植物绿原酸的研究进展
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202122养猪 SWINE PRODUCTION(2)新 型 替 抗 饲 料 添 加 剂 绿 原 酸 在 养 猪 生 产 中 的 应 用 研 究 进 展司马博锋[利拉伐(天津)有限公司,天津 东丽 300308] 中图分类号:S816.7 文献标志码:A 文章编号:1002-1957(2021)02-0022-03摘 要 随着饲料“禁抗”在全国范围的实施,选择绿色高效的新型饲料添加剂替代抗生素成为行业内热切关心的话题,常见的替代品植物型饲料添加剂、微生物态制剂及酶制剂等。
其中植物型饲料添加剂具有产品添加容易(特别是对于颗粒料)的特点,同时选择范围大。
绿原酸作为新型的植物型饲料添加剂,是一种天然酚类化合物,在很多植物中都广泛存在。
已有的研究表明,其对仔猪的促生长作用及对免疫功能的调节有非常好的实际试验结果,文章就目前的研究进展进行综述。
关键词 绿原酸;猪;添加剂;抗生素收稿日期:2021-01-04作者简介:司马博锋(1985-),男,河南洛阳人,硕士,研究方向为猪的营养.E-mail:******************绿原酸类物质存在于多种植物中。
由于绿原酸具有清除自由基、抗菌消炎、抗微生物及免疫调节等多种生物学功能及生物活性,已成为新型替代抗生素的饲料添加剂潜在的选择。
李燕舞等报道体外试验中,20 g/kg和40 g/kg剂量的金银花提取物绿原酸的添加可以降低金黄色葡萄球菌感染小鼠的死亡率并延长其存活天数,同时40 g/kg组降低了肺炎双球杆菌感染小鼠的死亡率并与对照组有显著差异[1]。
王学兵等的研究表明体外试验中绿原酸对猪繁殖与呼吸综合征病毒和猪细小病毒有抑制和阻断作用[2-3];随着“禁抗”在全国范围的实施,研究新型具有理想代替效果的饲料添加剂是目前的研究热点。
如何将现有的研究结合起来为生产进行指导有非常强的现实意义。
本文就绿原酸在国内外的研究进行总结,以为行业内人士提供帮助。
1 绿原酸在仔猪上的应用研究进展绿原酸在仔猪上的应用研究较多,主要涉及绿原酸替代抗生素后对仔猪生长性能、腹泻率和免疫情况及肠道功能影响方面。
绿原酸的提取实验报告绿原酸是一种天然的酚类化合物,具有抗氧化、抗炎和抗菌等多种生物活性。
因此,对绿原酸的提取和纯化具有重要的研究意义。
本实验旨在通过对植物中绿原酸的提取工艺进行研究,探索最佳的提取方法,为绿原酸的应用研究提供实验数据支持。
首先,我们选择了富含绿原酸的植物材料进行研究。
经过初步筛选,确定了某一种植物材料作为实验样品。
然后,我们对该植物材料进行粉碎、干燥等预处理工序,以便更好地进行后续的提取实验。
接下来,我们尝试了不同的提取方法,包括常见的水提取、乙醇提取、超临界流体提取等。
在实验过程中,我们对提取溶剂的种类、提取温度、提取时间等因素进行了系统的考察。
通过对比不同提取方法的提取率和绿原酸的纯度,最终确定了最佳的提取工艺参数。
在最佳提取工艺确定之后,我们进行了大量的实验验证,以确保提取结果的准确性和可重复性。
通过对多批次样品的提取实验,我们得到了稳定的提取率和绿原酸的纯度数据,证明了所确定的提取工艺的可行性和有效性。
除了提取工艺的优化外,我们还对提取后的绿原酸进行了进一步的纯化工艺研究。
通过对不同纯化方法的比较,我们找到了最适合该实验的绿原酸纯化工艺,并获得了高纯度的绿原酸样品。
综合以上实验结果,我们得出了以下结论,通过对植物材料的粉碎、干燥预处理,选择合适的提取方法和优化提取工艺参数,可以高效地提取和纯化绿原酸。
这对于进一步研究绿原酸的生物活性和应用具有重要的意义。
总的来说,本实验系统地研究了绿原酸的提取工艺,为绿原酸的应用研究提供了重要的实验数据支持。
我们相信,通过不断地优化提取工艺和纯化工艺,将能够更好地发挥绿原酸的生物活性,为其在药物和保健品等领域的应用提供更好的支撑。
