本發(fā)明屬于醫(yī)藥領(lǐng)域,具體涉及熟黑芝麻色素的新用途及其制備。
背景技術(shù):
糖尿病是由多種原因引起的以高血糖為特征的代謝紊亂疾病。高血糖是由胰島素分泌缺陷或其生物作用受損,進(jìn)而導(dǎo)致蛋白質(zhì)、脂肪等代謝紊亂,造成各種組織,特別是眼、腎、心臟、血管、神經(jīng)的慢性損害、功能障礙,嚴(yán)重危害人體健康和生活質(zhì)量。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們生活水平逐漸提高,全球糖尿病患者數(shù)也逐年增多。據(jù)世界衛(wèi)生組織(wto)統(tǒng)計(jì),2015年全球糖尿病患者數(shù)量達(dá)4.15億,并仍呈上升趨勢(shì),預(yù)計(jì)2040年將會(huì)達(dá)到6.42億。2015年國(guó)際糖尿病聯(lián)盟(idf)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,全球每11個(gè)人中就有1個(gè)人患ⅱ型糖尿病(type2diabetesmellitus,t2dm)。糖尿病已成為全球最嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問(wèn)題之一。
臨床研究證實(shí),現(xiàn)有的降血糖藥物均存在著不同程度的副作用,如二甲雙胍容易引起諸如惡心、嘔吐、胃脹、腹瀉等胃腸道反應(yīng),會(huì)加重肝臟代謝以及腎臟排泄的負(fù)擔(dān),長(zhǎng)期服用對(duì)肝腎損傷大。故開(kāi)發(fā)具有降血糖作用,能減輕糖尿病造成的臟器損傷,又無(wú)明顯副作用的保健食品或藥品已經(jīng)成為全球研究熱點(diǎn)。
黑芝麻為脂麻科(胡麻科)脂麻屬植物脂麻sesamumindicuml的干燥成熟種子。黑芝麻原產(chǎn)我國(guó)云貴高原,主要分布于江西、福建、廣東、廣西及云南等省區(qū),全國(guó)各地均有栽培。黑芝麻屬于藥食同源的傳統(tǒng)食品,被多部藥典所收錄。據(jù)2015年版《中國(guó)藥典》記載,黑芝麻“性甘、平,歸肝、腎、大腸經(jīng);補(bǔ)肝腎、益精血,潤(rùn)腸燥;用于頭暈眼花,耳鳴耳聾,須發(fā)早白,病后脫發(fā),腸燥便秘”?,F(xiàn)代研究證實(shí),黑芝麻含有蛋白質(zhì)、油脂、微量元素、糖類等豐富的營(yíng)養(yǎng)成分;此外,黑芝麻還含有木脂素(如芝麻素、芝麻酚、芝麻林素)、黑色素等功能性成分。其中,黑芝麻黑色素屬于天然黑色素,是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的氨基酸類衍生物,其組成與結(jié)構(gòu)不同于動(dòng)物來(lái)源色素,精細(xì)結(jié)構(gòu)至今尚不明確。研究表明黑芝麻色素?zé)o毒、無(wú)致突變性(尹佩玉等.食品科學(xué),1994);具有抗氧化(panzellal,etal.,j.agric.foodchem.,2012)、有效防止食物中重金屬的生物積累(maninip,etal.,j.agric.foodchem.,2016)等作用。
