肉桂中降血糖活性成份总多酚的提取工艺、总多酚组合物及其用途

摘要

本发明属于食品药品生物技术领域，涉及一种肉桂中降血糖活性成份总多酚的提取工艺、总多酚组合物及其用途，提取工艺如下：肉桂原料粉碎至20目-200目；在40℃-100℃温度下，以水为溶剂连续逆流浸取，制得浸取液；分离浸取液，加乙醇，沉淀；回收乙醇，干燥得到粗提物；粗提物加水溶解；将粗提物水溶液进行聚酰胺柱层析纯化；将纯化后的物质进行干燥，制得总多酚。在肉桂总多酚提取物中加入辅料，形成肉桂中降血糖活性成份总多酚组合物。在肉桂总多酚提取物中加入辅料，用于制备预防、治疗糖尿病的保健品、食品或药物。本发明工艺科学合理、成本低廉、适于大规模生产。这种提取物可制备用于2型糖尿病防治的保健品、食品或药品。

说明书

技术领域

本发明属食品药品生物技术领域，涉及一种传统中药肉桂中降血糖活性成份总多酚的提取工艺、总多酚组合物及其在预防和治疗2型糖尿病的用途。。

背景技术

糖尿病是由胰岛功能减退、胰岛素抵抗等而引发的代谢紊乱综合征，临床上以慢性血葡萄糖（简称血糖）水平增高为主要特征，典型病例可出现多尿、多饮、多食、消瘦等表现，即“三多一少”症状，糖尿病（血糖）一旦控制不好会引发并发症，导致肾、眼、足等部位的衰竭病变，且无法治愈。在发达国家，糖尿病是造成人们失明的第一位原因，美国接受截肢手术的患者中约有一半是糖尿病病人。75％左右的糖尿病病人是死于心血管疾病。而心血管疾病患者中合并糖尿病的不在少数。如我国2006年完成的中国心脏调查发现，在因急性心肌梗死、冠脉综合症入院的患者中，四分之三患者有血糖异常。

糖尿病在中医学里被称为“消渴症”。我国最早的医书《黄帝内经》中，就已经出现了“消渴证”、“消渴症”的说法。汉代张仲景也在其医书《伤寒杂病论》中记载了“消渴症”的“三多”症状。药王孙思邈在其著作《千金方》中记载了大量治疗糖尿病及其并发症的方剂，并指出此病“所慎者三，一饮酒，二房室，三咸食及面。……不知此者，纵有金丹，亦不可救”。他认为治疗此病要以必要的饮食治疗为基础。后来的许多医家也赞同这一观点，如唐代名医王焘在其著作《外台秘要方》中写道：“此病特忌房室、热面及干脯。”

现代医学将糖尿病分为两种类型，即1型糖尿病和2型糖尿病，1型糖尿病是指胰岛功能丧失，必须注射胰岛素才能控制血糖。这些病人体内胰岛素低于正常值，一般在4mmol/L以下，属胰岛素绝对缺乏，必须补充胰岛素才能控制病情，否则很容易发生酸中毒及其他并发症，故以往称之为胰岛素依赖型糖尿病。

2型糖尿病以往被称之为“非胰岛素依赖型糖尿病”，与1型糖尿病不同的是，这类病人多在成年发病，故又被称之为“成年发病型糖尿病”。 我国的糖尿病病人中约95%以上属于2型糖尿病人，他们体内的胰岛素一般正常或稍高，也有偏低者，但总的来说胰岛素的缺乏是相对的，由于一些较为复杂的原因造成胰岛素利用障碍而发生糖尿病。病人大多体型肥胖，对胰岛素治疗不敏感，血糖波动小，很少发生低血糖或酮症酸中毒，因而又被称之为“稳定型糖尿病”。

限于目前医学水平，糖尿病仍然是一种不可根治的疾病，因此这就意味着糖尿病患者需要终身接受治疗。中华医学会糖尿病学分会发布的中国2型糖尿病防治指南（2010）明确指出：对2型糖尿病基于循证医学证据的科学、合理的治疗策略应该是综合性的，包括降糖、降压、调脂、抗凝、控制体重和改善生活方式等治疗措施。其中饮食控制是降糖治疗的一种重要措施。