绿原酸改善阿尔茨海默病研究进展姚银乐;王春梅【摘要】绿原酸(CGA)是从杜仲等植物中提取的具有广泛生物活性的多酚类化合物,因其良好的抗炎和抗氧化活性而备受关注.该文就CGA通过改善记忆和认知功能障碍、抑制β淀粉样蛋白(Aβ)诱导的神经毒性、缓解线粒体损伤和抗凋亡作用等途径,对阿尔茨海默病神经保护功能的作用机制进行综述.%Chlorogenic acid ( CGA) was known as polyphenolic compounds with a wide range of biological activities. It was extracted from Eucommiaulmoides Oliv plant.It has attracted considerable attention because of its good anti-inflammatory and antioxidant activity. This review aims to summarize neuroprotective activities of chlorogenic acid on Alzheimer ' s disease via improving learning and memory ability, inhibiting β-amyloid-induced neurotoxicity, relieving mitochondrial injury and anti-apoptotic pathways.【期刊名称】《医药导报》【年(卷),期】2017(036)011【总页数】4页(P1287-1290)【关键词】绿原酸;阿尔茨海默病;氧化应激;神经炎症【作者】姚银乐;王春梅【作者单位】遵义医学院珠海校区生理教研室,珠海 519041;遵义医学院珠海校区生理教研室,珠海 519041【正文语种】中文【中图分类】R286;R965阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)为全球范围内老年痴呆中最常见的类型,是与年龄相关的不可逆的弥漫性神经退行性疾病,主要影响60岁以上老年人[1],其神经病理学特征为大量β淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)蓄积导致脑内老年斑形成和微管相关Tau蛋白异常磷酸化引起的神经原纤维大量缠结(neurofibrilary tangles,NFTs) [2]。
绿原酸的检测及代谢途径研究进展聂雪凌;唐鸿志;许平【摘要】绿原酸具有抗菌、抗病毒、清除自由基和兴奋中枢神经系统等多种生物活性,是“第七类营养素”-多酚的主要成员之一.但目前对绿原酸的代谢药理活性机理的研究还不够深入.研究绿原酸的代谢途径对提高其生物活性的利用率及其经济价值的深度挖掘具有重要意义.本文结合近年来有关绿原酸的研究报告,归纳总结了绿原酸的检测方法及代谢途径,为提高绿原酸价值的研究及其在工业生产中的应用提供参考.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)001【总页数】4页(P3-6)【关键词】绿原酸;检测方法;代谢途径【作者】聂雪凌;唐鸿志;许平【作者单位】上海交通大学微生物代谢国家重点实验室,生命科学技术学院,上海200240;上海交通大学微生物代谢国家重点实验室,生命科学技术学院,上海200240;上海交通大学微生物代谢国家重点实验室,生命科学技术学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】Q936绿原酸 (Chlorogenic acid)是由咖啡酸与喹尼酸生成的缩酚酸,是植物在有氧呼吸过程中经莽草酸途径产生的一种苯丙素类化合物,广泛存在于水果、蔬菜及大部分饮料中,是人们日常摄入多酚的主要成分之一。
由于绿原酸具有抗菌、抗病毒、增高白血球、保肝利胆、抗肿瘤、降血压、降血脂、清除自由基和兴奋中枢神经系统等多种生物活性,很早就引起了科学界的关注。
早在1957年,《Nature》期刊上就有了关于绿原酸在苹果汁发酵中的代谢的研究[1]。
现阶段大多数研究主要集中于绿原酸的营养学研究,通过注射及食用绿原酸,研究其在生物体内的吸收及分解代谢,并推测出代谢途径。
随着对绿原酸的深入研究,绿原酸的应用价值也越来越被深度开发。
卫生部《药品标准》中收录了近170种以绿原酸为主要成分的中成药,其中有很多是以绿原酸为质量控制的重要标志之一[2]。
绿原酸也是保健药品的重要添加剂之一,以其为代表的多酚类物质已被人们称为“第七类营养素”。
