（食品科学专业论文）库拉索芦荟汁稳定化工艺和HPLC指纹图谱研究.pdf

浙江工商大学硕士研究生论文 库拉索芦荟汁稳定化工艺和h p l c 指纹图谱研究 摘要 芦荟属多年生百合科草本植物，叶片厚实多肉，富含多种活性物 质，具有医疗保健、食用和观赏等价值。但是芦荟汁暴露于空气中时 特别容易产生浑浊以及发生变色等不良反应，进而严重影响芦荟的生 物活性。因此，为了生产品质好的芦荟产品，需要对芦荟进行稳定化 生产，即生产过程中最大限度地保留新鲜芦荟中的生物活性成分的同 时也抑制不良反应的发生。本论文以研究前人的芦荟稳定化生产工艺 为前提，总结前人的工艺流程中可取的步骤作为流程设计的基础，再 针对每一步骤进行创新性优化。 本研究以库拉索芦荟为原料，它的稳定化工艺流程为：薪鲜库拉 索芦荟一清洗一外皮剥离一榨汁一果胶酶酶解一多酚吸附一膜分离 一添加稳定剂一巴氏灭菌一密封保存。 利用n o v o 公司生产的新果胶酶p e c t i n e x 回x x l ( 芦荟原汁d h 不变的情况下，果胶酶加入量为6 0 p p m 、反应温度为5 0 。c 、反应时 间为4 5 m i n ) ，降低芦荟汁粘度以利于后面的工艺发展，增强澄清效 果。 首次使用化学吸附剂p v p p 与物理吸附剂活性炭共同作用来去除 多酚的方法( p v p p 与活性炭分步吸附：第一步p v p p 吸附，优化条 件为4 5 。c ， 1 5 9 l ，1 0 m i n ；离心，第二步粉末活性炭，优化条件为 l 浙江工商大学硕士研究生论文 0 6 9 l ，5 5 。c ，4 0 r a i n ) ，抑制原汁变色以及浑浊，增加芦荟汁的稳定 化。 利用超滤技术( 超滤膜1 0 0 ，0 0 0 d ，操作压力o 2 0 5 m p a ，料液 流速o 7 5 m 3 h ) ，有效去除产品中肉眼不能观察到的微生物和部分褐 变色素及苦味前体，大大改善产品的品质和口感。 使用响应面方法对稳定剂进行选择，之后优化不加防腐剂的复合 稳定剂的加入量( v c 0 0 0 8 4 5 ，e d t a 0 0 1 7 8 ，c m c 0 0 1 6 0 ) ， 保存最稳定的芦荟汁。 稳定化工艺的优化实验证明，该产品的总得率为8 4 1 l ，符合 q b t 2 4 8 9 - - 2 0 0 0 规定的要求。因此，本论文提出的稳定化芦荟汁生 产工艺是成功的。 芦荟的治疗效果和功能也引起了掺假者的觊觎，为了保证特定工 厂生产的芦荟产品的质量，以及对芦荟的原料和产地进行鉴定，我们 在库拉索芦荟生产中首次引用中药中的h p l c 指纹图谱来进行质量 控制。通过计算各批次制品的指纹图谱与它们的共有模式图谱进行相 似度比较来控制产品质量的稳定性；计算不同芦荟的指纹图谱与它们 的共有模式图谱之间的相似度来进行鉴定芦荟原料的产地和品种，进 而也控制了工厂中生产的芦荟制品的质量。 关键词：芦荟，稳定化，p v p p ，复合稳定剂，指纹图谱，相似度 塑垩三堕查兰堡圭堡壅皇笙苎 一 s t u d yo fs t a b i l i t yt e c h n i c sa n d h p l c f i n g e r p r i n ti na l o ev e r aj u i c e a b s t r a c t a l o ei sap e r e n n i a lb e r b a c e o u sp l a n tw h i c hb e l o n g st o t h e l i l y f a m i l y i t st h i c kl e a v e sa r er i c hi np u l pt h a tc o n t a i n sm a n y k i n d so fa c t i v e m a t t e r i ti sa ne d i b l ea n do r n a m e n t a lp l a n t ，a n di ta l s oh a s m e d i c a lv a l u e b u ta l o ej u i c ei se s p e c i a l l ye a s yt op r o d u c em u d d ya n