温湿共激发原理,能够高效提高余甘子中的鞣酸向没食子酸的转化,相比传统炮制时间缩短了7‑10倍,在缩短炮制时间的同时显著提高有效成分没食子酸的含量。
Description
技术领域
本发明属于药物技术领域,涉及食药同源物的加工,尤其是一种温湿共激发协同提高余甘子中没食子酸含量的方法和应用。
背景技术
余甘子是一种药食同源的水果,富含黄酮、酚酸、鞣质和生物碱等活性物质,具有良好的抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗菌、护肝、免疫调节和预防糖尿病等多种功效。诃子林糅酸(chebulinic acid)、鞣花酸(ellagic acid)、3-乙基没食子酸(3-ethoxy-gallic acid)、诃子糅酸(chebulagic acid)、没食子酸(gallic acid,GA)等是余甘子中主要的活性成分,其中诃子酸、鞣花酸、3-乙基没食子酸等是没食子酸单体的多聚物以及具有鞣性的没食子酸与多元醇结合形成的没食子单宁,其中没食子酸、单宁酸及五没食子酸酰基葡萄糖的结构式如下:
余甘子富含没食子酸和许多已知的药用植物化学物质和鞣酸。余甘子在体外具有抑制肝脂肪变性和肝纤维化的活性;体内实验也证明没食子酸可以改善高脂饮食诱导的血脂异常、肝脂肪变性和氧化应激。没食子酸除了具有抗炎、抗氧化作用,可以抑制结肠癌细胞的转移和增殖,还可以保护肝脏免受四氯化碳毒性损伤,是一种药用价值很高的化合物。
基于《中国药典》2020年版及各版各地方中药饮片炮制规范要求,余甘子现代炮制方法以“除去杂质,干燥”为主,仅对炮制后的余甘子中GA含量做了约束,不得少于1.2%(即12mg/g,以炮制后重量百分比计)。对炮制工艺无明确规定。
常用余甘子的干燥方式主要有晒干、阴干、热风干燥、真空冷冻干燥等传统工艺,以及微波、远红外、惰性粒子流化床等新型干燥方式。利用自然阳光进行干燥,设备简单,成本低;但受天气条件限制,需要长时间的日照,易受到尘土和污染物的污染,且食品中的营养成分易流失。阴干不受天气条件限制,可以在室内进行,设备简单,成本低;但干燥速度慢,时间长,易导致食品发霉变质,营养成分流失。以上两种干燥方式皆存在微生物及昆虫浸染风险。热风干燥和烘干较少受天气、气候等自然因素影响,便于根据不同药效特性控制干燥温度,能够杀死部分细菌和微生物,提高食品的卫生质量,其操作简单,生产成本低,耗能较真空冷冻干燥低,适合工业化规模化生产,同时会导致部分营养物质被分解。微波、远红外和惰性粒子流化床等新型干燥方式均存在设备要求高、生产成本高等问题,还未被大规模的广泛应用。以上方法都对提高产物中目标化合物没食子酸的提取效率较低。
综上,现有技术中存在如下技术问题:
首先,传统炮制工艺主要是日晒干燥。传统炮制的余甘子存在GA含量不足(0.3-1.1%,重量百分比),低于药品质量标准(1.2%,重量百分比)的风险。其次,日晒干燥至水分含量13%以下,一般需要7-10天(晴天),如果遇到阴雨天气,往往无法干燥且伴随腐烂和霉变。因此,传统炮制工艺技术水平低,加工周期长,品控难,部分创新方法存在成本偏高,难以产业化推广应用。
通过检索,发现如下几篇与本发明专利申请相关的专利公开文献:
对比专利1:
针对上述提出的传统炮制工艺下处理的余甘子存在没食子酸含量不足,低于药品质量标准风险的问题,中国专利文献CN108936705A公开了一种余甘子精深加工方法及余甘子去核装置(公开日期2018年12月7日),将晒干的余甘子粉调配成固态培养基,灭菌后接种米曲霉、黑曲霉、米根霉、毛霉中的一种或者其中的任意组合进行发酵培养15天,发酵结束后低温干燥得到成品。
问题:(1)发酵方式所需前期投入大,成本高,技术难度大,每批次时间成本高,对于大批量的高没食子酸含量的余甘子生产存在限制;(2)该方法发酵结束后,直接低温干燥处理,无灭菌操作,其中霉菌本身及其孢子仍存有活性,对后期利用其生产的余甘子进行产品开发会造成前期处理成本高的不利影响;(3)霉菌发酵产生的代谢产物真菌毒素可能会引起中枢神经***中毒,从而使人体出现抽搐、眩晕、肌麻痹、惊厥等表现,在后续食品加工中也会提高生产成本。
对比专利2:
针对上述提出的炮制工艺技术水平低,品控难的问题,中国专利文献CN102274270A公开了一种中药余甘子的加工工艺(公开日期为2011年12月14日),采用真空冷冻干燥的方法生产余甘子果片,每批次生产周期约为24~28h,能较大限度地保留余甘子的药用成分及干燥物品质。
问题:现有研究表明,真空冷冻干燥能有效保留余甘子的各种营养成分,但对于提高余甘子有效药用成分即没食子酸含量方面无显著效果。
新鲜余甘子中没食子酸含量较低,工业化分离纯化生产没食子酸成本高、经济价值低。《中国药典》2020年版以及各省市炮制规范中缺少余甘子炮制工艺参数(余甘子的鲜干、炮制辅料、炮制时间等),会造成饮片品质差异较大,影响临床有效性的发挥。因此,确立合理、规范、可控的余甘子炮制工艺及工艺参数,缩短炮制时间,提高没食子酸释放效率是目前首要要解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处,提供一种温湿共激发协同提高余甘子中没食子酸含量的方法和应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种温湿共激发协同提高余甘子中没食子酸含量的方法,所述方法包括如下步骤:
余甘子原料选取、清洗、筛选、切片、水分含量调控、温湿共激发技术处理、抽真空包装储存;
其中,所述温湿共激发技术处理的具体处理步骤如下:
①水分含量调控:将余甘子片进行装盘,装盘重量为10~11kg/m2,厚度为1.5~2.5cm,在-20℃~-80℃冰柜进行预冻1.5~2.5h;抽真空至***绝对压力为60~70Pa,开始加热升温至40℃~70℃,升华干燥13~20小时;保持物料温度在25~45℃,调控余甘子片水分含量为8%~40%后出料;
②烘干:将水分含量为8%~40%的余甘子片进行装盘,装盘重量为12~15kg/m2,厚度为1~2cm,控制烘干温度在80~130℃,烘干环境湿度在8%~40%,烘干时间为2~8h。
进一步地,在-20℃~-40℃冰柜进行预冻1.5~2.5h。
进一步地,具体步骤如下:
(1)选果:选取直径2.5~4cm的新鲜、无腐烂、无虫害、无霉点的九成熟的余甘子果实;
(2)清洗:采用流动水清洗掉果实表面果叶和尘土后沥干;
(3)筛选:清洗后再次筛选,去除经清洗后发现的有霉点或腐点的余甘子果实;
(4)切片:将余甘子切成厚2~6mm的月牙形薄片;
(5)温湿共激发技术处理。
进一步地,具体步骤如下:
(1)选果:选取直径2.5~4cm的新鲜、无腐烂、无虫害、无霉点的九成熟的余甘子果实;
(2)清洗:采用流动水清洗掉果实表面果叶和尘土后沥干;
(3)筛选:清洗后再次筛选,去除经清洗后发现的有霉点或腐点的余甘子果实;
(4)切片:将余甘子切成厚2~6mm的月牙形薄片;
(5)温湿共激发技术处理,具体处理步骤如下:
①水分含量调控:将余甘子片进行装盘,装盘重量为10~11kg/m2,厚度为1.5~2.5cm,在-80℃冰柜进行预冻1.5~2.5h;抽真空至***绝对压力为60~70Pa,开始加热升温至40℃~70℃,升华干燥13~20h;保持物料温度在25~45℃,调控余甘子片水分含量为8%~40%后出料;
②烘干:将水分含量为8%~40%的余甘子片进行装盘,装盘重量为12~15kg/m2,厚度为1~2cm,控制烘干温度在80~130℃,烘干环境湿度(RH)在8%~40%,烘干时间为2~8h;
(6)抽真空包装储存。
进一步地,所述余甘子为中国云贵高原地区的余甘子。
如上所述的方法在没食子酸制备方面中的应用。
本发明取得的优点和积极效果为:
1、本发明方法采用温湿共激发技术炮制后的余甘子中没食子酸(GA)含量从4.41mg/g提高到约100mg/g,增加20倍以上,显著高于《中国药典》要求的不得少于1.2%(即12mg/g),为余甘子经济价值赋能提供理论依据和技术支撑。本发明方法基于温湿共激发原理,能够高效提高余甘子中的鞣酸向GA的转化,日晒干燥至水分含量低于13%(重量百分比),用时约7-10天,达到相同水分含量下,温湿共激发技术炮制的余甘子用时约24h,时间成本缩短7-10倍,能够在缩短炮制时间的同时显著提高有效成分GA的含量。
2、采用本发明温湿共激发技术炮制的余甘子,余甘子片初始烘干时的水分含量约在8%~40%,烘干环境湿度约为8%~40%,有利于炮制过程中余甘子中GA单体稳定性和鞣质降解。
