クランベリーのプロアントシアニジン抽出法とは?

クランベリー(vaccinium macrocarponn)は、北アメリカの一部で広く栽培されているツツジ科の植物である。中国には野生のクランベリーがたくさんあります#39は、大興安山脈地域であり、約3000 ~ 4000ヘクタールは、福源、黒龍江省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(proanthocyanidins、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。植物に多く含まれ、植物の茎に含まれる天然の抗酸化物質である[2]。凝縮タンニンとも呼ばれる。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。

クランベリーのプロアントシアニジンの精製過程と機能を探る国内外の研究では、クランベリーに含まれるアントシアニンには、尿路感染症の予防、口腔細菌の抑制、抗腫瘍、抗酸化などの効果があり、幅広い応用の可能性があることがわかった[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

エタノール抽出法は、植物活性成分を抽出する一般的な方法です。エタノールは、植物の有効成分をエタノールに溶解させるための有機溶媒として使用され、エタノールを蒸発させることで所望の成分が得られます。ke chunlinら[5]は、エタノール抽出法を用いてクランベリープロアントシアニジンを抽出し、でvitro抗酸化実験でその抗酸化活性を測定した。その結果、クランベリープロアントシアニジンの抽出条件は、エタノール濃度65%、物質/液体比1:15 (g/ ml)、抽出時間30分、抽出温度70°cであることが分かった。また、クランベリーのプロアントシアニジン抽出物は、スーパーオキシドアニオンの除去と還元能力が優れていることがわかりました。エタノール抽出法は、操作が簡単で低コストですが、限界があります。

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。ji jinjun[6]は、クランベリーからプロアントシアニジン抽出物を製造する方法を明らかにした。クランベリー果実を採取し、粉砕し、ph 1.0 ~ 3.0、質量分率65% ~ 85%のエタノール溶液を添加する。この混合物を30 ~ 60°cで4 ~ 6時間逆電流で抽出し、濾過し、濾液を収集・濃縮してクランベリーからプロアントシアニジン抽出物を得る。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有機溶媒脱脂抽出法

有機溶媒は植物の脂質を溶解することができ、植物エキス中の脂質は蒸発によって除去することができる。脱脂工程では、有機溶媒が材料表面の油に拡散して接触し、油を溶媒中に溶解させます。その後、溶媒および溶解した油は、洗浄または揮発によって材料の表面から除去され、脱脂の目的を達成します。有機溶剤の脱脂と抽出は、脱脂速度が速く、基材の腐食がほとんどまたはまったくないという利点がありますが、不完全な脱脂、可燃性、爆発性、有毒な溶剤など、使用中に安全性に特別な注意を必要とするいくつかの欠点があります。溶剤は揮発性であり、環境汚染を引き起こす可能性があります。shi tongらは、70%のアセトン、30%のメタノール、0.1 g/100 mlのクエン酸を含む抽出液にクランベリーを入れ、脂溶性有機溶媒である石油エーテルを加えて脱脂させ、クランベリー抽出物を得た。クランベリー抽出物と脂溶性有機溶媒の体積比は1:1 - 1:3である。この抽出プロセスは、プロアントシアニジンの抽出速度を大幅に向上させることができる。

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。有機溶剤の配合により、抽出率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。熱エネルギーの発生により温度が上昇し、プロアントシアニジンの溶解度と拡散速度が変化し、溶媒への溶解と抽出が促進される。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]。qiの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。プロアントシアニジンの最高収率は11.65%であり、70°cで40分間抽出を行い、エタノール体積分率を50%とした。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。最適化と検証の後、エタノール濃度70%、材料と液体の比1:20 (g/ ml)、超音波出力180 w、超音波温度75°c、超音波時間50分、プロアントシアニジン抽出速度2.0278%の最適なプロセス条件が得られました。