植物绿原酸的研究进展摘要介绍了绿原酸的性质、作用、提取、应用,揭示了绿原酸具有潜在的、广阔的应用前景。
关键词绿原酸抗氧化性微波辅助提取生物合成自由基绿原酸(Chlorogenic acid)是植物在有氧呼吸过程中形成的一种苯丙素类物质,在植物界广泛存在,但含量较高的植物不多,研究表明杜仲叶中绿原酸含量丰富。
我国杜仲的栽植十分广泛,每年可产叶约400万吨,从杜仲叶中提取绿原酸有重要的理论和实际意义。
1 绿原酸的性质绿原酸又叫咖啡鞣酸,化学名为3-咖啡酰奎尼酸,其结构式如图1。
绿原酸是一种多酚类化合物,由一分子咖啡酸(Caffeic acid)和一分子奎尼酸(Quinic acid,1-羟基六氢没食子酸)缩合脱水而成的缩酚酸,是植物体在有氧呼吸过程中经莽草酸途径产生的一种苯丙素类化合物。
它的物理性状:半水合物为针状结晶(水)。
110℃变为无水化合物,熔点208℃,25℃水中溶解度为4%,热水中溶解度更大;绿原酸易溶于乙醇及丙酮,极微溶于乙酸乙酯。
图1 绿原酸的结构式绿原酸是由咖啡酸与奎尼酸形成的酯,其分子结构中有酯键、不饱和双键及多元酚3个不稳定部分。
在从植物提取过程中,往往通过水解和分子内酯基迁移而发生异构化。
由于绿原酸的特殊结构,决定了其可以利用乙醇、丙酮、甲醇等极性溶剂从植物中提取出来,但是由于绿原酸本身的不稳定性,提取时不能高温、强光及长时间加热。
绿原酸的供试液放置于棕色瓶、冰箱(2℃)保存时最为稳定。
2 绿原酸的作用与用途绿原酸是抗菌、止血[1]、消炎、利胆、增高白血球、抗病毒药物的重要原料,具有肾上腺素类似的作用;绿原酸对人有致敏作用,吸入含有绿原酸的植物尘埃后,可发生气喘、皮炎等,但食入后可经小肠分泌物作用,变为无致敏性物质;绿原酸具有降压[1]及抗肿瘤作用:蔬菜、水果中的多酚类如绿原酸、咖啡酸等可通过抑制活化酶来抑制致癌物黄曲霉毒素B 1和苯并[a]芘的变异原性;绿原酸还可通过降低致癌物的利用率及其在肝脏中的运输来达到防癌、抗癌的效果[1];绿原酸具有补肾、利尿、增强机体免疫作用。
许多试验研究表明,绿原酸是有效的酚型抗氧化剂,其抗氧化活性强于咖啡酸、对羟基苯甲酸、阿魏酸、香豆酸等酚类物质[3,4,5]。
绿原酸对DDPH自由基清除作用比维生素E、维生素C和咖啡酸要强,可有效清除DDPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基。
在由过氧化氢诱发的小鼠血红细胞的溶血抑制实验中,比较几种有机多酚酸的抑制作用,以绿原酸的抑制作用最强[6]。
绿原酸对自由基的有效清除,能维持机体细胞正常的结构和功能,防止和延缓诸如肿瘤、突变、衰老等病理生理现象的发生[7]。
3 绿原酸的生物合成绿原酸是植物中的葡萄糖经过一系列的酶促反应生物合成的。
葡萄糖在酶的催化下转化成莽草酸,后者再转化成苯丙氨酸,最后经合成酶的作用得到绿原酸[2],其可能的生物合成途径如图2。
图2 绿原酸的生物合成途径植物中的绿原酸往往是几种异构体共存的,所以通常得到的是绿原酸类物质。
也有人用化学方法合成绿原酸,如德国的Michael等从奎尼酸经4步反应得到绿原酸,总产率为65%。
但是绿原酸的主要来源为从天然植物中提取。
从经济的角度来看,由于可供提取绿原酸的植物大多廉价易得,所以从植物中提取绿原酸比用化学方法合成绿原酸更有研究开发的前景。
4 绿原酸的提取4.1 常规提取方法在常规提取方法中,根据萃取溶剂的不同可分为水提法与有机溶剂提取法。
绿原酸为极性较强的有机酸,易溶于乙醇,溶于水,难溶于氯仿、乙醚等弱极性溶剂,因此用水作为溶剂也能较好地将绿原酸提取出来,且叶绿素等脂溶性成分含量较少[8]。
但由于水沸点高,提取率偏低,其他物质溶出较多,给分离过程带来了困难。
另外,在水提取过程中,可能通过水解等方式而发生异构。
因而用水作溶剂时,会出现绿原酸含量降低,新绿原酸和隐绿原酸的含量升高等现象。
在用有机溶剂提取时,虽然绿原酸在丙酮、甲醇等溶剂中的溶解度较大,考虑到试剂的价格、安全和工业化的可行性,一般采用乙醇提取,并且在醇溶液中,酶的催化分解作用受到抑制。
提取所涉及到的溶剂有水、乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙脂等,一般为回流提取。