芝麻在我國(guó)具有悠久的食藥用歷史,最早于公元前35年~公元前7年就有芝麻種植的記載。世界芝麻主要種植在亞洲、非洲等發(fā)展中國(guó)家,其種植面積占世界總面積的96%以上,其中,中國(guó)是芝麻四大主產(chǎn)國(guó)之一,但是芝麻長(zhǎng)期以來(lái)主要作為油料作物,還缺乏有價(jià)值的高附加值產(chǎn)品。目前關(guān)于黑芝麻色素的研究大多集中在其化學(xué)結(jié)構(gòu)和體外生物活性方面,尚未見(jiàn)針對(duì)黑芝麻色素在體內(nèi)降血糖、減輕肝腎損傷及治療糖尿病方面的報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在提供一種熟黑芝麻色素在制備降血糖或治療糖尿病造成的肝腎損傷的特殊醫(yī)用食品、保健品或藥物中的用途及其制備。本發(fā)明在現(xiàn)有堿溶酸沉法提取黑芝麻色素的技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),將黑芝麻經(jīng)過(guò)炒制再進(jìn)行黑色素的提取,該制備技術(shù)路線穩(wěn)定可控。制備得到的熟黑芝麻色素在治療糖尿病引起的肝腎損傷方面效果顯著,并且能提高t2dm小鼠的生存率。該黑色素可用于制備改善或治療糖尿病的特殊醫(yī)用食品、保健品或藥物,亦可與其它降血糖效果顯著的天然藥物聯(lián)合制備預(yù)防、治療糖尿病的藥物,具有重要的營(yíng)養(yǎng)、保健和藥物開(kāi)發(fā)價(jià)值。
本發(fā)明的目的在于提供熟黑芝麻色素在制備治療糖尿病或治療糖尿病引起的肝腎損傷特殊醫(yī)用食品、保健品或藥物中的用途。
進(jìn)一步地,所述糖尿病為ⅱ型糖尿病。
發(fā)明經(jīng)過(guò)探索性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),熟黑芝麻色素對(duì)于二型糖尿病小鼠具有潛在的降血糖效果,與二甲雙胍降血糖效果無(wú)顯著性差異;同時(shí)熟黑芝麻色素對(duì)二型糖尿病小鼠腎小管上皮細(xì)胞腫脹具有明顯的減緩作用,且能提高t2dm小鼠的生存率。
本發(fā)明另一目的在于提供一種治療糖尿病或治療糖尿病引起的肝腎損傷的藥物,其包含治療有效量的熟黑芝麻色素。
進(jìn)一步地,所述藥物還包含常用的治療有效量的降糖藥以及藥學(xué)上可接受的載體。
進(jìn)一步地,所述熟黑芝麻色素結(jié)構(gòu)不同于二甲雙胍類、α-糖苷酶抑制劑類以及噻唑烷二酮衍生物類糖尿病治療藥物。
本發(fā)明另一目的在于提供一種治療糖尿病或治療糖尿病引起的肝腎損傷的特殊醫(yī)用食品、保健品、藥品或原料,包含熟黑芝麻色素。
進(jìn)一步地,可將本發(fā)明中所述藥物或保健品按照本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)制備成口服制劑,如片劑、膠囊劑、顆粒劑、散劑或溶液劑等,優(yōu)選為制備成片劑。根據(jù)制劑形式,熟黑芝麻色素在制劑中的含量可以以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為1~99%,優(yōu)選為5~60%;制劑使用的輔料可采用本領(lǐng)域常規(guī)的輔料,以不和本發(fā)明熟黑芝麻色素發(fā)生反應(yīng)或不影響本發(fā)明藥物的療效為前提;制劑的制備方法可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的制備方法進(jìn)行制備。
其中片劑含有兩種以上如下輔料:淀粉、糊精、低取代羥丙基纖維素、硬脂酸鎂、微晶纖維素、羥丙基纖維素、淀粉漿乳糖、甘露醇、微粉硅膠、交聯(lián)羧甲基纖維素鈉和交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮;所述膠囊劑含有兩種以上如下輔料:可壓性淀粉、乳糖、低取代羥丙基纖維素、微晶纖維素和微粉硅膠。
相應(yīng)地,本發(fā)明還提供了一種制備熟黑芝麻色素的方法,包括以下步驟:
a)選取成熟黑芝麻,去雜質(zhì);
