クランベリーからプロアントシアニジンを抽出するには?

コケモモ(Vacciniumこうしたmacrocarponn), also known としてlingonberries, are herbaceous plants でのfamily Ericaceae. They are widely cultivated でparts のNorth America, とthere are many wild cranベリーでChina'は大興安山脈です。黒竜江省福源市の3,000 ~ 4,000平方メートルの土地で栽培されています。クランベリーは、その高いビタミンc含有量と薬効で知られています[1]。クランベリーに含まれるプロアントシアニジンは、抗酸化やフリーラジカルの除去などの機能を有しており、食品、化粧品、医薬品などの分野で広く使用されていることが研究で分かっています[1-2]。

プロアントシアニジン(proanthocyanidin、pc)は、異なる量のカテキンまたはエピカテキンの組み合わせによって形成されるポリフェノール化合物である。一般的に植物に含まれており、植物の茎に含まれる天然の抗酸化物質です[2]。凝縮タンニンとしても知られています。21世紀に入り、生物医学と栄養学の発展に伴い、プロアントシアニジンの研究と応用が広く注目されるようになった。2021年12月7日、中国の研究チームは、特定のブドウ種子からプロアントシアニジンc1を抽出した。

クランベリーに含まれるアントシアニンは、尿路感染症の予防、口腔細菌の抑制、抗腫瘍、抗酸化などの機能を有しており、幅広い応用の可能性があることが国内外の研究者によって明らかにされている[4]。本論文では、クランベリープロアントシアニジンの抽出と精製の過程と機能をレビューし、クランベリープロアントシアニジンのさらなる開発と利用のための理論的基礎を提供する。

1クランベリープロアントシアニジンの抽出技術

クランベリープロアントシアニジンの研究が深まるにつれて、クランベリープロアントシアニジンの抽出方法が増えてきている。現在、国内外で使われている抽出方法は、エタノール抽出、逆流抽出、超音波補助抽出などだ。

1.1エタノール抽出

The ethanol extractiにmethod is のcommにmethod for extracting active ingredients からplants. Ethanol is used as のorganic solvent to dissolve the active ingredients でthe plant in ethanol, とthe desired ingredients are obtained によってevaporating the ethanol. Ke Chunlin etアル[5] used the ethanol extraction method to 抽出クランベリーproanthocyanidinsとmeasured their antioxidant 活動in an in 体外antioxidant experiment. The experiment found that the optimal extraction conditions for クランベリーproanthocyanidins were an ethanol concentration の65%, a material-to-liquid ratio の1:15 (g/mL), an extraction time の30 min, とan extraction temperature の70 °CIt was also found that the クランベリーproanthocyanidinextract had good superoxide anion scavenging と削減abilities. The ethanol extraction method is simple to operate とlow-cost, but it also has some limitations.

例えば、エタノールは一部の有効成分の溶解度に制限があり、抽出効果に影響を与えたり、一部の有効成分が不活化または分解されたりすることがあります。

120逆流した抽出

反電流抽出は、目的の物質を分離するために、材料と溶媒の同時だが反対の動きの原理を使用する一般的な抽出および分離技術です。従来の方法に比べて材料処理が簡単で、溶剤の使用が少なく、抽出効率が高く、コストが安いなどのメリットがあり、工業生産に適している。吉(カン・クムシル)[6]開示される方法準備proanthocyanidinから抜粋、クランベリー、クランベリー請求項果物、碎き,し解決策あるエタノールのpH 1.0 ~になって3.0と分数の65% 85%にを加えで抽出したcountercurrently部分、粘性のある30 ~ 60°Ch " 4 ~ 6、フィルタリングされた、ろ過液などを集めて専念しクランベリーproanthocyanidin・エキスを原料を得る。この特許取得済みの逆流抽出法は、クランベリーのプロアントシアニジン成分をより完全に抽出することができます。