常用的去杂质方法有氯仿脱杂、活性炭脱色、石油醚除色素或通过低温静置去杂质、叶绿素、多糖等。
4.2 超声波辅助提取向昌国等[9]采用浸提+超声波法对甘薯叶、茎中的绿原酸进行了提取。
对超声波的频率、提取时间、提取温度和料比进行了研究,得到的最佳提取条件是pH=4,50%乙醇或甲醇为提取溶剂,浸提时间1.0~1.5 h,温度40℃。
分别对6~10月品种为86-21甘薯叶、茎中的绿原酸进行了提取。
4.3 微波辅助提取利用微波对细胞的穿透性和破碎性,尤其是对提取成分的选择性,另一方面微波加热利用分子极化或离子导电效应直接对物质进行加热,因此热效率高、升温快速均匀,可大大缩短提取时间,提高效率。
顾勤兰,王泽[10]在实验室中,以绿原酸提取率为指标,通过溶剂提取-纸层析分离-紫外分光光度测定法,对杜仲叶绿原酸的微波提取工艺进行研究,考察了提取溶剂、溶剂倍量、辐照时间对微波提取工艺的影响。
结果杜仲叶绿原酸的最佳微波提取条件为:水为提取溶剂,溶剂倍量9∶1,辐照时间120 s。
结论:在此条件下,绿原酸提取率为2.98%。
4.4 石硫醇法用质量分数为20%的石灰乳将浓缩液的pH调至12,过滤沉淀物,加2倍量乙醇混悬,再用体积分数为50%的H 2SO 4将pH调为3~4,充分搅拌、过滤,滤液用质量分数为40%的NaOH 中和至中性,过滤、浓缩干燥,得绿原酸粗品[11]。
粗品中绿原酸含量一般在20%~30%之间,收率约为1%~2%。
由于绿原酸结构中存在酯键,在碱性条件下易水解,所以绿原酸的收率低。
此外,绿原酸的提取分离方法还有水提醇沉法、醇提铅盐沉淀法、超滤膜分离法、聚酰胺柱层析法、超临界流体萃取法、大孔树脂吸附法等。
但是所采用的方法都未能达到最佳的分离纯化效果,所提取出来的绿原酸不仅含量低,而且回收率也很低。
5 绿原酸的应用5.1 医药保健行业卫生部《药品标准》收录具有清热解毒、抗菌消炎的中成药170种,均含有绿原酸且为主要成分。
目前,在银黄制剂、双黄连制剂等药品的生产中,已将绿原酸作为质量控制的重要指标之一。
绿原酸等多酚类物质被称为“第七类营养素”,被广泛用于保健行业。
从植物中提取的绿原酸纯品可作为二类新药开发,此外绿原酸还是重要的化学试剂,在生化分析和化学工业中都具有广泛的应用,所以开发医用甚至纯品绿原酸具有很大的社会和经济效益。
5.2 食品行业绿原酸是一种新型高效的天然抗氧化剂,在某些食品中可取代或部分取代目前常用的人工合成的抗氧化剂。
如在猪油中加入少量绿原酸,可提高猪油的抗氧化稳定性,增长保质期。
绿原酸具有增香和护色作用,可用于食品和果品的保鲜。
绿原酸用于果汁保鲜后,可有效防止饮料的腐败变质。
绿原酸还是一种良好的食品添加剂,可制成具有保健功能的食品或饮料。
5.3 日用化工行业由于绿原酸具有抗氧化作用,可以保护胶原蛋白不受活性氧等自由基的破坏并能有效防止紫外线对人体皮肤的伤害作用。
现在已有多项关于添加绿原酸用于抗脲酶化妆品、防止紫外线、皮肤防晒剂以及染发剂对头发损伤的欧洲专利[12]。
日本也利用绿原酸及其衍生物的抗氧化特性研制出了抗衰老的护肤用品。
6 展望绿原酸作为一种重要的生物活性物质,已经引起国内外学者的广泛关注。
目前绿原酸的主要来源是从天然植物中提取,国外(美、日、德等)大多是从咖啡豆中提取,而我国以往一直是从金银花中提取。
目前我国对于绿原酸的提取纯化以及开发利用水平还落后于发达国家。
我国有着丰富的富含绿原酸的植物资源。
如杜仲是我国特有的经济树种,其种植面积广、资源丰富,杜仲叶中绿原酸的含量一般在5%左右。
此外,我国还是向日葵的生产大国,有着极为丰富的葵粕资源,向日葵籽中的酚酸类化合物70%是绿原酸。
我们应该合理利用丰富的资源,大力开展绿原酸的提取纯化与绿原酸产品的研究开发。
目前,国内已经转向绿原酸的水解产物咖啡酸的生理作用的研究和绿原酸的提取纯化上,而国外注重新的生理功能的拓展[13]及可能的作用机制[14]的讨论。
转基因技术可以让细胞产生绿原酸已经成为可能。
但是国内大量制备绿原酸的技术起步较晚,还不成熟,资源利用还有待于进一步的优化和发展。
随着绿原酸修饰的兴起[14],会使绿原酸的稳定性大大加强,从而进一步有效地利用绿原酸,使它具有更加广阔的应用前景。
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