b)炒制:取黑芝麻放入加熱炒制機(jī)內(nèi)炒制,設(shè)定溫度為220~260℃,時(shí)間20min~30min,炒制至有爆裂聲,黑芝麻微鼓起,或表面有裂痕,并伴有香味逸出即可;或120℃烘箱加熱1~2h;炒制完的黑芝麻冷卻至室溫后,粉粹30s,中斷1min,重復(fù)3~5次,作為原料;
c)堿溶:取步驟(b)中得到的原料,按料液比為1:10~1:30,加入新鮮配制的10g/l的氫氧化鈉溶液,于溫度為30~40℃的搖床或攪拌罐中,120~180rpm振蕩或攪拌30~60min使色素充分溶解。然后,4000~6000rpm離心15~30min去除沉淀,收集黑色上清液;
d)酸沉:取步驟(c)中所述上清液,靜置15~30min,吸除上層油脂,120~180rpm攪拌條件下加入1.5mol/l的鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph至1.0~2.0,繼續(xù)攪拌10~30min使色素充分沉淀;4000rpm~8000rpm離心15~30min,收集下層沉淀;
e)將步驟(d)中的沉淀干燥至恒重,干燥時(shí)的溫度不超過(guò)60℃,即獲得熟黑芝麻色素;其中干燥方式可選用冷凍干燥、減壓干燥、真空干燥和常溫干燥中的一種。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1)熟黑芝麻色素能顯著減輕糖尿病模型小鼠肝腎組織損傷程度,延長(zhǎng)糖尿病小鼠的壽命,且對(duì)于二型糖尿病小鼠具有潛在的降血糖效果,與二甲雙胍降血糖效果無(wú)顯著性差異。
2)熟黑芝麻色素為天然植物芝麻中提取的天然成分,其用于糖尿病或糖尿病引起的肝腎損傷治療具有副作用低、患者的用藥依從性高,其與其他治療糖尿病的化學(xué)藥物聯(lián)用可以顯著降低化學(xué)藥物對(duì)肝腎組織的損傷。
附圖說(shuō)明
圖1為生熟黑芝麻色素紫外光譜掃描圖(200-800nm);
圖2為生熟黑芝麻色素紅外掃描圖(400-4000cm-1);
圖3為熟黑芝麻色素精制組分1紅外掃描圖(400-4000cm-1);
圖4為熟黑芝麻色素精制組分2紅外掃描圖(400-4000cm-1);
圖5為pm2.5模型小鼠肝臟病理切片(200×、400×);
圖6為pm2.5模型小鼠腎臟病理切片(200×、400×)。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)實(shí)施例形式的具體實(shí)施方式,對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例1、熟黑芝麻色素的制備
a)選取成熟黑芝麻,去雜質(zhì);
b)炒制:取黑芝麻放入加熱炒制機(jī)內(nèi)炒制,設(shè)定溫度為220℃,時(shí)間20min,炒制至有爆裂聲,黑芝麻微鼓起,或表面有裂痕,并伴有香味逸出即可;置于120℃烘箱加熱2h。炒制完的黑芝麻冷至室溫后,粉粹30s,中斷1min,重復(fù)3次,作為原料;
c)堿溶:取步驟(b)中得到的原料,按料液比為1:30,加入新鮮配制的10g/l的氫氧化鈉溶液,于溫度為35℃的搖床或攪拌罐中,120rpm振蕩或攪拌45min使色素充分溶解。然后,6000rpm離心25min去除沉淀,收集黑色上清液;
d)酸沉:取步驟(c)中所述上清液,靜置20min,吸除上層油脂,150rpm攪拌條件下加入1.5mol/l的鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph至2.0,繼續(xù)攪拌20min使色素充分沉淀;6000rpm離心25min,收集下層沉淀;
e)將步驟(d)中的沉淀干燥至恒重,干燥時(shí)的溫度不超過(guò)60℃,即獲得熟黑芝麻色素;其中干燥方式可選用冷凍干燥、減壓干燥、真空干燥和常溫干燥中的一種。