肉桂是一种常用的药食同源的中药材，有着悠久的药用及食用历史。现存最早的秦汉时期的《五十二病方》中用肉桂的就有十三方。《倨延汉简》的伤寒四物方亦用肉桂。另外，如《养生方》、《杂疗方》、《武威医简》等出土方书，也有很多应用肉桂的方药，肉桂已成为早期医疗中的一味常用药物，并且有“肉桂为百药之长”的说法。《中华人民共和国药典》收载了肉桂皮、枝，和枝叶提取的挥发油，分别命名为肉桂、桂枝、肉桂油。

近年来，随着现代生物技术逐步应用于传统中药的研究，相继发现了肉桂中许多活性成份，其中肉桂所含多酚物质，可提高细胞对胰岛素的敏感性大约20倍。另外，动物及人体试验都表明，肉桂多酚提取物具有降血糖、血脂及抗氧化等作用。

2003年在巴基斯坦进行的一项60人的临床试验表明，2型糖尿病人每天摄入肉桂1、3或6克，连续40天，可降低空腹血糖(18–29%)、甘油三酯 (23–30%)、低密度胆固醇 (7–27%)和总胆固醇(12–26%)，对照组无明显变化；2006年在德国汉诺威进行的一项65人的临床试验表明， 2型糖尿病人如果每天摄取相当于1克肉桂剂量的肉桂提取物连续4个月，可降低空腹血糖约10%，血脂则无明显变化。对肉桂提取物的分析表明其促进胰岛素活性的功能成份主要是水溶性的多酚类物质（doubly linked procyanidin type-A polymers）

中国专利申请号为CN200610117512.1的发明专利，公开了一种肉桂提取物的制备方法、肉桂提取物、其组合物及用途，首先该专利文件中没有明确肉桂中降糖活性组分的属性；其次，利用其制备方法所得提取物成份以肉桂醇、肉桂酸、肉桂醛、丁香酚为主；再次，该对比文件的提取工艺仅包括水溶、抽提、分离三个步骤，提取物没有经过纯化、干燥等操作，杂质含量高，治疗效果差。

中国专利申请号为CN200610201217.4的发明专利，公开了一种肉桂治疗糖尿病上的用途及产品和其制备方法，首先，该专利文件中的萃取物中含有大量肉桂醛、香豆类等影响血压的稳定的成份；其次，该专利的萃取物中的治疗和预防糖尿病的活性成份是甲羟基查耳酮多聚体，国外同行在2001年曾提出甲羟基查耳酮多聚体是肉桂中一种降糖活性成份，但相关的实验证据却从未曾发表，此后这种提法也越来越少；再次，该对比文件利用石油醚萃取和乙酸乙酯作为萃取的溶剂，并使用了硅胶柱层析纯化工艺，该萃取的溶剂石油醚可引起周围神经炎，对皮肤有强烈刺激性，其残留物对产品质量安全影响很大；且石油醚极度易燃，不利于安全生产；利用硅胶柱层析纯化，具有选择性低、产物纯度不高的缺点。

中国专利申请号为CN 201110197202.6的发明专利，公开了一种肉桂多酚的提取工艺，但该工艺主要采用了CO₂超临界提取技术，大规模生产成本高昂。其次，该对比文件采用了SP207树脂进行产品纯化，此种工艺对多酚的吸附选择性不强，产品纯度低，治疗效果较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种肉桂中降血糖活性成份总多酚的提取方法，利用多酚类物质易溶于水的性质，采用水提醇沉法获得了具有良好降血糖活性的总多酚提取物，具有生产成本低，工艺成熟，适于大规模工业化生产，生产原料及试剂安全无毒，提取的肉桂总多酚的杂质含量低，安全无副作用。

本发明的另一目的在于提供一种肉桂中降血糖活性成份总多酚组合物及其用途，将总多酚提取物与各种辅料制备成肉桂中降血糖活性成份总多酚组合物，并将该组合物用于制备预防和治疗糖尿病的保健品、食品或药品，具有生产成本低，总多酚提取物含杂率低，预防和治疗糖尿病效果好。