dc o l o r c h a n g e d w h e ni ti se x p o s e dt ot h ea i r t h e s es i d er e a c t i o n sw i l lh a v eas t r o n g i m p a c to nb i o a c t i v i t y s ok e e p i n gt h ep r i m a r yf r e s hs t a t eo f t h ea l o ej u i c e a n di n h i b i t i n gt h es i d er e a c t i o n sa r ev e r yi m p o r t a n tt oe n s u r et h ea l o e p r o d u c to fg o o dq u a l i t y t h i ss t u d yw a sb a s e do nt h ee a r l i e r r e s e a r c h a b o u tt h es t a b i l i z a t i o nt e c h n i c so fa l o e t h ed e s i g no fo u re x p e r i m e n t s w a sb a s e do nt h ea d v i s a b l et e c h n i c sf r o mt h ee a r l i e rr e s e a r c h e s ，a n d i n n o v a t i v e l yo p t i m i z e de v e r yt e c h n i c m a t e r i a lo fo u rs t u d yw a sa l o ev e r a t h et e c h n i c so fp r o d u c i n g s t a b i l i z e da l o ej u i c e ：f r e s h ea l o ev e m c l e a n j n g p e d i n g c n l s h i n g e n z y m a t i ch y d r o l y s i s p o l y - p h e n o la d s o r p t i o n - - s e p e r a t i o nb ym e m b r a n e u s i n gs t a b i l i z e r s - - p a s t e u r i z i n g p a c k a g i n g u s i n gt h en e wp e c t i n e x x x l ( c h a n g e l e s sp h ，p e c t i n a s eu s a g eo f 6 0 p p m ，t e m p e r a t u r eo f 5 0 。c ，a n dt i m eo f 4 5 m i n ) ，c l a r i f i e da l o e j u i c et h a t w a sb e n e f i tt ot h el a t e rt e c h n i c s t h ef i r s tu s i n go fc h e m i c a ls o r b e n tp v p pa n dp h y s i c a ls o r b e n t 浙江工商大学硕士研究生论文 a c t i v a t e dc a r b o nt h a ta d s o r b e dp o l y - p h e n o lt o g e t h e r ( a d s o r b e da tt w i c e t h eo p t i m u mc o n d i t i o n so fp v p pa d s o r p t i o nw a s4 5 。c ，1 5 9 l ，10 m i n ； c e n t r i f u g a lt e c h n i q u e ；t h es e c o n ds t e pw a sa c t i v a t e dc a r b o na d s o r p t i o n ， t h eo p t i m u mc o n d i t i o n sw a s0 6 9 l ，5 5 。