實(shí)施例2、用于治療糖尿病引起的肝腎損傷藥物片劑制備
制備工藝:稱取處方量的上述組分,混合均勻,加入適量的60%乙醇,混合均勻后制成軟材,過(guò)篩,60℃下干燥;過(guò)篩,整粒,與過(guò)篩后的硬脂酸鎂混合均勻,壓片,即得。
實(shí)施例3、用于治療糖尿病藥物的制備
制備工藝參考實(shí)施例2。
實(shí)施例4、熟黑芝麻色素的表征
3.材料本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的熟黑芝麻色素、生黑芝麻色素以及熟黑芝麻色素精制的兩個(gè)組分。
4.生黑芝麻色素制備方法和熟黑芝麻色素相似,僅不包含炒制或加熱過(guò)程。
5.熟黑芝麻色素的精制:取2g熟黑芝麻色素溶于50ml10g/l氫氧化鈉溶液中,通過(guò)d101大孔樹(shù)脂柱進(jìn)一步分離純化,以1ml/min的流速用40%(v/v)乙醇(ph為9.69)進(jìn)行洗脫,收集洗脫液,洗脫液濃縮,60℃烘干即得兩個(gè)熟黑芝麻色素精制組分。
3.1紫外光譜(uv)結(jié)構(gòu)表征
方法:生熟兩種黑芝麻色素均用0.1mnahco3溶液溶解,200~800nm進(jìn)行全波段掃描。
結(jié)果如圖1所示:生黑芝麻色素在紫外波長(zhǎng)下有兩個(gè)明顯吸收峰,分別位于209nm和278nm,并隨著波長(zhǎng)增加,其吸收值下降,與文獻(xiàn)報(bào)道的黑芝麻黑色素紫外吸收特征一致;熟黑芝麻色素在紫外波長(zhǎng)下有兩個(gè)明顯吸收峰,分別在210nm和271nm處,隨著波長(zhǎng)增加,其吸收值下降。
3.2紅外光譜(ir)結(jié)構(gòu)表征
方法:用kbr壓片400~4000cm-1掃描,生黑芝麻色素組分分析表明(如圖2所示),在約3300cm-1的寬峰是由-o-h和-n-h的伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的,在2926cm-1和2855cm-1兩個(gè)尖峰的存在表明有甲基和亞甲基,1711cm-1處的吸收峰是由羰基伸縮振動(dòng)引起的,1458cm-1和1529cm-1低強(qiáng)度的吸收峰是由芳香環(huán)的c=c骨架振動(dòng)及-n-h的彎曲振動(dòng)引起的,在1657cm-1的吸收峰是由烯烴c=c的振動(dòng)引起的,在1168cm-1和1240cm-1處的吸收峰是由c-o-c和ar-o中的c-o彎曲振動(dòng)引起的。
可見(jiàn),生黑芝麻色素和文獻(xiàn)中報(bào)道的黑芝麻色素相似(paola,etal,journalofagricultureandfoodchemistry,2016)。熟黑芝麻色素的紅外光譜圖與生黑芝麻色素的整體峰形類似,除了上述特征的紅外吸收,但在約937cm-1處的特征峰消失了,說(shuō)明熟黑芝麻色素結(jié)構(gòu)中芳香環(huán)中=c-h或可能存在的羧基中的羥基減少了,產(chǎn)生的原因可能是高溫炒制影響了黑芝麻色素的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明制備的熟黑芝麻色素主要包含兩個(gè)組分(如圖3、圖4所示),與熟黑芝麻色素相比,兩個(gè)純化色素組分具有甲基、亞甲基、-cooh、c-oh、-c-n-h、c-o-c、ar-o、c=c等主要紅外特征峰結(jié)構(gòu),但在約1710cm-1及920cm-1處均沒(méi)有吸收峰,這進(jìn)一步說(shuō)明了熟黑芝麻色素結(jié)構(gòu)中的羰基或羧基由于高溫炒制而發(fā)生了改變。
實(shí)施例5、降糖效果試驗(yàn)
