FFL研究分析了国内外最受欢迎的功能性食品爆款所使用创新原料,并针对当前原料生产技术痛点进行洞察,在FFL科研库中找到对应技术解决方案,提供给业内人士参考。欢迎联系FFL了解创新技术详情。
作者|赵莹娜
编辑|杨心怡
来源|未来食品实验室
01
黄秋葵
一、健康功效
抗疲劳
黄秋葵富含果胶、多糖及生物碱等多种生物活性成分,有研究人员利用黄秋葵水提液对小鼠经灌胃,然后进行游泳、耐缺氧、耐寒、耐热实验,同时对小鼠剧烈运动后的血乳酸水平测定。实验结果表明黄秋葵水提液明显提高小鼠耐力、耐缺氧能力、耐寒、耐热能力,相反小鼠剧烈运动后血乳酸水平降低,研究发现黄秋葵具有抗疲劳作用。此外,还有研究通过小鼠耐缺氧、游泳力竭、耐寒、耐高温实验对黄秋葵进行抗疲劳研究,结果显示小鼠耐缺氧时间和游泳时间增加,在高温和寒冷条件下小鼠存活率提高,表明黄秋葵水提液能促进对疲劳的恢复。
二、生产技术
疲劳是机体复杂的生理生化变化过程,是人脑力或体力到达一定阶段时必然出现的一种正常的生理现象。它既标志着机体原有工作能力的暂时下降,又可能是机体发展到伤病状态的先兆。据WHO调查,全球约有35%以上的人处于疲劳状态,中年男性人群疲劳状态达60%以上。疲劳发生后如果得不到及时的恢复,逐渐积累,还会导致“过劳”,出现“过度训练综合症”、“慢性疲劳综合症”等,使机体发生内分泌紊乱、免疫力下降,甚至出现器质性病变,成为威胁人类健康的重要因素。
然而,目前市场上抗疲劳的化学药物如苯丙胺类、莫达非尼、咖啡因等在延缓疲劳发生和消除疲劳方面确有较好的效果,但是出现了许多不良反应,如心血管的不良影响、干扰睡眠、精神紊乱、成瘾性等。因此,从天然植物资源中提取安全、有效,不含对人体有害的兴奋剂成分的抗疲劳成分已成为近年来抗疲劳的研究热点。黄秋葵可以说是“浑身都是宝”,其中水溶性的多种活性成分已经被广大科研人员关注,主要以多糖和少量蛋白为主,各种优化工艺实验也相继展开,并取得了一定的成效。
三、技术内容
此技术首先制备黄秋葵抗疲劳有效部位提取物,以总多酚为抗疲劳的主要活性成分。其中,总多酚占有效部位提取物总质量的23.34%。其制备法包括以下步骤:黄秋葵嫩果加水回流提取3次,每次提取时间为60分钟;按照g:ml计,每次提取时,黄秋葵嫩果与提取溶剂水的比例为1:1;收集提取液;将提取液浓缩后用大孔树脂HPD750吸附,用水洗脱,弃去水洗脱液;再用90%乙醇洗脱,收集90%乙醇洗脱液,将乙醇洗脱液浓缩、干燥,即得。
在体内实验中,采用小鼠负重3%铅皮一次性力竭游泳模型,以行为学检测和组织中各类生化指标为参数,对黄秋葵抗疲劳有效部位提取物的抗疲劳活性进行研究。实验结果表明,此技术中的黄秋葵抗疲劳有效部位提取物能够延长小鼠负重游泳时间,消除运动后的乳酸堆积,降低血清尿素氮含量,提高小鼠在应激状态下的抗氧化能力,对疲劳恢复、抗疲劳能力提高具有促进作用。此技术最终还提供了一种抗疲劳药物组合物,该药物组合物中含有有效量的黄秋葵抗疲劳有效部位提取物以及药学上可接受的载体。用黄秋葵抗疲劳有效部位提取物制备的抗疲劳药物可以制成注射剂,片剂,粉剂,颗粒剂,胶囊,口服液等多种形式。
▲没食子酸的标准曲线图
▲黄秋葵多酚提取物的UPLC-QTof离子流图
▲黄秋葵有效部位提取物的HPLC色谱图
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02
黑枸杞
一、健康功效
抗疲劳
黑果枸杞色素可明显延长小鼠在常压密闭缺氧条件下的存活时间及负重游泳时间,可以显著提高耐力及抗疲劳作用,并且能消除运动性疲劳,增强体质。另外,黑果枸杞黄酮联合有氧运动对小鼠的抑郁症起到了一定的治疗作用,调节了与TOLL样受体信号通路相关的因子,一定程度上提高了免疫力和抗炎能力,同时减轻了抑郁症导致的脑损伤。黑枸杞多酚预处理可改善氧化应激诱导PC12细胞凋亡时细胞内活性氧的生成,恢复线粒体膜电位,抑制caspase- 3、caspase-8和caspase-9的激活。这表明黑枸杞多酚将是一个有前途的、安全、可以延缓与氧化应激相关的神经退行性疾病的发病和进展的候选药物。
