转换到繁體中文
您的位置 : 首页 > 报刊

栀子提取技术开发研究进展
作者:马新起, 周慧,高景曦, 吴丽瑶, 方明星

《时珍国医国药》 2007年 第2期

  多个检索词,请用空格间隔。
       【关键词】  栀子;,,栀子色素;,,栀子苷
       摘要:综述了以栀子果实为原料分离提取栀子黄色素、栀子蓝色素、栀子多糖、熊果酸和果胶等产品最新研究开发现状。展望了今后国内栀子开发利用的前景,并为今后开发研究栀子提出了建议。
       关键词:栀子;  栀子色素;  栀子苷
       The Research Advances on Technological Development of Gardenia Extraction
       MA Xinqi, ZHOU Hui, GAO Jingxi, WU Liyao, FANG Mingxing
       (College of Chemistry and Chemical Engineering, Institute of Fine Chemical and Engineering, Henan University,Kaifeng 475001,China)
       Abstract:The new research progress was summarized on extraction of gardenia yellow, gardenia blue,geniposide,gardenia polyose,ursolic acid and pectin from fructus gardeniae.Meanwile, fructus gardeniae application prospect was outlined ,and reasonable suggestions on its development were presented.
       Key words:Fructus gardeniae;  Withdrawing;  Capejasmine coloring matter;  Geniposide;  Research progress
   