4.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物:spf級(jí),昆明小鼠雄性120只,體重為20±2g/只,購(gòu)自中山大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心東校區(qū),動(dòng)物質(zhì)量合格證:44008500013362。各組動(dòng)物均在相同的環(huán)境下飲食、飲水,保持自然光照。
4.2實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1二型糖尿病小鼠模型的建立及分組
隨機(jī)取100只小鼠建模,建模小鼠喂養(yǎng)高脂飼料(配方:蛋白20%,碳水化合物35%,脂肪45%)直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束,剩余20只小鼠喂養(yǎng)普通飼料。喂養(yǎng)4周后,建模組小鼠禁食不禁水12h,腹腔注射stz溶液(150mg/kg),普通飼料小鼠腹腔注射同等劑量的緩沖液。1周后,建模組小鼠禁食不禁水12h,尾靜脈取血測(cè)空腹血糖,設(shè)定空腹血糖≥11.1mmol/l的小鼠為造模成功小鼠,獲68只t2dm小鼠。將造模成功小鼠隨機(jī)分為模型對(duì)照組(dc)、二甲雙胍對(duì)照組(pc,300mg/kg)、生芝麻黑色素低劑量組(bsp-l1,200mg/kg)、生黑芝麻色素高劑量組(bsp-l2,800mg/kg)、熟黑芝麻黑色素低劑量組(bsp-h1,200mg/kg)、熟黑芝麻黑色素高劑量組(bsp-h2,800mg/kg),生熟黑芝麻色素組每組各12只,模型對(duì)照組和二甲雙胍對(duì)照組每組10只,正常組(nc)12只。
4.2.2給藥與測(cè)定
分組當(dāng)日開(kāi)始灌胃給藥,模型對(duì)照組和正常組給予等體積的純凈水,每天灌胃一次,連續(xù)給藥4周,每周測(cè)一次空腹血糖。
4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1~2所示。
表1實(shí)驗(yàn)各組小鼠空腹血糖的變化情況(mmol/l,x±sd)
注:與正常組相比,a為p<0.05;與模型組相比,b為p<0.05;與二甲雙胍組相比,c為p<0.05。
由上表1可知,灌胃前(0周)各糖尿病組小鼠血糖較正常組小鼠顯著升高(p<0.05),組間無(wú)顯著性差異,表明建模成功。在實(shí)驗(yàn)期間,正常組小鼠的血糖一直處于比較穩(wěn)定的狀態(tài),而模型組小鼠血糖前2周血糖呈現(xiàn)逐漸上升的狀態(tài),說(shuō)明糖尿病病情一直處于逐漸加重,第3周后有所下降,但下降不顯著。
二甲雙胍對(duì)照組在給藥1~4周期間,血糖一直處于上升趨勢(shì),可能是由于建模時(shí)注射stz的劑量較大,導(dǎo)致小鼠肝臟損傷嚴(yán)重,給予四周的二甲雙胍還不足以達(dá)到明顯降血糖的效果。
在給藥1~4周內(nèi),熟黑芝麻低劑量組的小鼠的血糖雖然一直呈現(xiàn)上升趨勢(shì),但較模型組小鼠的血糖低;熟黑芝麻高劑量小鼠的血糖在給藥1~3周呈現(xiàn)上升趨勢(shì),但在第4周有下降的趨勢(shì);兩個(gè)熟黑芝麻色素組與二甲雙胍對(duì)照組沒(méi)有顯著性差異。但二甲雙胍和2個(gè)黑色素給藥組小鼠的精神狀態(tài)明顯好于stz給藥組。上述結(jié)果說(shuō)明熟黑芝麻色素對(duì)于二型糖尿病小鼠具有潛在的降血糖效果。
表2實(shí)驗(yàn)各組小鼠存活率情況