1.3有機溶媒の脱脂および抽出法

Organic solvents can dissolve lipids in plants, とthe lipids in the plant extract are removed by evaporation. During degreasing, the organic solvent comes into contact with the oil on the surface のthe material を通じてdiffusion, dissolving the oil in the solvent. The solvent とdissolved oil are then removed from the surface のthe material by washing or volatilization to achieve the purpose のdegreasing. Organic solvent degreasing とextraction has the advantages のfast degreasing speed とlittle or no corrosion のthe substrate, but also has some disadvantages, such as incomplete degreasing, flammable, explosive and toxic solvents, which require special attention to safety during use; solvents are volatile and may cause environmental pollution. Shi Tong etアル[7] placed cranberries in an extraction solution containing 70% acetone, 30% methanol, and 0.1 g/100 mL citric acid, and added a fat-soluble organic solvent, petroleum ether, for degreasing. a クランベリーエキスwas obtained. The volume ratio of the cranberry extract to the fat-soluble organic solvent was 1:1–1:3. This extraction process can significantly increase the extraction rate of proanthocyanidins.

1.4超音波補助抽出法

超音波を用いた抽出法は、抽出速度が速く、操作が簡単という特徴がある。有機溶媒の助けを借りれば、抽出速度はさらに高くなります。プロアントシアニジンの抽出中に、超音波は強力な機械的振動と熱エネルギーを生成します。これらの振動はクランベリー組織に作用し、粒子の変位、衝突、せん断を引き起こし、それによってクランベリー組織の表面積を増加させる。熱エネルギーの生成は温度を上昇させ、プロアントシアニジンの溶解度と拡散速度を変化させ、溶媒への溶解と抽出を促進する。溶媒とクランベリープロアントシアニジンとの接触面積を増やすことは、プロアントシアニジンの溶解および放出に有益である[8]。

qian yulingら[9]は、超音波補助抽出法を用いてクランベリーのプロアントシアニジンを抽出した。抽出を超音波で40分間行い、70°cの温度、1:20の物質対液体比、および50%のエタノール体積分率で、プロアントシアニジンの収率は11.65%に達し、最も高かった。wang kaiyin[10]は、超音波と溶媒抽出を組み合わせてプロアントシアニジンを抽出した。検証に最适化やた後、最適なプロセス条件されあるエタノール集中70% material-to-liquid比午前1時20 (g / mL)、超音波検査電力180 W、超音波検査は75°Cの温度、と超音波時間50分2.0278%のproanthocyanidin抽出率だった。

2. クランベリープロアントシアニジンの精製と分離

クランベリーから抽出されるプロアントシアニジンには様々な不純物が含まれており、精製する必要がある。クランベリープロアントシアニジンの主な精製法には、マクロ多孔性樹脂法、膜分離濾過法、ジェルクロマトグラフィー法がある。

2.1マクロポーラス樹脂法

マクロポーラス樹脂は、大きな孔構造を持つ有機高分子共重合体です。多孔質の三次元構造により選択性と吸着性を有する合成吸着剤です。マクロポーラス樹脂法は、吸着能力が大きく、溶出率が高いという特徴があり、主に工業排水処理、ビタミンの精製、化学品の脱色プロセスに使用されています。he xinhuaら[11]は、hpd600の多孔質樹脂カラムを用いて、クランベリー残渣からプロアントシアニジンを精製・分離した。最適なプロセスは、カラムに500 mlの樹脂を充填し、サンプル溶液を10 mg/ ml、溶出流量を2.0 bv /hとし、抽出したエキスを75%エタノール600 mlに分解して濃縮・乾燥させることであった。クランベリーポマス・プロアントシアニジンを精製して分離するプロセスは、純度が95%以上のクランベリープロアントシアニジンを精製するために使用でき、クランベリープロアントシアニジンの収率は1.5%である。