c ，4 0 r a i n ) ，i n h i b i t e d f u m e t c o l o r - c h a n g e da n dm u d d y , i n c r e a s e dt h es t a b i l i t yo f a l o ej u i c e u s i n gm e m b r a n et e c h n i c ( s i z e ：10 0 ，0 0 0 d ) ，ac l e a ra n ds t a b i l i z e d a l o ej u i c ew a so b t a i n e d t h eo p e r a t i o nc o n d i t i o n so ft h em e m b r a n e s e p a r a t i o nw e r ea sf o l l o w s ：p ，o 2 0 3 5m p a ，v , 0 7 5 m 5 h u s i n gr e s p o n s es u r f a c ea n a l y s i s ，t h es t a b i l i z e r sw i t h o u ta n t i s e p t i c a n du s a g ew a so p t i m i z e d ( v c 0 0 0 8 4 5 ，e d t a 0 0 17 8 ，c m c 0 016 0 ) t h em o s ts t a b l ea l o ej u i c ew a sc o n s e r v e d t h eo p t i m a le x p e r i m e n tp r o v e d ，a n a l y s i si n d e x e so ft h ef i n a lp r o d u c t a r ei na c c o r d a n c ew i t ht h es e to fq b t 2 4 8 9 2 0 0 0 ，a n dt h eg e n e r a lr e s u l t w a sa sh i g ha s8 4 11 s ot h es t a b i l i z e dt e c h n i ci ss u c c e s s f u l t h ec u r a t i v ee f f e c ta n df u n c t i o n sa l s oc r e a t e dt h ec h a n c ef o rt h e a d u l t e r a t i o n s i no r d e rt oe n s u r et h eq u a l i t yo fs o m ef a c t o r y sp r o d u c t ， s ow ef i r s t l yc o n t r o l l e dt h ep r o d u c to fa l o ev e r aw i t ht h em e t h o do f h p l cf i n g e r p r i n tt h a tr e f e r st oc h i n e s et r a d i t i o n a lm e d i c i n e w ec a n c o n t r o lt h es t a b i l i i ) , o fq u a l i t yb yt h ew a yo fe v a l u a t i n g r e s e m b l a n c eo f f i n g e r p r i n t sb e t w e e ne v e r yb a t c h o fp r o d u c ta n dt h em u t u a lm o d e ， b e t w e e nd i f f e r e n ta l o e sa n dt h e i rm u t u a lm o d e k e yw o r d s ：a l o e ，s t a b i l i t y , p v p p , m i x e d s t a b i l i z e r s ，f i n g e r p r i n t ， r e s e m b l a n c e 浙江工商大学硕士研究生论文 第一章引言 第一节前言 芦荟( a l o e ) ，其英文名来源于阿拉伯文“a l l o e h ”，是苦味的意思。