二、生产技术
黑枸杞鲜果的保鲜时间短,多数黑枸杞饮品采用将黑果枸杞鲜果榨成果汁或者将其干果粉粹成粉末再添加到其他的食材中,供人们食用。但是,由于液体更易受到空气中氧气的作用而发生氧化,在将黑枸杞加工成饮品的过程中,容易造成营养成分的损失。目前黑枸杞的应用还只是通过增加一些护色剂来保障其中的原花青素的活性得到最大的保护,不能与其他营养成分配合制成饮品,造成黑果枸杞饮品功效单一。市场上,黑枸杞饮料的种类相对较少,除了宣传力度的原因之外,食品安全也是消费者重点关注的问题,因此,需要研究者在探讨工艺时进行相关安全检测,以提升消费者对黑枸杞复合饮料的购买信心。
三、技术内容
此技术目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种黑枸杞抗疲劳饮料及其制备方法。该饮料产品具有滋补肝肾、益精明目和养血、增强人们的免疫力、抗氧化、延缓衰老和抗疲劳、降血压、降血糖的功效。
该饮料的原料组成主要为瓜拉纳提取物0.2%~1.0%,人参浓缩液1.5%~3.0%,黑枸杞浓缩汁5.0%~8.0%,蓝莓提取物0.15%~0.70%,叶黄素脂0.05%~0.45%,果葡糖浆7.0%~10.0%,柠檬酸0.17%~0.25%,苹果酸0.0065%~0.0450%,食用香精0.08%~0.65%。按照配方用量准确称量瓜拉纳提取物、人参浓缩液、黑枸杞浓缩汁、蓝莓提取物和叶黄素脂,然后用部分水搅拌溶解过滤,滤液中加入食用香精,然后加入水补足至100%,搅拌均匀。将调配好的饮料用硅藻土过滤纸真空抽滤。然后在温度40℃~50℃、真空度0.0078MPa~0.0105MPa下脱气,去除空气对饮料的影响。接着将调配好的饮料在60±5℃、压力18MPa~20MPa下用均质机进行均质。料液用超高温瞬时灭菌机加热至135℃,时间为3s~5s。最后将料液冷却至90℃,进行灌装封口、冷却,即得黑枸杞抗疲劳饮料。
此技术制备的饮料中,黑枸杞能够滋补肝肾、益精明目和养血、增强人们的免疫力。此外,还能够保肝、降血糖、软化血管、降低血液中的胆固醇、甘油三酯水平,对脂肪肝和糖尿病患者具有一定的疗效,同时黑枸杞中富含的花青素是天然的阳光遮盖物,可以有效阻止紫外线对皮肤的损伤。瓜拉纳中含有丰富的天然激情生物碱、咖啡因、四甲基黄、嘌呤、氨基酸、单宁酸、蛋白质等人体必需的活力因子。具有提神醒脑、滋阴壮阳、控制食欲、缓解腹痛、恢复体力、补充能量、抗疲劳、提高人体机能的功效。人参主要药理作用为抗疲劳、改善微循环、提高组织抗缺氧能力、抗肿瘤、抗衰老、抗辐射等多种生物活性,蓝莓其功能在于保护眼睛的微血管,进而促进血液循环,维系正常眼球压力,以缓解广泛的眼睛问题。通过各种组分的合理配伍和协同作用,使得该饮料具有滋补肝肾、益精明目和养血、增强人们的免疫力、抗氧化、延缓衰老和抗疲劳、降血压、降血糖的功效。
▲黑枸杞抗疲劳饮料的生产流程示意图
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03
锁阳
一、健康功效
抗疲劳
锁阳水提液可提高大强度训练大鼠的血红蛋白含量和糖原储备,并随着剂量的增加而延长大鼠跑台、游泳力竭的时间。锁阳醇提物能促进糖原的储备,增加三磷酸腺苷(ATP),降低丙二醛(MDA)和乳酸的含量,对肌肉提供能量的同时又具有较好的保护作用。锁阳黄酮提取物能够通过减轻肌肉疲劳来提高耐力运动性能,加强大鼠游泳的耐力。
二、生产技术