为了实现上述第一个目的，本发明采用如下技术方案。

提供一种肉桂中降血糖活性成份总多酚提取物的提取工艺，它包括以下步骤。

步骤一、肉桂原料粉碎至20目-200目，利于溶剂与原料充分接触，提高提取率。

步骤二、在40℃-100℃温度下，以水为溶剂连续逆流浸取，制得浸取液；采用连续逆流浸取，溶剂用量少、提取率高；采用了连续逆流浸取工艺，大大减少了溶剂用量，提高了提取率、降低了后续浓缩工艺的能量消耗，从而大幅节约了成本。

步骤三、分离浸取液，加乙醇，沉淀，浸取液与乙醇的体积比为1:2-1:5；采用管式离心机离心分离浸取液，分离速度快，分离效果好，添加乙醇可以沉淀多糖、蛋白质等杂质，有效降低肉桂总多酚提取物含杂率。

步骤四、采用减压蒸发方式回收乙醇，干燥得到粗提物。减压蒸发的作用是浓缩提取液，同时回收溶剂。

步骤五、粗提物加水溶解，每克粗提物加10-100ml水。

步骤六、将粗提物水溶液进行聚酰胺柱层析纯化；聚酰胺柱层析纯化，具体纯化步骤为：将粗提物水溶液加到30-100目的聚酰胺柱上，用2-5倍柱体积30%-70% 乙醇洗脱。由于粗提物中除了含有总多酚还含有蛋白质、多糖、肉桂醛、肉桂酸、丁香酚等杂质，采用聚酰胺柱层析纯化加工，对多酚具有更高的选择性，能有效除去上述杂质，多酚含量提高至30%以上。

步骤七、将纯化后的物质进行干燥，制得总多酚，具体为采用微波真空干燥，干燥时间为20分钟-1小时，制得的总多酚提取物的PH范围值4.5-7.0。采用微波真空干燥加热快、蒸发快、温度低，不影响产物活性。

其中，所述步骤二中，浸取工艺为连续逆流浸取，原料和溶剂的质量比为1:3-1:8，提取时间为0.5-2小时。进一步地，原料和溶剂的质量比优选为1:5-1:6, 提取时间优选为60-100℃，提取时间优选为0.8-1.3小时。

其中，所述步骤三中，乙醇的浓度为80%-100%。

其中，制备的粗提物其总多酚含量为10%-15%，最优含量是12%，纯化后的总多酚含量为30%-40%，最优含量是35%。

其中，总多酚中活性成份为A型原花青素多聚体。A型原花青素多聚体（doubly linked procyanidin type-A polymers）是肉桂中降血糖的主要活性成份。如图2所示，A型原花青素多聚体可以预防和治疗糖尿病的机理是提高机体对胰岛素的敏感性，还具有抗氧化、抑制胰岛素受体的磷酸酪氨酸磷酸酶的活性、刺激胰岛素受体激酶等活性。

肉桂为樟科植物，主要生长在热带地区，它的树皮具有药用价值，是一种传统中药，肉桂干燥树皮性味辛、甘、大热、归肾、脾、心、肝经，具有补火助阳，引火归原，散寒止痛，活血通络等功效，在我过已有数千年的使用历史。肉桂降血糖的作用机制包括：通过保护、刺激胰岛β细胞而增加血清胰岛素的含量；增加胰岛素的敏感性，改善胰岛素抵抗；清除自由基，抗脂质过氧化；促进胰岛素分泌，增加血清胰岛素的含量等。

本发明的从肉桂提取的肉桂多酚具有胰岛素样作用，是一种胰岛素增敏剂，可改善胰岛素抵抗，并能提高糖尿病大鼠的血清胰岛素分泌，从而有降糖作用。本发明的肉桂原料是指肉桂的干燥树皮，粉碎前筛除沙尘等杂质后再进行粉碎。本发明的肉桂选购自广西。

为了实现上述另一个目的，本发明采用如下技术方案。

提供一种肉桂中降血糖活性成份总多酚组合物，在肉桂总多酚提取物中加入辅料，形成肉桂中降血糖活性成份总多酚组合物，该总多酚组合物用于制备预防、治疗糖尿病的保健品、食品或药物。辅料与干燥后提取物的质量比为1:0.1-1:1，辅料有利于保健品、食品或药品的成型，具有抗氧化效果，延长肉桂总多酚的贮藏时间，有利于保持总多酚的预防和治疗糖尿病的功效。