芦荟是 多年生单子叶植物纲( m o n o c o t y l e d o n e a e ) 百台目( l i l i a l e s ) 百合科( l i ，f a c e a e ) 中的一个属【1 1 0 就世界范围而言，应用芦荟的历史已经有五、六千年，在我国， 芦荟的应用也近一千多年，如今芦荟及其制品，已在日用、医药、美容、保健、 食品和其它工业领域研究和应用，其声势、影响和前景是其它任何一种野生植物 所无法比拟的。 第二节常见芦荟的品种 芦荟品种繁多，已发现的芦荟种类在5 0 0 种以上【2 】。在美国和英国最常见的 药用芦荟是库拉索芦荟又称翠叶芦荟或美国芦荟，其他较常见的品种有：开普芦 荟和皂质芦荟，而在中国和日本较常用的还有中华芦荟和木立芦荟【3 】。 库拉索芦荟( av e r al ) ：又名翠叶芦荟、沙漠百合、真芦荟等【4 】。它是利 用最早和最广泛的品种，产于中美洲西印度群岛的库拉索群岛和巴巴多斯群岛， 是主要的药用芦荟。现在，美国、印度、东南亚各国、澳大利亚等都有大面积栽 种，我国海南、广东有一定种植面积。库拉索芦荟茎高1 2 市尺，具粉绿色丛生 大叶，叶尖有刺，叶缘亦具有针刺，花呈鲜黄色。花长约3 e m ，总状花序密集， 生长良好，每片叶重1 3 市斤。其叶汁经干燥后，即得红褐色膏体，世人称为老 芦荟。库拉索芦荟叶片肥厚，叶肉内凝胶含量丰富，且含有丰富的芦荟大黄素和 v c ，因而具有排毒和滋养功效，可用于保健品及美容产品的开发【甜。 中华芦荟( 爿v e r av a t c h i n e n s i s ) ：它是翠叶芦荟的一个变种，其形态与翠叶 芦荟相似，表皮较薄，嫩叶有白斑，花为橙红色。主要产自云南的源江，广东省 新江工商大学硕士研究生论文 雷州半岛和海南省的北部，即北纬3 0 3 3 5 。，东经1 0 0 1 1 0 。 s l 。中华芦荟原 汁无毒，无致畸，致突变作用，且其叶肉凝胶中含有较高的还原糖、多糖、可溶 性蛋白、氨基酸和胡萝卜素，因此，中华芦荟主要用于食品的开发，也可作为药 用资源开发利用【”。 木立芦荟( 4 a r b o r e s c e n sm ) ：又叫鹿角芦荟，其自然分布较广，在原产地 非洲的印度洋海岸从南部的好望角一直到北部的津巴布韦和马拉维均有分布【“。 目前，该种已是世界上栽培最为广泛的芦荟属植物r 玎。木立芦荟含有较多的v c 和v b 2 且含有多种抗癌、抗炎症、抗过敏物质，如阿劳克汀( a l o e c t i n ) 、芦荟大 黄素甙( a l o i n ) 等，因此，木立芦荟主要作为药用及美容芦荟品种1 8 1 。 开普芦荟( a f e r o x m ) ：又称好望角芦荟。主产于南非的开普州，为大型品 种群，株高可达6 米，叶子大且硬，并有尖刺，无侧枝，用种子繁殖。为中药新 芦荟干块的原料，一般认为新芦荟品质稍逊于老芦荟，但各国药典中都列有丌普 芦荟，是一种传统的药用植物【9 1 。出于该品种生活环境、生理特性、繁殖能力等 因素的限制，在我国目前无法普及种植。 皂质芦荟( as a p o n a r i a ) ：原产非洲，在日本大量种植，普遍作药用。其叶 质如肥皂水，故而得名【9 l 。皂质芦荟有机酸与可溶性蛋白含量较高，可主要作为 美容品种的开发与利用【2 1 。 第三节芦荟的化学成分 芦荟的化学成分极其复杂，有效物质普遍高于其他植物。研究表明，芦荟所 含的化学成分包括几百种已知的和未知的物质，其中已研究清楚并被应用的就有 1 6 0 多种。在这些化学组成中含量丰富的有效成分是芦荟宁、芦荟大黄素、芦荟 苦素、芦荟多糖、芦荟皂甙，同时也含有多种氨基酸、有机酸、纤维素、活性物 质、酵素物质、微量元素等。已发现营养素( 多糖和氨基酸) 7 0 种、有机酸2 0 多种、矿物质2 0 多种、烷烃类3 0 多种、酶l o 多种等。