疲劳又可称其为疲乏,是一种乏力的不舒服的感觉,在生理上表现为因乳酸及其它代谢产物的累积,而导致肌肉的张力减低,运动的持续时间缩短,且因为二氧化碳在运动时的蓄积,引起呼吸中枢的反应,就表现为呵欠;而这种疲惫感也可能在种种病症发展到某个程度的时候浮现,当人感受到压力时会更容易感到疲劳感。当人们达到过度疲劳时,会导致身体筋疲力尽呈亚健康状态,此时身体则有巨大的隐患,如身体潜在疾病易急速恶化等等。在目前关于中药抗运动性疲劳研究中,已经证明拥有抗运动性疲劳作用的中药成分有人参皂苷、绞股蓝皂苷、淫羊藿苷、葛根素、姜黄素、灵芝多糖、猴头多糖、虫草多糖、红景天苷、枸杞多糖以及香菇蛋白多糖等。在现有对锁阳组成成分研究中,认为锁阳多糖可能是抗疲劳作用的重要成分。检索发现多篇文献提及锁阳的抗疲劳效用时写道锁阳能够增加血清中LDH的活力,使体内乳酸分解增快,降低疲劳感,还可以明显的增加血液中的血红蛋白含量。并且提出降低cAMP/cGMP的比率、增加cAMP含量有关等等诸多均与锁阳抗疲劳机制有关的说法,但如今其实验依据仍存在甚少。
三、技术内容
基于此,针对上述问题提供了一种锁阳提取物在制备抗疲劳药物中的应用,通过探索锁阳提取物对实验小鼠的抗疲劳作用机制,得出锁阳提取物具有良好的抗疲劳作用。该作用可能与提高小鼠代谢能力和增强应激能力有关。作为优选,该应用的表现方式为制剂,该制剂包括所述锁阳提取物和药学上可接受的辅料。其中药学上可接受的辅料选自稀释剂、粘合剂、崩解剂、表面活性剂、包衣材料、胶囊材料和成膜材料中的至少一种。另外,上述所述的锁阳提取物选自水提物、无水乙醇提取物、乙醇水溶液提取物、水蒸气蒸馏挥发油或超临界萃取提取物。该技术可能为克服传统抗疲劳药物的不良反应及成瘾性、发展新型抗疲劳药物方面提供一个新的思路。
▲锁阳提取物的红外谱图
▲锁阳水解样品的高效液相色谱图
▲锁阳提取物对小鼠体重的影响
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04
刺蒺藜提取物
一、健康功效
抗疲劳
刺蒺藜提取物具有良好的抗疲劳作用,可能与提高实验动物代谢能力和增强应激能力有关。实验表明,刺蒺藜提取物能延长缺氧情况下小鼠的存活时间和负重情况下小鼠的游泳时间,显示出其抗炎、耐缺氧及抗疲劳作用。
二、生产技术
刺蒺藜提取物的制备方法多样。
回流浸提法提取溶剂通常为乙醇溶液,料液比为1:20(g/mL),提取温度为72℃,浸提时间为3小时,另一种条件是以85%乙醇为提取溶剂,料液比1:27.5(g/mL),提取温度85℃,浸提时间2小时,刺蒺藜总黄酮得率为0.785%。正交试验优化条件下,使用70%乙醇、提取时间1.5小时、提取温度70~75℃、料液比1:15(g/mL),刺蒺藜全草中总黄酮含量可达7.15 mg/g。
超声辅助提取法提取温度70℃、超声时间40分钟、80%乙醇、料液比1:20(g/mL),通过超声辅助响应曲面法优化,使用低共熔溶剂(含水量为31%),由甜菜碱、L-脯氨酸、1,3-丁二醇按0.5:0.5:2的比例组成,低共熔溶剂与刺蒺藜质量比为50:1、超声时间53分钟,此时提取量最高。
微波辅助响应曲面法优化条件下,使用70%乙醇、提取温度70℃、提取时间20分钟、料液比1:70(g/mL),提取率为0.69%。
纤维素酶法提取溶剂为水、提取温度55℃、pH值5.0、料液比1:15(g/mL)、酶用量3.5%、酶处理时间2.5小时,提取率可达0.2023%。
这些提取方法各有优势,例如回流浸提法设备简单、成本低廉、操作容易,超声辅助提取法提取时间短、操作方便、成本较低,微波辅助提取法操作简便、提取时间短、加热均匀、节省溶剂,而纤维素酶法提取时间短、选择性高、反应条件温和。根据不同的需求和条件,可以选择最合适的提取技术。
三、技术内容
本发明主要涉及刺蒺藜提取物在制备抗疲劳药物以及生物制品中的应用,旨在克服传统抗疲劳药物的依赖性、成瘾性和副作用问题,提供一种新的抗疲劳解决方案。刺蒺藜提取物的良好抗疲劳作用可能与其提高实验动物的代谢能力和增强应激能力有关,为开发新型抗疲劳药物提供了新思路。
刺蒺藜提取物可以通过多种方式制备,包括水提物、无水乙醇提取物、乙醇水溶液提取物、水蒸气蒸馏挥发油或超临界萃取提取物。这些提取物可以与药学上可接受的辅料结合,形成制剂,以便于在药物和生物制品中的应用。