2. クランベリープロアントシアニジンの精製・分離技術

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、マクロポーラス構造を持つ有機高分子共重合体からなる合成吸着剤です。多孔質の三次元構造により選択性と吸着性を有しています。吸着能力が大きく、溶出率が高いことから、工業排水処理、ビタミンの精製、化学品の脱色などに広く使用されています。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、500 mlの樹脂、10 mg/ mlのサンプル溶液、2.0 bv /hの溶出流量、600 mlの75%エタノールを充填して分解能を得ることでした。茎は集められ、濃縮され、乾燥された。このプロセスは、クランベリーポマースプロアントシアニジンを精製し分離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を95%以上の純度で精製することができる。クランベリーのプロアントシアニジンの生産量は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、高分子が膜によって遮断され、精製され分離される動的なクロスフロープロセスです。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常にカソードの方向に移動するため、正に帯電する。膜分離系の構成2を用いると、プロアントシアニジンとアントシアニンの移動収率が高くなります。無処理のジュースに比べて、濃縮されたクランベリージュースはより濃厚な風味があります。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、濃縮クランベリー果汁の抗酸化能は、膜ろ過法で処理した結果、18%増加した。膜ろ過は、クランベリージュース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ます[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。ブドウ種子抽出物は、異なる極性の有機溶媒で抽出された。抽出された成分の中で、酢酸エチルは抗酸化作用と非酵素的な糖鎖化阻害作用が最も強かった。マクロポーラス樹脂で分離した成分のうち、30%エタノールで溶出した成分の抗酸化活性および非酵素的糖鎖化阻害効果は、分離した成分よりも高かった。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、これまでほとんど報告されていない。

クランベリープロアントシアニジンの3つの機能

クランベリーは、人体に多くの有益な効果を持っています。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proanthocyanidins緑膿菌の尿上皮への付着を阻害し、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、クランベリーが尿路感染症の予防に伝統的に使用さ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24週間、標準化クランベリープロアントシアニジンの高用量または低用量の対照群に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]。porphyromonとして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、細胞内の酸化的および炎症的プロセスを阻害することによって、がんのリスクを減らすための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阻害し、アポトーシスを誘導し、腫瘍細胞の浸潤および転移能力を低下させ、潜在的な抗がん活性をさらに実証することができる[24]。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には明らかな抗がん作用があり、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、卵巣がんを併用または単剤療法で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。高齢者の栄養ニーズは、薬物と栄養素の相互作用、年齢関連疾患、社会経済的要因などの要因によって、若者のそれとは異なる[26]。クランベリー(CBC)に集中して、研究者がかどうかを調べproanthocyanidinsの豊富な(PACs) A型、アンチエイジングredox-state-regulating効果には、海外との比較で効果のグレープシードオイルエキス分(GSE)、PACsを豊富に含むノンカロリーのb型を提供された着工で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物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。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によって、心血管疾患のリスクを低下させる可能性があるという研究が増えています[30-31]。研究のほとんどは、でvitro研究および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proanthocyanidins20倍以上の抗酸化力を誇るビタミンEやビタミンcの五十倍摂取するproanthocyanidinsから体を守る日焼けを助け、視力を高めるのすばしこさなどの体組織ジョイント、動脈そして心は、もう血行を改善し、毛細血管強化を通じて動脈と静脈[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または増殖率を評価しました。今回の研究では、プロアントシアニジンを含むクランベリージュース抽出物の方がラジカル除去活性が高く、arpe -19細胞を効果的に保護してamdの進行を妨げる可能性があることが明らかになった。ヒト網膜色素に対するクランベリー果汁の影響arpe-19細胞は、青色光に曝された上皮細胞で、加齢黄斑変性を模倣している[34]。

4展望

研究者は抽出速度を向上させましたクランベリーproanthocyanidinsクランベリープロアントシアニジンの抽出および精製方法の長所と短所と最適な抽出比を分析することによって。次のステップは、顧客接点の強化の抽出・浄化作業に関する研究機能クランベリーproanthocyanidinsに関する研究を展開静菌やanti-functionalの性质上粒子と役割を持続的に発展させどのように応用できるとクランベリージュースや各種副食物食品工業の発展を推进する。これのいる。

参照:

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