[发明专利]一种从高粱外种皮中提取原花青素四聚体的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物提取技术领域，具体涉及一种从高粱外种皮中提取原花青素四聚体的制备方法，同时还涉及一种从高粱外种皮中提取原花青素四聚体在抗龋齿药物中的用途。

背景技术

原花青素(procyanidins,简称PC)是一大类多酚类化合物的总称，广泛分布于植物界，主要存在于植物的叶、壳和果肉以及树皮中，因其具有抗氧化、抗辐射、清除自由基、抗肿瘤、抗炎症、保护心血管活性、护肤美容和抗衰老、改善视觉等诸多生物功效，近年来成为天然植物多酚研究的热点。原花青素的两种最基本的结构单元是儿茶素和表儿茶素，二者通过聚合可形成PC的寡聚体或多聚体，这两种异构体的化学结构均属于黄烷三醇型结构(fiavan-3-ols)。

世界卫生组织把龋齿列为仅次于心血管疾病和癌症的三大非传染性疾病之一。龋齿是影响我国居民健康的重要问题之一，尤其在青少年和儿童中，龋齿的发生率很高(杨杨等，2003)。目前对于龋齿的产生机制已经有很清晰的认识，根据龋齿产生的细菌学说，龋齿发生可以归纳为牙硬组织表面吸附唾液蛋白，口腔中的致龋齿菌借助唾液蛋白膜，在牙面定植、繁殖、形成牙菌斑生物膜。菌斑中的致龋齿菌进一步利用口腔摄入的碳水化合物，一方面生成葡聚糖，有利于菌斑自身的成熟和代谢，另一方产酸，导致牙齿中羟基磷灰石溶解，牙齿形成洞(高学军等，2007)。大量研究表明，变形链球菌(Streptococcus mutans，S.mutans)和远缘链球菌(Streptococcus sobrinus,S.sobrinus)是口腔中最主要的致龋齿菌(刘正等，2008)。葡糖基转移酶(GTF)是S.mutans合成的重要致龋毒力因子,它能够催化蔗糖水解并合成包括葡聚糖在内的多种胞外多糖，这一过程对变形链球菌在牙面形成菌斑，最终导致龋齿的发生至关重要。GTF在S.mutans血清型c中主要分为三种，分别是GTFB，GTFD，和GTFC。其中GTFB(GTF-I，162KD)不依赖外源性葡聚糖前提引物，合成以α-1，3糖苷键为主的水不溶性葡聚糖，介导变形链球菌对牙面蔗糖的依赖性粘附(Fukushima K et al，1981)。编码GTFB的基因全长约为4.8kb，含有三个功能区段，其中位于N端的催化活性区(catalytic region，CAT)是重要的功能区段，具有催化蔗糖水解的活性，能够催化蔗糖产生葡聚糖(汪林，2007)。一直以来，人们试图通过不同途径和方法治疗和预防龋齿，如激光，封闭，抗生素，氟化物等，这些医疗手段和药物虽然有一定治疗龋齿的效果，但是可能会引起口腔和肠道菌群失调，或是产生一定的毒副作用(李彩等，2007)。所以目前学者们将研究集中在天然产物，期望从中筛选出具有高效干预龋齿的活性成分，以期改变目前防治龋齿的现状。

近10年来，大量研究表明天然植物多酚有抑制龋齿的功效，其中茶多酚被证实是一种天然的有效成分。据报道原花青素的分子中则含有比儿茶素(茶多酚的主要成分)结构单元中更多的酚羟基，因而具有更广泛的抑菌谱、更好的抑酶活性和结合蛋白质的能力，以及清除包括超氧阴离子在内的各种自由基的能力。这也预示着原花青素可能是一种更值得关注的预防龋齿的植物药。

Kyoung HK et al(2004)的研究证实可可壳提取物纯化后(主要成分是原花青素)，其抑制葡萄糖基转移酶的活力为从绿茶和乌龙茶中提取得到的茶多酚抑制率的2-12倍；单静敏等(2011)研究表明，苹果原花青素、葡萄籽原花青素对变形链球菌和金黄色葡萄球菌生长都有抑制作用。

高粱(Sorghum bicolor(L)Moench)含有丰富的天然植物化学物质，包括单宁、酚酸、花青素、植物甾醇和甘蔗素等，这些化学物质对改善人体健康有一定效果(Joseph MA and Lloyd WR,2004)。高粱在我国各地都有种植,是重要的食用、饲用、酿造用等兼用型农作物。在高粱的深加工过程中，一般都要通过碾白脱去种皮，高粱种皮多作为饲料、肥料甚至被大量废弃。刘睿等(2003)报道，高粱种子外种皮中含有丰富的原花青素，含量最高达到8.42％，主要是以低聚体为主。黄曼等(2014)发现高粱原花青素四聚体(SPC-Ⅲ)比其混合物抑制S.mutans Ingbritt(c)体外黏附的效果更强，且SPC-Ⅲ(原花青素四聚体)处理细菌的抑制效果强于处理获得性膜的抑制效果，是其抑制细菌黏附主要途径。因此以高粱种皮为原料，对其中的原花青素四聚体进行提取分离，并应用于工业化生产，从而开发抗龋齿药物或功能性食品，将实现变废为宝，具有重要的研究意义和市场价值。

发明内容