除此之外，芦荟鲜叶中 水的含量占芦荟鲜叶重量的9 6 o 一9 6 5 。这种水是原始的天然生物水，被称 为“滑水”，它在美容、保健、医疗等方面有重要作用【1 0 1 。 浙江工商大学硕士研究生论文 一、蒽醌类化合物 葸醌类化合物是芦荟中主要的生物活性成分之一，研究发现【8 1 ，芦荟中含有 芦荟大黄甙( a l o i n ) ，芦荟大黄索( a l o e - e m o d i n ) ，芦荟宁( a l o e n i n ) ，芦荟苦 素( a l o e s i n ) ，芦荟克酊( a l o e e t i n ) ，芦荟酊( a l o e t i n ) 等2 0 多种活性成分 1 i 】【1 2 】。 北京化工大学理学院的孟云，中国科学院化学研究所的刘扬等【”1 利用聚酰胺、 硅胶柱色谱，结合溶剂分配及重结晶技术，从芦荟叶液汁的浓缩物提取物中分离 得到6 种葸醌类化合物，经综合波谱分析和化学方法鉴定它们的结构，结果为芦 荟大黄素( a i o e - e m o d i n ) 、大黄素甲醚( p h y s i c i o n ) 、大黄酚( e h r y s o p h a n 0 1 ) 、大黄 素( e m o d i n ) 、大黄酸( r h e i n ) 及一个自然界新发现的化合物：1 ，8 一二羟基一9 ， 1 0 - - 蒽酮- - 3 - - 甲基( 2 - - 羟基) 丙酸酯( 1 ，8 - - d i h y d r o x y - - 9 ，1 0 - - a n t h r a q u i n o n 一3 一m e 山y l 一( 2 - - h y d r o x y ) p r o p i o n a t ee s t e r ) 。 沈宗根、郁达掣1o 】【1 研究认为，芦荟叶内主要蒽醌类物质在叶内的含量差 异与结构因素以及化学防御有关，并且认为虽然不同芦荟所含的蒽醌类物质相 似，但具有不同的分布规律，而这种差异和它们各自的防卫机制有关。 二、多糖 多糖是芦荟中所含的另一主要生物活性成分，同时也是芦荟叶凝胶部分除去 水分外的主要成分。芦荟中的多糖是一类大分子化合物，一般是由葡萄糖与甘露 糖形成的，芦荟叶肉中的粘性物质主要为甘露聚糖，在不同的芦荟品种中的各种 芦荟多糖所含的葡萄糖和甘露糖比例是不同的【”1 。中国热带农业科学院食品科 学研究所的郑荣珍等人【，以库拉索芦荟为材料，从中分离出3 种多糖：葡萄 聚糖，葡萄甘露聚糖以及一种含有甘露糖的糖蛋白。葡萄聚糖的总糖含量和糖醛 酸含量分别为7 8 5 7 和1 4 5 9 ；葡萄甘露聚糖的分别为8 8 7 2 和6 9 0 ；而 那种含有甘露糖的糖蛋白的分别为5 0 2 3 和1 0 9 ，蛋白质含量为2 8 8 l 。南 斯拉夫的h a m i s aj e v i c 、 j a k o v lj e v i cm 等曾对日本木立芦荟叶中酸性多糖作了 分析，指出它是由d 葡萄糖和d 一葡萄糖醛酸以9 ：1 分子比组成的分枝多糖。 关于多糖的提取纯化方面，陕西科技大学的罗仓学等i ”】研究表明，芦荟品 种、干燥方法及冷藏过程对芦荟多糖提取率有一定的影响，适合芦荟多糖提取的 芦荟品种是库拉索芦荟；采用冷冻于燥技术，能提高芦荟多糖的提取率：随着芦 荟鲜f 冷藏时间的延长，芦荟多糖的提取率明显降低。福建医科大学的陈伟等【1 8 】 浙江工商大学硕士研究生论文 用醇沉法提取库拉索芦荟粗多糖，分别用分步醇沉法和s e p h a d e x g 一1 0 0 凝胶柱色 谱法纯化粗多糖。结果表明经s e p h a d e x g 1 0 0 凝胶柱色谱分离纯化可得到均一的 库拉索芦荟多糖，经苯酚一硫酸法测定多糖含量为8 1 1 1 。 关于芦荟多糖的生物活性方面，它包括免疫调节、抗紫外线辐射、促造血、 抗肿瘤、抗真菌和抗病毒作用”9 】。其中，关于多糖能提高人体的免疫功能，已 引起医药界的极大重视；芦荟多糖对癌症和艾滋病的防治都有一定作用。芦荟多 糖是刺激剂，这种免疫性质是通过巨噬细胞来增进伤v i 治疗，大分子多糖是免疫 刺激剂，而小分子多糖具有抗炎活性。芦荟中大分子多糖，也可称为传导体，可引 导很多生物活性物质在治疗创伤，减弱炎症及消除痛苦时起协同的生物作用。