2.2膜分離とろ過

膜の分離・ろ過は、室温・低圧で行うことができ、高効率・省エネルギーが特徴です。膜分離は動的なクロスフロープロセスで、高分子が膜によって遮断されると浄化と分離が行われます。クランベリージュースのphは2.54で、プロアントシアニジンとアントシアニンは正の電荷を帯び、常にカソードの方向に移動する。膜ろ過システムの構成2を使用すると、プロアントシアニジンとアントシアニンがさらに強く移動します。濃縮されたクランベリージュースは、未処理のジュースよりも強い風味があります。クランベリー果汁中のプロアントシアニジンとアントシアニンの質量比は、それぞれ34.8%と52.9%増加した。また、濃縮されたクランベリージュースの抗酸化能は、膜分離とろ過によって18%増加した。膜分離とろ過は、クランベリー果汁中のフェノール物質を濃縮するために使用することができる[12]。

2.3ゲルクロマトグラフ

ゲルクロマトグラフィー(gel chromatography)は1960年代初頭に開発された精製・分離法である。多孔質ゲル材料の異なるサイズの分子に対する排除効果に基づいて分離を実現します。elizra[13]は、セファデクスlh-20ゲルクロマトグラフィーカラムを用いて、ブドウ種子からメタノールを用いたグラジエント溶出法により、プロアントシアニジンを分離精製した。異なる極性の有機溶媒で抽出される。酢酸エチル抽出物の抗酸化作用と非酵素的糖化抑制作用が最も強い。マクロポーラス樹脂を用いて分離された成分のうち、30%エタノールの抗酸化活性と非酵素的糖化抑制効果は、分離された成分よりも高かった。ゲルクロマトグラフィーはクランベリーからプロアントシアニジンを抽出するためにも用いられるが、これはあまり報告されていない。

クランベリープロアントシアニジンの3つの機能

クランベリーには多くの有益な機能がある人間の体のために。クランベリー抽出物からフェノール化合物が単離されて研究されており、クランベリープロアントシアニジンは抗菌、抗接着、抗酸化および抗炎症特性を有すると推定されている[14-15]。

3.1抗菌

研究によると、クランベリーのプロアントシアニジンは、p−fimbriated escherichia coliの尿上皮への接着を阻害し、それによって尿路感染症を予防することができる[16]。wangら[17]は、比較試験のmedline、embaseおよびコクラン中央登録の系統的検索を実施し、クランベリーは従来から尿路感染症の予防に用いられてきたことを明らかにした。babarら[18]は、反復性尿路感染の既往がある女性145人を募集し、被験者を高用量の標準クランベリープロアントシアニジンまたは低用量のコントロールのいずれかを24週間摂取するようランダムに割り付けた。

その結果、年間感染者数が5人未満の女性において、高用量のプロアントシアニジンが症候性尿路感染症の再発に予防効果がある可能性が示された。クランベリーを食べると、細菌が尿の上皮細胞に付着するのを防ぎ、尿路感染に関連した症状を減らすことが、現在の臨床的証拠から示唆されている。また、細菌の浸潤に対する免疫反応である炎症カスケード反応を阻害することで、尿路感染関連症状を軽減することもできる[19]。

植物に含まれるプロアントシアニジンやフラバン-3-オールなどの非毒性で効果の高い天然成分は、歯周炎に対して抗炎症作用を持つ可能性があります[20-21]。porphyromonas gingivalisによる歯肉下組織の植民は、歯周炎の発生における重要な第一歩である。研究によると、クランベリーのプロアントシアニジンはポルフィロモナスを殺したり、その成長や再生を阻害することはできないが、歯茎のバイオフィルムの形成を強く阻害し、それによって歯茎に定着する細菌の能力を低下させることができる。プロアントシアニジンはゼラニウム根抽出物から単離され、抽出物全体と比較された。その結果、クランベリープロアントシアニジンは、根抽出物よりも抗酸化力が強く、独特の抗菌作用を示すことが示された[22]。研究者らは、ブドウの種子からプロアントシアニジンを抽出し、ラットのエンドトキシン(大腸菌)によって誘発される実験的歯周炎に対して、プロアントシアニジンが有意な治療効果を持つことを実証した[23]。