  栀子(Fructus gardeniae)是茜草科植物栀子(Gardenia jasminoides Ellis)的干燥成熟果实,它的形状呈尖长椭圆形,外表皮有五棱、七棱、九棱等。栀子分为山栀子和水栀子,我国的栀子产地分布在浙江、江西、福建、安徽、湖南、台湾等地[1~3]。栀子具有泻火除烦、清热利湿、凉血解毒等作用,在中医临床中治疗高血压病、扭挫伤、糖尿病、高热黄疸、小便短赤等症。栀子果实主要含有黄酮类、环烯醚萜类、环烯醚酮类、有机酸酯类等化合物,还含有果胶、多糖、挥发油等成分[4,5]。我国从20世纪60年代开始从事栀子果实中分离有效成分的研究,目前已经能够从中提取栀子色素、栀子苷、熊果酸、果胶等有效成分。为了加快我国对栀子分离产品的产业化研究,提高栀子的综合利用率,了解和掌握栀子果实的开发研究现状十分必要。本文介绍了以栀子果实为原料分离提取栀子黄色素、栀子蓝色素、栀子苷、栀子多糖、熊果酸和果胶等产品最新研究开发现状,展望了今后国内栀子开发利用的前景,并为今后开发研究栀子提出了建议。
         1  栀子色素的提取
       1.1  栀子黄色素栀子黄色素(gardenia yellow)主要成分是α-藏红花素和α-藏红花酸,是一种优良的天然食用色素,少量的添加就可以得到鲜艳的色泽。栀子黄色素的水溶性好,属于胡萝卜素系,对酸不敏感,着色性好,一旦着色很稳定[6]。从栀子果实中分离提取栀子黄色素的方法有:浸提法、大孔吸附树脂法、超声波法、微波提取法、CO2超临界提取法、无机膜提取法等。李雄辉等[7]对传统的提取方法进行了改进,采用乙醇多级浸提,微孔膜过滤,真空膜浓缩,超临界 CO2提取,真空冷冻干燥制得栀子黄色素,浸取率达76.6%。谢风霞等[8]研究了超声波法分离栀子黄色素,并对超声波法和浸提法进行了比较。研究结果,超声波法在50%的乙醇水溶液,常温下浸取1 h,料液比1∶2,栀子黄色素提取率达98.84%,产品色价70.72;而浸提法在60%的乙醇水溶液,温度50℃,浸取时间2 h,料液比1∶10,栀子黄色素提取率为88.81%,产品色价50.19。姚中铭等[9]利用微波提取法在功率210 W,提取剂500 g/L乙醇溶液,浸取80 s,料液比1:12,栀子黄色素提取率达98.2%,色价56.94。张德权等[10]利用 CO2超临界提取法,在压力45 MPa,温度60℃,浸取时间2 h,CO2流量1.5 ml/min,得到的栀子黄色素OD值为1.32。赵宜江等[11]开发了无机陶瓷微滤膜法新工艺提取栀子黄色素,滤液的浓缩利用反渗透压膜进行,其生产工艺见图1。
       图1  无机膜法提取栀子黄色素工艺流程示意图(略)
       1.2  栀子蓝色素栀子蓝色素(gardenia blue)是以栀子果实为原料,通过微生物发醇或酶等生物技术促使反应而制得的一种纯天然蓝色素,该色素溶解性好、着色力强,常见的金属离子、酸、碱等对它的色调基本无影响。栀子蓝色素的提取国外采用双水相法[12],国内采用大孔吸附树脂和离子交换树脂法[13]等,李家春等利用大孔吸附树脂和离子交换树脂对栀子蓝色素的静态吸附性能进行了研究,结果采用 D301离子交换树脂静态吸附率达到96.3%,栀子蓝色素的色价达57.49。吴志梅等[14]利用京尼平与谷氨酸的显色反应从自然界筛选到一株产 β-葡萄糖苷酶的细菌菌株,应用于从栀子中发酵制栀子蓝色素,最佳工艺条件为温度37℃,发酵液 pH值6.5,发酵时间40 h。
       1.3  栀子的其它色素栀子红色素(gardenia red)颜色鲜艳、安全性和稳定性好,易溶于水。在制取栀子蓝的过程中,控制不同的发酵或酶反应条件,可以制取栀子红色素。张美等[15]利用生产栀子黄色素的废液中的栀子苷,通过β-葡萄糖苷酶元水解后,加入天然氨基酸,经酶作用制备出红色素。吴拾荆等[16]采用固态发酵法,对栀子红转色酶的产生菌进行了筛选,发现根霉 HW198和黑曲霉HW138为栀子红转色酶的高产株,当采用优化培养基,固液比为1∶1.6,起始 pH值为5.5,接种后30℃培养108 h,HW198和 HW138的酶活力分别可达698和3 680 mg/g・h单位。由栀子黄色素、栀子蓝色素和栀子红色素三元色,可调配制备出栀子绿色素、栀子紫色素等其它色素。其中栀子绿色素(gardenia green),是以栀子黄色素和栀子蓝色素混合而成。
         2  栀子苷和京尼平苷的提取
       2.1  栀子苷的提取栀子苷(geniposide) 又称栀子糖苷,属于环烯醚萜类化合物。栀子苷是栀子作为中药的主要成分,具有抗炎、解热、利胆和轻泻作用。从栀子果实中分离提取栀子苷的传统方法有乙醇回流法和水煎法。李其兰等[17]开发出了渗漉法,利用正交实验法对渗漉法、乙醇回流法和水煎法进行了比较,结果渗漉法得到的栀子苷收率较高。为了提高栀子苷的收率,降低生产成本,最近研究人员开发出一些新的提取方法。蔡美强、计建炳等[18,19]研究了超声波提取法,改变浸取相平衡、提高浸取速率、缩短提取时间、能耗较少,当超声强度71W、浸取时间2.5 h时,浸出率最高。金日显等[20]利用 AB-8大孔吸附树脂法分离栀子苷,采用乙醇提浓后以3倍水量洗脱,再以70%的乙醇洗脱,较好地富集栀子中的主要有效成分栀子苷。李立荣等[21]对薄层色谱法和柱层析法进行了比较,结果薄层色谱法得到的栀子苷含量较高,而且该方法操作简单、步骤少、流程短。