由上表2可知,在給藥4周后,二甲雙胍對(duì)照組小鼠的存活率最高,相比于模型組小鼠增加了30%,說(shuō)明二甲雙胍藥物雖然在給藥4周期間中降血糖效果不顯著,但是在治療糖尿病方面還是有一定的整體效果;與模型組小鼠相比,黑芝麻色素給藥組小鼠的存活率均高于模型組小鼠;其中熟黑芝麻色素高劑量組小鼠的存活率在黑芝麻色素給藥組中最高,相比于模型組小鼠增加了25%,表明熟黑芝麻色素對(duì)于糖尿病具有一定治療效果。
實(shí)施例6、黑芝麻色素在減輕糖尿病肝腎損傷方面的研究
取上述實(shí)施例5四周用藥結(jié)束后各組小鼠的肝臟、腎臟制備石蠟切片,he染色觀察。
he染色主要步驟:
(1)將溫箱溫度調(diào)至65℃,待溫度控制在60℃時(shí),將切片連同切片架放入干燥的溫箱內(nèi)1-2小時(shí)至蠟熔化;(2)蘇木精染色2min,水洗,1%鹽酸乙醇液分化,返藍(lán)液進(jìn)行返藍(lán);(3)伊紅染色1min,水洗;(4)依次過(guò)70%,80%,90%,95%,100%乙醇(2min/梯度),至二甲苯1,二甲苯2(各5min);(5)樹(shù)膠封片;(6)鏡檢。
結(jié)果如圖5~6所示。
由圖5可知,正常組(a組)小鼠的肝細(xì)胞形態(tài)清晰可見(jiàn),肝小葉結(jié)構(gòu)完整無(wú)病變。而與正常組小鼠肝臟相比,模型組(b組)小鼠肝臟肝小葉結(jié)構(gòu)存在,但肝竇索結(jié)構(gòu)稍紊亂明顯,肝細(xì)胞部分濁腫,小葉內(nèi)見(jiàn)肝細(xì)胞水腫及點(diǎn)狀壞死,且局部有一定的炎性細(xì)胞浸潤(rùn),說(shuō)明肝臟有較為嚴(yán)重的損傷;
與模型組相比,熟黑芝麻色素低劑量組(c組)、熟黑芝麻色素高劑量組(d組)的小鼠肝臟結(jié)構(gòu)有不同程度的好轉(zhuǎn),雖然在鏡下仍可見(jiàn)到少量的細(xì)胞水腫,但幾乎未見(jiàn)到細(xì)胞壞死,其中熟黑芝麻色素高劑量組(d組)的小鼠肝臟切片細(xì)胞的形態(tài)更接近正常組,肝小葉結(jié)構(gòu)和肝竇索結(jié)構(gòu)均較為清晰,肝細(xì)胞損傷程度明顯減輕,說(shuō)明熟黑芝麻色素高劑量對(duì)于糖尿病造成的肝臟損傷有一定的修復(fù)效果。
由圖6可知,正常組(a組)小鼠腎臟腎單位分布均勻,可見(jiàn)近似圓形的腎小球和腎小管。與正常組(a組)小鼠腎臟相比,模型組(b組)小鼠的腎小管部分區(qū)域上皮細(xì)胞腫脹,并有明顯的空泡變形,腎小球系膜基質(zhì)增厚并且有明顯的體積增大,腎小球毛細(xì)管擴(kuò)張充血現(xiàn)象明顯,說(shuō)明造成了糖尿病腎病小鼠模型;與模型組(b組)相比,熟黑芝麻色素低劑量組(c組)、熟黑芝麻色素高劑量組(d組)的小鼠腎小管上皮細(xì)胞腫脹有明顯的減緩,雖然給藥組小鼠仍有腎小球系膜基質(zhì)增厚和擴(kuò)張性充血,但其程度明顯減輕,其中熟黑芝麻色素低劑量(c組)的作用更顯著。綜上所述,適量劑量的熟黑芝麻色素對(duì)于糖尿病造成的肝臟、腎臟組織損傷有一定的修復(fù)作用,從而達(dá)到延長(zhǎng)糖尿病小鼠壽命的效果,并且在降血糖方面也存在一定的效果。
上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效,而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下,對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此,舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變,仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。