其中，所述辅料包括维生素C、茶多酚、甲壳素和洋姜粉中的一种或一种以上的混合物。维生素C、茶多酚具有抗氧化的功能；甲壳素、洋姜粉可加强降血糖的效果。

其中，以肉桂总多酚提取物：维生素C：茶多酚：甲壳素：洋姜粉的重量比为100mg：1-10mg：1-10mg：10-100mg：10-100mg的比例混合，按照常规方法加工制成肉桂中降血糖活性成份总多酚组合物，该总多酚组合物用于预防、治疗糖尿病的药物或保健品。制备药物、保健品的常规方法是加辅料压片或包装成胶囊。

其中，以肉桂总多酚提取物：维生素C：茶多酚：甲壳素：洋姜粉的重量比为100mg：1-10mg：1-10mg：10-100mg：200-1000mg的比例混合，按照常规方法加工制成肉桂中降血糖活性成份总多酚组合物，该组合物用于预防、治疗糖尿病的食品。制备食品的常规方法是加入牛奶、水、淀粉等其它原料制备成饮料或烘焙食品。

维生素C可作为抗氧化剂，保护其它抗氧化剂，如维生素A、维生素E、不饱和脂肪酸，防止自由基对人体的伤害；可预防动脉硬化，促进胆固醇的排泄，防止胆固醇在动脉内壁沉积，甚至可以使沉积的粥样斑块溶解。还可治疗贫血，使难以吸收利用的三价铁还原成二价铁，促进肠道对铁的吸收，提高肝脏对铁的利用率，有助于治疗缺铁性贫血，提高人体的免疫力，提高机体的应急能力等。

茶多酚是一种稠环芳香烃，可分为黄烷醇类、羟基-[4]-黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。其中以儿茶素最为重要，约占多酚类总量 的60%-80%；具有降血脂、预防肝脏及冠状动脉粥样硬化；降血压，茶多酚具有较强的抑制转换酶活性的作用，因而可以起到降低或保持血压稳定的作用；降血糖，茶多酚对人体的糖代谢障碍具有调节作用，能降低血糖水平，从而有效的预防和治疗糖尿病；提高人体的综合免疫能力；抗脂质过氧化，预防衰老；助消化作用；有助于美容护肤等功效。

甲壳素，又称为甲壳质、多糖、几丁质和几丁质，可被酶分解而吸收，改善酸性体质，对人体细胞有很强的亲和性，不会产生排斥反应，具有较强的吸附能力，它还是天然纤维素（动物性食物纤维），没有毒性和副作用。

洋姜粉是指洋姜的粉末，菊芋（Helianthus tuberosus）又名洋姜，是一种菊科向日葵属宿根性草本植物，其块茎或茎叶入药具有利水除湿，清热凉血，益胃和中之功效。菊芋的块茎中含丰富的菊糖，为果糖多聚物质，对糖尿病有一定的辅助疗效。药用提取菊糖，供治疗糖尿病用。根茎捣烂外敷治无名肿毒、腮腺炎。食疗方面还可用菊芋块茎100克，洗净切碎，大米100克淘洗干净，加水适量同煮成粥，调入食盐、香油后食用。适用于糖尿病、浮肿、小便不利者。

本发明的优点在于：

（1） 采用了聚酰胺柱层析纯化，对多酚类物质具有较强的吸附选择性吸附作用，所得总多酚的杂质含量低，产品纯度更高。

（2） 提取过程仅使用了水及乙醇等安全的溶剂，没有使用任何有毒的原料及试剂，产品安全无副作用。

（3） 溶剂成本低，用量少，利用水提、醇沉、柱层析、微波真空干燥等方法将肉桂中的降血糖活性成份总多酚完全提取出来，提取率高，产品中含有的降血糖活性成分纯度高，药效好。

（4） 本发明提取的肉桂多酚具有胰岛素样作用，是一种胰岛素增敏剂，可改善胰岛素抵抗，并能提高糖尿病大鼠的血清胰岛素分泌，从而有降糖作用。

（5） 提取出的产品颜色浅、味道淡、用量少且性质稳定，利用应用，预防和质量糖尿病效果好。

（6） 本发明的肉桂多酚组合物可加工成用于预防和治疗2型糖尿病的药物、保健品或食品，使用者可根据饮食和生活习惯选择合适的保健产品或食品产品，应用范围广，可起到轻松治疗糖尿病的效果，符合大多数人群的使用要求。