       2.2  京尼平苷的提取京尼平苷是一种环稀醚萜类葡萄糖苷。目前,从栀子中提取京尼平苷的常用方法是硅胶柱层析法[22],该法用无水乙醇等有机溶剂浸提、活性碳脱色、醋酸乙酯等溶剂脱脂、浓缩、硅胶柱分离、用一定比例的甲醇-氯仿混合液洗脱、洗脱液在丙酮中重结晶、过滤制得产品京尼平苷。为了提高京尼平苷的收率,最近有采用双水相法[23]和大孔吸附树脂法[24]的报道,廖夫生等利用大孔吸附树脂通过正交实验筛选的最佳工艺条件为,以正丁醇为溶剂、浸取温度为50℃、再以0.5%的 NaOH作洗脱剂洗脱、京尼平苷的收率达60%以上。
         3  栀子多糖和果胶的提取
       栀子多糖(gardenia polyose)是由鼠李糖、岩藻糖、甘露糖等单糖按一定比例组成的易溶于水的大分子,它具有比较广谱的抑瘤效应[25]。栀子多糖的制备是利用浸提过的栀子黄色素、栀子苷等组分之后的栀子渣,提取方法是将栀子渣加10~15倍的水煮沸2 h,趁热过滤,浓缩滤液冷却后加入3倍体积的95%乙醇,得到半透明絮状沉淀物,过滤,真空干燥即得栀子多糖[26]。果胶(Pectin)是一种胶体性多糖类物质,包括原果胶、水溶性果胶和果胶酸三大类,它存在于植物的叶、皮、茎和果实中,可用于食品工业和医药工业作增稠剂、稳定剂、胶冻剂等。梁华正等[2]研究了以提取栀子色素、栀子苷等后的废渣为原料,采用酸水解法提取果胶,在提取温度100℃,提取时间1.5 h,提取液pH值1.5,料液比1∶30工艺条件下,果胶产率达14.28%。
         4  熊果酸的提取
       熊果酸(ursolic acid)又名乌索酸,是一种五环三萜类化合物,存在于植物的叶与果实中,它具有镇静、抗癌、护肝、抗菌消炎、降血糖、抗病毒以及增强机体免疫力等多方面的功效。廖晓峰等[27]研究了栀子中熊果酸的提取工艺与检测方法。从栀子中提取熊果酸的工艺流程见图2。熊果酸的检测采用5%香草醛-冰醋酸、高氯酸显色的比色方法,以熊果酸纯品为对照,在548 nm处对栀子中熊果酸的含量进行测定。实验结果表明,其回收率为98.66%。该方法操作方便,重现性好。
       图2  从栀子中提取熊果酸工艺流程图(略)
         5  结语
       我国的栀子资源比较丰富,从20世纪60年代开始研究栀子有效成分的利用,至今形成一定的生产栀子黄色素的工业规模,以及生产少量的栀子苷产品的能力。存在的问题是栀子色素产品比较单一,杂质含量高,色价低,工艺流程复杂,生产成本较高;栀子中中药成分(栀子苷、栀子多糖、熊果酸和果胶)的提取没有形成规模,提取技术以及药理研究不够深入。随着现代生活水平和生活质量的不断提高,“天然产物”倍受青睐,人们越来越重视天然食品添加剂和天然药品,尤其是中药治疗。因此,应该大力开展栀子提取物的综合利用研究,加大栀子产品京尼平苷、熊果酸、果胶、绿原酸等在医药、食品等方面的应用开发力度;栀子提取物的生产要形成产业化、规模化,建立栀子产品生产基地;优化生产工艺,提高产品质量,降低生产成本;开拓国际市场,建立跨国公司。总之,探索开发栀子系列产品前景广阔。
         参考文献:
       [1]  化学化工大辞典编委会.化学化工大辞典[M].北京:化学工业出版社,2003,2843.
       [2]  梁华正,包水明,胡  川,等.酸水解法从栀子废渣中提取果胶的研究[J].林产化工通讯,2004,38(3):10.
       [3]  车双辉,杜琪珍,钟立人.栀子成分的开发研究进展.[J].天然产物研究与开发,2002,14(5):57.
       [4]  谢学建,张俊慧,马爱华.中药栀子研究进展[J].时珍国医国药,2000,11(10):943.
       [5]  那  莎,郭国田,王宗殿.栀子及其有效成分药理研究进展[J].中国中医药信息杂志,2005,12(1):90.
       [6]  阎少辉,张德权.栀子色素研究进展与开发[J].食品研究与开发,2000,21(6):27.
       [7]  李辉雄,季清荣.栀子黄色素的提取及精制新工艺研究[J].食品科学,2003,24(12):70.
       [8]  谢凤霞,邱祖民,涂盛辉,等.浸提法与超声波提取法提取栀子黄色素[J].南昌大学学报,2005,29(3):278.
       [9]  姚中铭,吕晓玲,褚树成.栀子黄色素的提取及精制新工艺研究[J].天津轻工业学院学报,2001,39(4):20.
       [10]  张德权,吕飞杰,台建祥,等.超临界 CO2技术流体精制栀子黄色素的研究[J].农业工程学报,1999,15(4):226.
       [11]  赵宜江,姚建民,徐南平,等.无机膜提取栀子黄色素的研究[J].南京化工工学学报,1997,19(1):77.
       [12]  Park J E,Lee J Y,Kim H G.Isolation and characterization of water-soluble intermediates of blue pigments transformed from geniposide of gardenia jasminoides[J].J Agric Food Chem,2002,50:6511.
       [13]  李佳春,梁华正,吴志梅,等.大孔吸附树脂分离纯化栀子蓝色素的研究[J].食品科技,2005,7:50.
       [14]  吴志梅,梁华正,李佳春,等.产β-葡萄糖苷酶菌株的筛选及发酵栀子蓝色素的研究[J]现代食品科技,2005,21(3):53.
       [15]  张  美,李世杰.栀子红色素的稳定性研究[J].中国食品添加剂,2004,1:39.
  