芦 荟多糖中的粘液素成分，抹在皮肤上，可增加保水力，药效成分能被皮肤所吸收， 芦荟化妆品的起好功效很大程度上是粘液素的作用。芦荟多糖还可以作为抗肿瘤 的辅助药，在治疗免疫功能低下方面有一定的应用价值【2 0 】。 三、有机酸和氨基酸 芦荟叶中已检出的有机酸有琥珀酸、苹果酸、乳酸、对香豆酸、酒石酸、丁 二酸、异柠檬酸、柠檬酸、乙酸、辛酸、壬烯二酸、月桂酸、十三烷酸、十四烷 酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、油酸、亚油酸和亚麻酸等。芦 荟所含的有机酸是脂肪和蛋白质代谢的中间产物，是芦荟进行碳水化合物、脂肪 和蛋白质三者代谢联系的重要环节【2 ”。 据测定，以干物质计算，芦荟叶片中蛋白质的含量约为9 ，5 左右。经水解 后这些蛋白质可产生1 8 种氨基酸：丙氨酸、赖氨酸、脯氨酸、半胱氨酸、胱氨 酸、精氨酸、天门冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、 异亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸，其中精氨酸、异亮氨酸、亮氨 酸、赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸是不能被人体合成的、必须通 过食物供给的必需氨基酸。芦荟叶中的氨基酸的含量组成比较平衡，其中精氨酸 的相对含量又比较高，所以芦荟被人们誉为2 l 世纪最有希望的保健食品【2 ”。 四、矿物质和维生素 芦荟植株含有各种矿物质元素，如钾、钠、镁、铝、铁和硅等大量元素，还 有锌、铜、钡、镍和锗等微量元素2 3 1 。芦荟叶汁中含有多种维生素，迄今为止 已查明的有维生素a 、维生素b 、维生素b 2 、维生素b 6 、维生素b 1 2 、维生素c 、 4 浙江工商大学硕士研究生论文 维生素e 和维生素h 等。维生素和有机金属化合的结合物，即医学、药物界所谓 的“生物源刺激物质”，是组织中增强生化过程的化合物。由于芦荟具有稳定剂 和湿润剂的作用，同时还含有维生素b 2 、b 6 、b 。：等多种成分，具有良好的护肤 作用，对皮疱、痣、黑斑、雀斑都有良好的治疗效果 2 “。 五、酶及其他有效成分 目前，己从芦荟叶汁中检出的酶有淀粉酶、纤维素酶、过氧化酶、脂肪酶、 氧化酶、乳酸脱氢酶、碱性磷酸酯酶、酸性磷酸酯酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、 缓激肽酶、蒜氨酸酶、血管紧张肽和植物凝血素等。研究表明，植物凝血素是蛋 白质和碳水化合物组合而成。植物凝血素可附在人体细胞上，激活人体细胞中天 生的生长因子，刺激细胞内部反应，刺激细胞生长和分裂，加快受伤组织康复和 愈合。植物凝血素还有助于抗感染的淋巴细胞功能，从而提高人体抵抗各种疾病 的能力，提高人体的自我治愈能力2 ”。 我们发现芦荟中的每种生物活性物质都有丰富的医疗功效，但是越来越多的 研究表明【2 ，芦荟的许多功效其实是由多种活性组分共同协调完成的。 第四节芦荟的生物学功能 现代药理学的研究证明，芦荟具有抗菌、抗病毒、降血糖、抗肿瘤等多种生 物学功能口7 】【2 8 1 。 一、抗菌和消炎功效 芦荟的杀菌作用与抗生素的功能相同，并具有抗生素所不具有的功能：清楚 细菌感染产生的有毒代谢物，以及细菌被杀死后菌体留下来的内毒素1 2 9 1 。浙江 大学的田兵、华跃进等p o l 研究表明，芦荟的抗菌消炎作用与葸醌化合物的含量 呈正相关性。芦荟苷是主要抗菌消炎的有效成分之一，葡萄糖基取代结构增强了 其侵入细胞外被和杀菌的能力。辽宁省的都兴范，王关林等【3 l 】通过研究不同芦 荟品种的抗菌作用，观察实验结果发现，在库拉索芦荟，开普芦荟以及木立芦荟 三种芦荟中，木立芦荟的蒽醌含量最高，抗菌作用最强。 云南大学的尹建雯等【3 2 1 也对芦荟植物内的生真菌的抗菌活性进行了研究。 研究结果表明，芦荟内生真菌中广泛分瓶着抗菌活性菌株( 占供测菌株的4 0 浙江工商大学硕士研究生论文 以上) 。3 种芦荟内生真菌抗菌作用及其属种分布具有多样性。在3 种芦荟内生 真菌中元江芦荟的活性菌株最多且抗菌谱最广，而中华芦荟分离到活性菌株的抗 菌谱最窄。