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紫玉米天然产物挖掘与开发

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1、花青素(Anthocyanins)分析


1.1   花青素和原花青素在线产品统计:


       蓝莓、越橘、紫玉米为花青素主要来源;葡萄籽为原花青素主要来源;

       产品的花色苷或原花色素苷含量平均为22.71%


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花青素相关产品:

提高视力(明目)和眼部防御、抗疲劳、抗氧化作用、营养和改善睡眠


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1.2   不同来源花青素组成比较


       植物花青素包括矢车菊素(Cyanidin)、飞燕草素(Delphinidin)、天竺葵素(Pelargonidin)、芍药素(Peonidin)、锦葵素(Malvinidin)和矮牵牛素(Petunidin)

       它们在自然界中的分布分别约为50%、12%、12%、12%、7%和7% (Khoo et al. 2017)。

       其中,Cyanidin 3-O-glucoside最为常见。


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1.3   紫玉米 花青素稳定组分挖掘

       

       由于其离子结构,溶液中的花青素以不同的化学物质存在,具体取决于pH值。


       从不同植物获得的提取物在不同的pH下表现出不同的色调变化。


       对光和氧敏感;在碱性pH值、高温和暴露于光下不稳定


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       花青素的色泽和稳定性受羟基化、甲基化、糖基化和酰化等修饰的影响很大。B-环上的羟基越多,颜色越变为蓝色,而O-甲基化和糖基化导致轻微变为红色;糖苷部分的酰化也可引起蓝移和稳定性增加。


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       花青素调节肠道微生物群组成和多样性的能力,从而有助于潜在的健康促进作用,包括减少胰岛素抵抗、肥胖、炎症和心血管问题( Jamar et al. 2017;Park et al. 2021; Pemmari et al. 2022 )


       单酰化的花青素Petanin (Pt3R5G)通过增强自噬作用减轻神经母细胞瘤细胞中由缺氧和局部缺血引起的炎症和细胞死亡(Cai et al. 2020)。(酚酸代谢)


       咖啡酰类黄酮苷Montbretin A对淀粉酶有很强的抑制作用,并显示出作为抗糖尿病药物的前景(Yuen et al. 2016)。


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1.4   紫玉米 花青素提取方法优化


规模化浸提技术:   

浸渍、浸泡、热辅助提取等;

溶剂:甲醇、乙醇、水、丙酮或其混合物;


注意事项:

酸性溶液(例如甲酸、柠檬酸或乙酸,pH~3),稳定flavylium阳离子。

水提高得率

粉末粒度、溶体-固体比、浸提时间、温度等优化


潜在技术关键点与突破口:

增加得率 >>>细胞壁破碎酶辅助提取

紫玉米 花青素及稳定组分鉴定

紫玉米 其它提取物的成分鉴定>>> 糖、黄酮等其他小分子占比


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1.5   关键点


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2、紫玉米 黄酮C-糖苷


2.1   紫玉米 黄酮C-糖苷


成分组成:

梅辛(Maysin)

异荭草素(isoorientin,ISO)

阿皮梅辛(apimaysin)

3‘-甲氧基梅辛(3‘-methoxymaysin)


含量:

Maysin: 2.5% DW

异荭草素 ISO:2% DW


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2.2   紫玉米 黄酮C-糖苷的生物活性


1) 抗癌活性

•maysin改善良性前列腺增生(Kim et al., 2017),诱导PC-3前列腺癌细胞凋亡(Lee et al., 2014)

•ISO:肺癌、脑癌、口腔癌、肝癌、胰腺癌和胃癌(Laurindo et al., 2025,Zhang et al., 2022, Liu et al., 2021)


2) 免疫调节活性

•maysin激活巨噬细胞,并积极调节免疫应答,增强早期先天免疫(Lee et al., 2014)


3) 抑制脂肪细胞功能

•maysin抑制脂肪生成、分化和脂肪细胞的功能,改善小鼠肥胖 (Leea et al., 2017)

•ISO调控脂质代谢抑制肥胖(Ziqubu et al., 2020)


4) 抗炎/抗氧化活性

•膳食添加ISO改善高血糖、高血脂和胰岛素抵抗等代谢性疾病引起的并发症(Ziqubua et al., 2020)


5) 神经保护活性

•maysin用于帕金森病的研究,对α-Syn淀粉样蛋白聚集体低聚物和原纤维引起的损伤具有保护作用(Leri et al., 2020)

•ISO 具有抗抑郁潜力(Alves et al., 2020)


2.3   紫玉米 黄酮C-糖苷的提取方案开发


规模化浸提技术:   

浸渍、浸泡、热辅助提取等;


溶剂:二氯甲烷、苯、乙酸乙酯、乙醚和氯仿(chloroform)或其混合物;

温度:


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3、提纯能力


规模化浸提:


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过柱分离制备:


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高纯度制备:


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