（7） 本发明工艺科学合理、成本低廉、适于大规模生产。

本发明研究了肉桂总多酚提取物对小鼠糖尿病的影响：

如图1所示，发明人研究了肉桂总多酚对链尿霉素(STZ)致昆明小鼠糖尿病血糖的影响，具体实验过程如下：

实验动物：昆明小鼠80只，体重19-22克，雌雄各半，购自江西中医学院实验动物科技中心。

主要试剂、材料及仪器：

链脲佐菌素(STZ)，美国Sigma公司；二甲双胍，上海华氏制药有限公司；肉桂，产地广西；TOUCHI 血糖监测仪及试纸，美国强生公司。

一、实验方法：

（1）柠檬酸三钠-柠檬酸缓冲液配制方法如下：

先配制A、B两种母液，A.柠檬酸三钠母液(0.1 mol/L)；B.柠檬酸母液(0.1mol/L)；然后按体积比A∶B=l∶1.32混合两种母液得到pH4.4的柠檬酸三钠-柠檬酸缓冲液；

（2）STZ致昆明小鼠糖尿病模型的建立：

健康昆明小鼠80只，雌雄各半。随机分成两组，10只为对照组，70只为造模组。造模时小鼠禁食不禁水 16～17h 后，按170mg/(kg bw·d)腹腔注射STZ溶液(临用前用柠檬酸缓冲液冰浴避光配制成质量浓度为1g/100mL的STZ溶液)。适应性喂养72h 后禁食3～5h，空腹测血糖值，血糖值在11.1mmol/L以上的为造模成功小鼠。

（3）肉桂多酚对STZ糖尿病小鼠的降血糖实验：

以正常小鼠作为正常对照组，将STZ诱导成功的糖尿病小鼠按平均血糖值随机分为模型组、二甲双胍组、肉桂多酚高剂量组和肉桂多酚低剂量组。正常对照组和模型组每天灌胃0.4mL 生理盐水；二甲双胍组按200mg/(kg bw·d)灌胃二甲双胍；肉桂多酚高剂量组按1000mg/(kg bw·d)灌胃；肉桂多酚低剂量组按200mg/(kg bw·d) 灌胃。各组实验均连续灌胃 4周。末次灌胃后禁食 3～5h，尾静脉取血测血糖值。

二、统计方法：

数据采用SPSS 13.0 软件进行统计分析，组间比较采用单因素方差分析，P<0.05 表示差异显著，P<0.01 表示差异极显著。

三、实验结果：

肉桂多酚对糖尿病昆明小鼠正常组、模型组和各用药组的空腹血糖(FPG)的影响

给药前，模型组与正常组比较FPG水平明显升高(P<0.01)，且各给药组与模型组间差异无统计意义(P>0.05)。给药2周至4周后，二甲双胍组血糖水平较模型组均明显降低(P<0.01)，肉桂多酚l和2组较模型组均有所下降(P<0.05)。给药4周后，肉桂多酚高剂量组和低剂量组较模型组均显著下降(P<0.01)。结果说明我们提取的肉桂多酚降血糖效果显著。同时降血糖效果有时间和剂量依赖关系。

本方案的肉桂多酚停止给药4周后小鼠血糖仍比对照组低，说明本方案的肉桂多酚降血糖效果有较强持续性，且使用剂量小，服药方便；另外肉桂属于既可做药品又可作食品的植物，故其使用安全无副作用。

附图说明

图1为本发明的肉桂对胰岛素体外活性的影响图；横坐标表示胰岛素浓度，纵坐标表示胰岛素活性纯黑条是没有添加肉桂的对照，第二灰色条表示纯化肉桂组分（7毫克/毫升）1:20稀释，白条表示1:10稀释，横条为1:5，斜条是1:2稀释。