3、本发明方法的温湿共激发技术完全采用物理方法,通过控制余甘子的烘干环境温度和湿度,以及余甘子片初始烘干时的水分含量,加速余甘子中鞣质(如余甘子中诃子酸、鞣花酸、3-乙基没食子酸等物质)降解,绿色安全的提高余甘子的GA含量,经本技术处理后干制余甘子没食子酸含量倍增,并符合《中国药典》中水分含量要求,降低余甘子中原有微生物的不利影响和后期保藏成本,前期投入小,重复性好,品控简单,适合企业规模化生产。
4、采用本发明的温湿共激发加工技术炮制的余甘子作为加工原料,后续处理成本低,安全性也较高,产品有较高市场竞争力。
5、本发明方法基于温湿共激发分子互作原理,通过调控余甘子片水分含量、烘干环境湿度、烘干温度和烘干时间,促进余甘子中鞣质丹宁酸转化成GA单体,以提高干制余甘子中GA含量。本技术具备简单高效、成本低廉、产率高、安全性高等优点。
6、本发明方法采用温湿共激发技术对干燥的时间、温度、环境湿度等参数进行合理的配置,从而使余甘子的GA含量倍增,活性成分得到最大程度保留。降低了余甘子烘干炮制过程中外源污染物浸染带来的安全风险,提升炮制产品品质和生产效率。
附图说明
图1为本发明中温湿共激发炮制工艺流程图;
图2为本发明中GA标准曲线图;
图3为本发明中冻干后不同干燥时间对余甘子GA含量的影响图;
图4为本发明中不同加工方式对余甘子中GA含量的影响图;
图5为本发明中不同烘干湿度对GA含量的影响图;其中,RH表示烘干环境湿度。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明进一步说明,下述实施例是叙述性的,不是限定性的,不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
具体实施例中所涉及的各种实验操作,均为本领域的常规技术,本文中没有特别注释的部分,本领域的普通技术人员可以参照本发明申请日之前的各种常用工具书、科技文献或相关的说明书、手册等予以实施。
一种温湿共激发协同提高余甘子中没食子酸含量的方法,所述方法包括如下步骤:
余甘子原料选取、清洗、筛选、切片、水分含量调控、温湿共激发技术处理、抽真空包装储存;
其中,所述温湿共激发技术处理的具体处理步骤如下:
①水分含量调控:将余甘子片进行装盘,装盘重量为10~11kg/m2,厚度为1.5~2.5cm,在-20℃~-80℃冰柜进行预冻1.5~2.5h;抽真空至***绝对压力为60~70Pa,开始加热升温至40℃~70℃,升华干燥13~20小时;保持物料温度在25~45℃,调控余甘子片水分含量为8%~40%后出料;
②烘干:将水分含量为8%~40%的余甘子片进行装盘,装盘重量为12~15kg/m2,厚度为1~2cm,控制烘干温度在80~130℃,烘干环境湿度在8%~40%,烘干时间为2~8h。
较优地,在-20℃~-40℃冰柜进行预冻1.5~2.5h。
较优地,具体步骤如下:
(1)选果:选取直径2.5~4cm的新鲜、无腐烂、无虫害、无霉点的九成熟的余甘子果实;
(2)清洗:采用流动水清洗掉果实表面果叶和尘土后沥干;
(3)筛选:清洗后再次筛选,去除经清洗后发现的有霉点或腐点的余甘子果实;
(4)切片:将余甘子切成厚2~6mm的月牙形薄片;
(5)温湿共激发技术处理。
较优地,具体步骤如下:
(1)选果:选取直径2.5~4cm的新鲜、无腐烂、无虫害、无霉点的九成熟的余甘子果实;
(2)清洗:采用流动水清洗掉果实表面果叶和尘土后沥干;
(3)筛选:清洗后再次筛选,去除经清洗后发现的有霉点或腐点的余甘子果实;
(4)切片:将余甘子切成厚2~6mm的月牙形薄片;
(5)温湿共激发技术处理,具体处理步骤如下:
①水分含量调控:将余甘子片进行装盘,装盘重量为10~11kg/m2,厚度为1.5~2.5cm,在-80℃冰柜进行预冻1.5~2.5h;抽真空至***绝对压力为60~70Pa,开始加热升温至40℃~70℃,升华干燥13~20h;保持物料温度在25~45℃,调控余甘子片水分含量为8%~40%后出料;
②烘干:将水分含量为8%~40%的余甘子片进行装盘,装盘重量为12~15kg/m2,厚度为1~2cm,控制烘干温度在80~130℃,烘干环境湿度在8%~40%,烘干时间为2~8h;
(6)抽真空包装储存。