3.2抗がん

クランベリーは、細胞内の酸化および炎症プロセスを阻害することにより、がんのリスクを低減する化学予防剤として使用できることが研究によって示されている。また、細胞増殖および血管新生を抑制し、アポトーシスを誘導し、腫瘍細胞の浸潤および転移能を低下させるため、抗がん活性を有する可能性もある[24]大人。zulfiqarら[25]は、プロアントシアニジンが治療薬として使用できることを示した。クランベリーのプロアントシアニジンは顕著な抗がん作用を有しており、さらにクランベリーからプロアントシアニジンを抽出することで、併用または単回投与で卵巣がんを治療することができる。

3.3アンチエイジング

栄養は老化に重要な役割を果たす。そのため、食事だけでなく、栄養素の吸収や代謝も加齢に伴う疾患を左右する重要な要因となっています。薬物と栄養素の相互作用、加齢関連疾患、社会経済的要因などの要因により、高齢者の栄養ニーズは若者とは異なる[26]。クランベリー(CBC)に集中して、研究者かどうかを調べproanthocyanidinsの豊富な(PACs) A型、アンチエイジングredox-state-regulating効果には、海外とのと比較これらグレープシード濃縮エキス(GSE)の相乗効果で、PACsを豊富に含むノンカロリーのb型を提供された着工in vivo证拠の中間調査の結果著名な使い分け比べPAC-rich GSE、甲乙PAC-rich CBCはアンチエイジング大きな可能性を、いる過程状態章の規定を【27】。

3.4心血管疾患の予防

血管の健康は現代社会で重要であり、血管の問題を治療するための薬剤の使用は血圧の問題の治療へのルーチンのアプローチです。研究者たちは、肥満の中年の人々を対象に実験を行い、新たな心血管疾患の危険因子は、クランベリージュースを用いた食品ベースの介入によって修正できることを実証した[28]。thim6teoら[29]は、クランベリー製品が、他の心血管リスクマーカーを考慮した一次介入に基づいて、接着分子、ホモシステイン、動脈硬化などの心血管リスクおよび症状のいくつかの指標を有意に改善できることを明らかにした。

近年、ポリフェノールは、低密度リポタンパク質の酸化抵抗性を高めたり、血小板凝集を阻害したり、血圧を低下させたり、その他の抗血栓性および抗炎症性メカニズムを介して心血管疾患のリスクを低下させる可能性があることが報告されています[30-31]。これらの研究のほとんどは、in vitroの研究や動物モデルから得られているが、研究はこれらの植物化学物質が生物利用可能で生物学的に活性であることを示している。心血管疾患の危険因子、特に炎症、インスリン抵抗性、血管反応性、血管リモデリングなどの臨床的に意味のあるパラメータに対するクランベリーポリフェノールの生物学的利用能と代謝、およびクランベリーの用量と使用期間の関係について、より多くの研究が必要である[32]。

3.5抗酸化

研究によると、プロアントシアニジンは20倍もあるantioxidant power of vitamin E and 50 times that of vitamin C. Proanthocyanidins help protect the body from sun damage, improve eyesight, increase the flexibility of body tissues such as joints, arteries and the heart, and improve blood circulation by strengthening capillaries, arteries and veins [33].

細胞モデルでは、arpe-19細胞に波長450 nmの青色光を10時間照射し、mttアッセイ(修復効果)を用いて細胞の生存率や増殖率を評価しました。この研究で分かったのはcranberry ジュースextract treated with different doses (5–50 μg/mL) containing cranberry juice proanthocyanidins may exhibit better free radical scavenging activity, thereby effectively protecting ARPE-19 cells and hindering the progression of AMD. クランベリーjuice has an 効果on 人間網膜pigment epithelial cells exposed to blue light, and ARPE-19 cells mimic age-related macular degeneration [34].

4展望

Researchers have analyzed the advantages and disadvantages of the extraction and purification methods of proanthocyanidins in cranberries, as well as the optimal extraction ratio, to improve the extraction rate of proanthocyanidins in cranberries. The next step is to strengthen research on the extraction and purification process, and to carry out functional research on proanthocyanidins in cranberries from the aspects of anti細菌and anti-functional properties, so as to continuously develop their functions and apply them to cranberry juice and 様々なnon-staple foods, thus promoting the development of the industry.

参照:

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