  [16]  吴拾荆,李  华.栀子红转色酶的研究[J].中国食品添加剂,2003,6:31.
       [17]  李其兰,陈红专,张跃军,等.中药栀子的提取方法的比较和工艺条件的优化[J].中国医药学杂志,2004,24(6):327.
       [18]  蔡美强,计建炳,陆向红,等.超声场对栀子苷提取过程的强化[J].化工时刊,2004,18(3):34.
       [19]  计建炳,蔡美强,徐之超,等.脉冲超声波提取栀子苷的工艺[P].CN200410067733.3,2004,10:29.
  
  [20]  金日显,郭春燕,刘淑芝,等.大孔吸附树脂法富集栀子苷的工艺研究[J].中国实验方剂学杂志,2005,11(3):1.
       [21]  李立荣,聂用平.TLC及柱层析法分离栀子苷的比较[J].中成药,1999,21(12):645.
       [22]  付红雷,梁华正,廖夫生.栀子中京尼平苷的研究现状和应用前景[J].时珍国医国药,2005,16(1):54.
       [23]  Lee S W,Lim J M ,Bhoo S H.Colorimetric determination of amino acids using genipin from Gardenia jasminoides[J].Analytica Chemica Acta,2003,480:267.
       [24]  廖夫生,付红雷,乐长高,等.栀子中京尼平苷的提取与分离研究[J].时珍国医国药,2005,16(2):89.
       [25]  石若夫,李大力,田春宇,等.栀子糖的抗肿瘤活性研究[J].林产化学与工业,2002,22(4):67.
       [26]  马新起,高景曦,王玉兰,等.栀子的综合利用[P].CN200510017378.3,2005,2,24.
       [27]  廖晓峰,陈正行,李永忠,等.栀子中熊果酸的提取与比色法检测[J].食品工业科技,2005,26(2):76.
       (河南大学 精细化学与工程研究所・化学化工学院,河南 开封  475001)

经典中医古籍

中药学教材(附图片)

穴位数据库(附图片)