较优地,所述余甘子为中国云贵高原地区的余甘子。
如上所述的方法在余甘子中没食子酸制备方面的应用。
具体地,相关的制备及检测如下:
实施例1
参见图1,选取中国云贵高原地区直径2.5~4cm的新鲜、无腐烂、无虫害、无霉点的九成熟的余甘子果实,采用流动水漂洗,洗去余甘子野果表面的泥土、果叶等,并沥干;清洗后再次筛选,去除经清洗后发现的有霉点或腐点的余甘子果实。之后将余甘子切成厚4mm的月牙形薄片,装盘重量为10kg/m2,厚度为2cm,在-80℃冰柜进行预冻1.5h;抽真空至***绝对压力为60~70Pa,开始加热升温至40℃,升华干燥20h;保持物料温度在35℃,调控余甘子片水分含量为12±1%后出料。
将新鲜余甘子片与冻干后的余甘子片(即上述处理后的余甘子片)进行烘干处理,控制装盘厚度为1.5cm,控制烘干温度在110±2℃,烘干环境湿度不控制,烘干4、6、8、10h后得成品。
使用磨粉机磨粉后过80目筛,取炮制后余甘子粉末0.5g加入50mL离心管中,加入15mL 70%甲醇溶液(含0.1%冰乙酸,体积百分比)溶液,置于60℃、频率40Hz超声20min,8000r/min 4℃低温离心10min,取上清液;再加入15mL 70%甲醇溶液(含0.1%冰乙酸,体积百分比),置于60℃、频率40Hz超声20分钟,8000r/min低温4℃离心10min,合并上清液;上清液用70%甲醇溶液(含0.1%冰乙酸,体积百分比)溶液稀释50倍,流动相和样品分别用0.22μm和0.45μm滤膜过滤。
GA含量参照高效液相色谱法(中国药典2020年版通则0512)测定。将色谱级GA配制成浓度为250μg/mL的标准品溶液,用甲醇将标品梯度稀释至15.625μg/mL,并测定峰面积。以标品浓度(μg/mL)为横坐标,峰面积为纵坐标绘制标准曲线并进行线性回归计算:Y=8E+07x-73310,R2=1(其中,8E+07采用的是科学计数法,8E+07x指:8×107x,x是指标准液中没食子酸浓度,mg/mL;Y指没食子酸浓度对应的液相响应峰面积。)。
如图3所示,水分含量为12%时,不控制烘干环境湿度,余甘子在110±2℃烘干8h的GA含量为76.55mg/g,与新鲜余甘子片(即未经过真空冷冻干燥处理的余甘子片)在110±2℃烘干4h的GA含量(71.33mg/g)相当。表明余甘子水分含量低时,在110±2℃下的烘干时间相比于新鲜余甘子达到相同GA释放量所需的烘干时间延长一倍。
实施例2
参见图1,选取中国云贵高原地区直径2.5~4cm的新鲜、无腐烂、无虫害、无霉点的九成熟的余甘子果实,采用流动水漂洗,洗去余甘子野果表面的泥土、果叶等,并沥干;清洗后再次筛选,去除经清洗后发现的有霉点或腐点的余甘子果实。之后将余甘子切成厚4mm的月牙形薄片,装盘厚度约为2cm,100℃蒸制4h后冻干至水分含量约为10%(重量百分比)。
新鲜余甘子片-80℃冰柜进行预冻1.5h,装盘重量为10kg/m2,厚度为2cm;抽真空至***绝对压力为60~70Pa,开始加热升温至40℃,升华干燥20h;保持物料温度在35℃,调控余甘子片水分含量为12±1%后出料。
冻干后的余甘子片进行烘干,控制装盘厚度为1.5cm,控制烘干温度在110±2℃,烘干环境湿度不控制,烘干4h后得成品。
余甘子中GA提取和测定步骤同实施例1。
如图4所示,热处理时间相同时,湿热处理(100℃蒸制)较干热处理(110±2℃烤制)释放的GA单体含量增加约64%,表明湿热环境有助于余甘子的鞣质水解为GA单体。
实施例3
根据实施例2的结果,探究热处理的环境湿度对余甘子中GA单体的释放效果的影响,具体操作如下:
参见图1,选取中国云贵高原地区直径2.5~4cm的新鲜、无腐烂、无虫害、无霉点的九成熟的余甘子果实,采用流动水漂洗,洗去余甘子野果表面的泥土、果叶等,并沥干;清洗后再次筛选,去除经清洗后发现的有霉点或腐点的余甘子果实。
新鲜余甘子片-80℃冰柜进行预冻1.5h,装盘重量为10kg/m2,厚度为2cm;抽真空至***绝对压力为60~70Pa,开始加热升温至40℃,升华干燥不同时间;保持物料温度在35℃,调控余甘子片水分含量分别为9±1%、14±1%和38±1%(重量百分比)后出料。控制装盘厚度为1.5cm,控制烘干温度在110±2℃,烘干环境湿度分别控制为9±2%、14±2%和38±2%,烘干4h后得成品。