发明者的实验研究表明,刺蒺藜提取物对实验动物具有显著的抗疲劳作用。通过对比不同剂量的刺蒺藜提取物对小鼠游泳时间的影响,发现提取物能显著延长小鼠的游泳时间,显示出剂量依赖性。此外,刺蒺藜提取物对小鼠的脏器指数和生理生化指标(如SOD、GSH-Px、CAT)也产生了积极影响,表明其可能增强免疫功能和抗氧化能力。
刺蒺藜提取物作为一种安全有效的天然药物,在抗疲劳领域具有重要的应用潜力。本发明不仅提供了刺蒺藜提取物在抗疲劳药物制备中的应用方法,而且通过实验验证了其抗疲劳效果,为未来的临床应用和药物开发提供了理论基础和实验支持。随着生活节奏的加快和社会对健康生活方式的追求,刺蒺藜提取物的市场需求有望持续增长。
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好成分•好技术|具有「抗疲劳、降血压、保护心血管」功效的刺蒺藜提取物
05
漆树酸
一、健康功效
抗疲劳
漆树酸在抗疲劳领域展现出显著的潜力。研究表明,漆树酸复合物能有效预防和改善运动性疲劳。具体来说,漆树酸复合物来源于盐肤木果实,通过超声提取和冷冻干燥等步骤制得,含有至少9种不同结构的漆树酸。动物实验验证了其抗疲劳效果,显示漆树酸复合物能够显著预防和改善疲劳。此外,由于盐肤木果实本身是食用调味料,其安全性高,分布广泛,原料易得,使得漆树酸复合物在制备抗疲劳药物和功能食品方面具有较好的开发前景。这些特性使得漆树酸成为开发抗疲劳产品的有力候选物质。
二、生产技术
漆树酸的提取技术主要包括以下几种方法:
压榨法是一种传统的漆树酸提取方法,通过物理压力将漆树果实中的漆树酸压榨出来。这种方法简单、成本低,但提取效率相对较低,且可能会混入较多的杂质。
其次是有机溶剂浸提法,通过溶剂的选择性溶解漆树酸,然后通过蒸发溶剂来获得漆树酸,这种方法的提取效率较高,但可能会有溶剂残留问题,且成本相对较高。还有采用超临界CO2萃取法,利用超临界流体(通常是二氧化碳)的物理特性来提取目标化合物的技术。这种方法可以在较低的温度下进行,避免了热敏感成分的破坏,且萃取效率高,溶剂残留少,被认为是一种绿色提取技术。根据研究,超临界CO2萃取法得到的漆树酸质量最佳。
最后还有结晶法,提取后的漆树酸溶液可以通过结晶的方法来纯化。通过控制溶液的浓度和温度,使漆树酸从溶液中结晶出来,从而得到较纯的漆树酸。这些提取技术各有优缺点,选择哪种方法取决于具体的生产需求、成本考量以及对产品质量的要求。超临界CO2萃取法因其高效、环保和无溶剂残留的特点,越来越受到重视。
三、技术内容
此技术提供了一种漆树酸复合物的新用途,漆树酸复合物来源于盐肤木果实,即将漆树酸复合物应用在制备治疗和/或预防疲劳的药物和功能食品中,此技术经过多重途径证实漆树酸复合物对疲劳有显著的预防和改善作用。
此技术首先进行漆树酸复合物的制备及成分分析,收集新鲜盐肤木果实,粉碎后,在粉碎物中添加石油醚,料液比g:mL为1:5,混匀后在25℃下超声提取30min,离心,滤渣再添加石油醚复提一次,收集合并上清液,35℃下旋蒸去除石油醚,得到盐肤木果石油醚提取物,在盐肤木果石油醚提取物中添加甲醇,盐肤木果石油醚提取物与甲醇的质量体积比g:mL为1:5,在4℃下搅拌萃取4h,静置分层后收集上层液体,40℃下旋蒸浓缩,冷冻干燥制得漆树酸复合物(PMRO)。
通过漆树酸复合物对负重游泳引起的小鼠运动性疲劳的防治实验来探究其抗疲劳效果。与对照组相比,样品组的负重游泳时间显著增加(p < 0.05),与阳性组(VC组)相比,中、低剂量样品干预组的游泳时间与之相近,无明显差异(p > 0.05)。高剂量干预组游泳时间明显增加,是VC组的2.13倍;此外,还可能通过增加糖原储存,降低BUN和LA的含量,减轻氧化应激起到抗疲劳效果。因此,漆树酸复合物可以有效地治疗和/或预防运动性疲劳,用来开发防治疲劳的药物或功能食品。
▲漆树酸复合物的负离子模式下的总离子流图
▲负重游泳实验中各实验组小鼠负重游泳时间结果示意图
▲负重游泳实验中各实验组小鼠血浆中的血乳酸(A)、血尿素氮(B)含量
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