图2为本发明的总多酚中的活性成份A型原花青素聚合物分子结构示意图。

具体实施方式

实施例1。

取肉桂1kg，粉碎至20目，以8kg水为溶剂，在40℃连续逆流浸取0.5小时，浸取液加2倍体积乙醇沉淀，管式离心机离心过滤取上清液，浓缩，干燥，得肉桂粗提物50g，用200ml纯化水溶解，过聚酰胺树脂柱进行聚酰胺柱层析纯化，微波真空干燥，得肉桂多酚提取物5g，该提取物水溶性多酚含量为30%。

实施例2。

取肉桂1kg，粉碎至100目，以5kg水为溶剂，在80℃连续逆流浸取1小时，浸取液加4倍体积乙醇沉淀，管式离心机离心过滤取上清液，浓缩，干燥，得肉桂粗提物50g，用500ml纯化水溶解，过聚酰胺树脂柱进行聚酰胺柱层析纯化，微波真空干燥，得肉桂多酚提取物5g，该提取物水溶性多酚含量为50%。

实施例3。

取肉桂1kg，粉碎至200目，以3kg水为溶剂，在100℃连续逆流浸取2小时，浸取液加5倍体积乙醇沉淀，管式离心机离心过滤取上清液，浓缩，干燥，得肉桂粗提物50g，用1000ml纯化水溶解，过聚酰胺树脂柱进行聚酰胺柱层析纯化，微波真空干燥，得肉桂多酚提取物5g，该提取物水溶性多酚含量为40%。

序号肉桂用量（kg）粉碎程度（目）溶剂水用量（kg）浸取温度（℃）浸取时间（分钟）乙醇与浸取液体积比（倍）粗提物质量（g）粗提物加水量（ml）肉桂总多酚提取物质量（g）水溶性多酚含量（%）实施例11208400.5250200530实施例211005801450500550实施例31200310025501000540

实施例4

取肉桂1kg，粉碎至100目，以4kg水为溶剂，80℃连续逆流浸取1小时，浸取液加4倍体积乙醇沉淀，管式离心机离心过滤取上清液，浓缩，干燥，得肉桂粗提物50g，用200ml纯化水溶解，过聚酰胺树脂柱进行聚酰胺柱层析纯化，微波真空干燥，得肉桂多酚提取物5g，该提取物水溶性多酚含量为30%-50%，加入发酵牛乳1000ml、水2000ml、高果糖浆20g高温瞬时灭菌后无菌灌装，制成预防和治疗2型糖尿病的饮料。每灌250ml，每灌日饮用1-2灌。

实施例5

将10g肉桂粉碎加水，加水量为100ml，50℃连续逆流进去时间为30分钟，过滤取上清液，浓缩，干燥，得肉桂提取物，该提取物加水100ml溶解，过聚酰胺树脂柱，100ml70%乙醇洗脱，微波真空干燥，得肉桂多酚纯化物0.2g、加入鸡蛋1个、碳酸氢钠0.1g、牛奶5ml、维生素C 0.05g、甲壳素1g、洋姜粉100g搅匀后150℃烘焙20分钟制成预防和质量2型糖尿病的饼干类食品，每片3-5g，每日食用5-10片。

实施例6

取肉桂2kg粉碎成100目，加45%乙醇15kg，50℃水煎煮2小时，回收乙醇，浓缩，干燥，得肉桂粗提物，该提取物水溶性多酚含量为35%，取此提取物50g，用200ml纯化水溶解，过聚酰胺树脂柱，微波真空干燥，得肉桂多酚提取物6g, 取肉桂多酚提取物200mg，加入茶多酚20mg，加入辅料，混合，制粒，干燥，整粒，充填胶囊，即得预防和治疗2型糖尿病的药物。此胶囊每日服用1-2次，每次1粒。

实施例7

取肉桂lkg粉碎成120目，加75%乙醇煎煮2次，每次加乙醇量为5kg，提取时间为2小时，合并水提液，浓缩，干燥，得肉桂多酚粗提物100g，用400ml纯化水溶解，过聚酰胺树脂柱，微波真空干燥，得肉桂多酚提取物7g, 取肉桂多酚提取物200mg，加入茶多酚20mg，维生素C 5mg加入辅料，混合，制粒，干燥，整粒，充填胶囊，即得预防和治疗2型糖尿病的药物或保健品。此胶囊每日服用1次，每次1粒。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明的发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。