余甘子中GA提取和测定步骤同实施例1。
如图5所示,在余甘子水分含量和环境湿度为8%~40%时,均能显著提高GA单体的释放速率,相比于新鲜余甘子在110±2℃下烘干4h(71.33mg/g),GA含量增长了约5.5%~34.2%。另外,相比于根据传统炮制(5.99mg/g)和冻干的余甘子(4.41mg/g),GA含量增长了约11.6~15倍和16.1~20.7倍。
同时,通过实施例1、实施例2和实施例3也可以看出,本发明方法中采用的水分含量调控步骤和烘干步骤之间具有协同作用,能够协同提高余甘子中没食子酸的含量,特别是调控余甘子片水分含量为8%~40%、烘干环境湿度在8%~40%与烘干温度之间具有明显的协同作用,能够协同提高余甘子中没食子酸的含量。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内,各种替换、变化和修改都是可能的,因此,本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。
Claims (6)
1.一种温湿共激发协同提高余甘子中没食子酸含量的方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:
余甘子原料选取、清洗、筛选、切片、水分含量调控、温湿共激发技术处理、抽真空包装储存;
其中,所述温湿共激发技术处理的具体处理步骤如下:
①水分含量调控:将余甘子片进行装盘,装盘重量为10~11kg/m2,厚度为1.5~2.5cm,在-20℃~-80℃冰柜进行预冻1.5~2.5h;抽真空至***绝对压力为60~70Pa,开始加热升温至40℃~70℃,升华干燥13~20小时;保持物料温度在25~45℃,调控余甘子片水分含量为8%~40%后出料;
②烘干:将水分含量为8%~40%的余甘子片进行装盘,装盘重量为12~15kg/m2,厚度为1~2cm,控制烘干温度在80~130℃,烘干环境湿度在8%~40%,烘干时间为2~8h。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在-20℃~-40℃冰柜进行预冻1.5~2.5h。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:具体步骤如下:
(1)选果:选取直径2.5~4cm的新鲜、无腐烂、无虫害、无霉点的九成熟的余甘子果实;
(2)清洗:采用流动水清洗掉果实表面果叶和尘土后沥干;
(3)筛选:清洗后再次筛选,去除经清洗后发现的有霉点或腐点的余甘子果实;
(4)切片:将余甘子切成厚2~6mm的月牙形薄片;
(5)温湿共激发技术处理。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:具体步骤如下:
(1)选果:选取直径2.5~4cm的新鲜、无腐烂、无虫害、无霉点的九成熟的余甘子果实;
(2)清洗:采用流动水清洗掉果实表面果叶和尘土后沥干;
(3)筛选:清洗后再次筛选,去除经清洗后发现的有霉点或腐点的余甘子果实;
(4)切片:将余甘子切成厚2~6mm的月牙形薄片;
(5)温湿共激发技术处理,具体处理步骤如下:
①水分含量调控:将余甘子片进行装盘,装盘重量为10~11kg/m2,厚度为1.5~2.5cm,在-80℃冰柜进行预冻1.5~2.5h;抽真空至***绝对压力为60~70Pa,开始加热升温至40℃~70℃,升华干燥13~20h;保持物料温度在25~45℃,调控余甘子片水分含量为8%~40%后出料;
②烘干:将水分含量为8%~40%的余甘子片进行装盘,装盘重量为12~15kg/m2,厚度为1~2cm,控制烘干温度在80~130℃,烘干环境湿度在8%~40%,烘干时间为2~8h;
(6)抽真空包装储存。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于:所述余甘子为中国云贵高原地区的余甘子。
6.如权利要求1至5任一项所述的方法在没食子酸制备中的应用。
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