其中，抗菌活性菌株最大的抑菌圈直径为3 0 r a m ，可能有一定的应用 价值。 二、健胃和缓泻的功能 芦荟中的芦荟大黄素甙、芦荟宁、芦荟醚酊等有效成分具有增进食欲、健胃 和缓泻的功能。芦荟大黄索甙是含蒽醌配糖体的衍生物，具有健胃作用，石井康 子的大鼠试验发现，芦荟主要刺激部位是大肠，其中主要是芦荟大黄素甙在大肠 中被氧化成芦荟大黄素发挥其刺激性泻下作用，因此，芦荟对便秘和痔疮有特殊 疗效，特别是对老年性便秘，治疗效果明显【3 3 】【3 4 】【3 5 】。 三、抗癌功效 芦荟的抗癌功能不只是由于芦荟中的维生素和矿物质可以提高人体的免疫 力，还含有我们尚不熟悉的抗癌物质。谢光麟等”j 应用结晶紫染色法，以l 9 2 9 ， g m 0 3 ，m e t ha ，y 9 9 为靶细胞测蒽衍生物的杀伤活性。结果表明，蒽衍生物对动 物肿瘤细胞和人类肿瘤细胞均有很强的杀伤作用，在0 3ug m l 浓度下对l 9 2 9 细胞杀伤活性( c t 值) 仍达5 0 以上。王立强等m 1 研究发现芦荟苦素是芦荟抗 肿瘤、抗白血病的有效成分之一。其抗肿瘤机制可能为促进分裂中期微管聚集， 干扰肿瘤细胞的有丝分裂过程和提高机体免疫力。苗立成等3 8 】研究发现芦荟凝 胶可对抗环磷酰胺起免疫抑制作用，对s 1 8 0 、e a c 瘤株均有明显抑制作用。王恩 广等3 9 1 对芦荟多糖的抗肿瘤作用进行了初步的理论研究，结果表明，芦荟多糖 确实具有增强s 1 8 0 小鼠体内红细胞免疫及抗肿瘤作用。苏云明掣4 0 1 更研究发现， 各品种的芦荟均有抗肿瘤作用。 四、美容保健功效 芦荟含有的生物活性成分，不止具有医疗方面的功能，还具有美容保健功效。 芦荟中含有氨基酸和复合多糖物质，构成了天然的保湿因子，可以补充皮肤中损 失的水分，防止皮肤起皱纹，保持皮肽湿润，富有弹性，使皮肤由粗糙变细嫩【4 ”。 芦荟具有抗紫外线、x 射线辐射功能。首先，芦荟凝胶中的粘多糖，芦荟素等成 分能在皮肤表面形成一层无形薄膜，该膜能有效屏蔽和隔绝日光紫外线。其次， 6 浙江工商大学硕士研究生论文 芦荟中的葸醌l ”、肉桂酸酯及香豆酸酯等成分对目光u v b 和u v c 均有一定的吸 收和隔绝作用，是一类天然防晒剂、能防止日光紫外线引起的皮肤红肿、灼烧、 晒黑及皮肤过敏等【4 3 】。芦荟还是一种天然抗衰老剂。芦荟中的超氧化歧化酶 ( s o b ) 、过氧化氢酶、维生素a 和e 、半胱氨酸等活性成分能有效促进机体内超 氧化物自由基发生歧化、降解、封闭或不产生氧气，迅速清除自由基，从而达到 延缓皮肤衰老的目的1 4 4 1 。 除上述功能外，芦荟还有强化心脏功能，促进血液循环，软化已硬化的血管， 降低胆固醇，扩张毛细血管及调节内分泌系统等功能，因而对动脉硬化、高血压、 糖尿病等疾病有一定的治疗和预防作用【“。 第五节芦荟汁的稳定化加工技术 芦荟汁中含有的某些生物活性成分性质不太稳定，例如，多糖、氨基酸、各 种酶、糖蛋白等。以多糖为例，在偏酸性的环境，稍高的温度下，它很容易水解 成单糖，是微生物很好的培养基。酶也是非常敏感的生物催化剂。芦荟汁中很多 具有疗效的有机物都不太稳定。因此，鲜芦荟汁在遇热、光照、空气氧化及微生 物酶解作用下，变得不稳定，具体表现为变色、变浑和发霉等4 5 1 。所以芦荟汁 的加工技术的关键就是芦荟汁的稳定化加工技术。 所谓稳定化加工技术，其实质就是如何根据使用要求，在生产过程中最大限 度地保留芦荟汁中的生物活性成分。导致生物活性成分降解的因素主要是氧化和 腐败。 一、传统加工方法 传统芦荟汁的生产工艺非常粗糙。其过程为口7 1 ：割取芦荟叶片，收集叶汁， 置于锅内熬成稠膏，再将其倒入容器中，冷却、凝固即可。由于长时间加热、多 数生物活性成分被破坏，因此，这样制得的芦荟胶主要作为泻药使用。目前，这 种加工方法已逐渐被淘汰，但某些地方仍在使用。 二、热处理法 c o b b l e 最先提出一种能够制取稳定化透明芦荟汁的热处理法。与传统工艺相 比，它主要是在加热情况下加入了氧化剂h 2 0 2 ，待胶体透明后，再加入抗氧化 浙江工商大学硕士研究生论文 剂防止氧化，然后加入v e 防止胶体变色。后来c o a t s 对c o b b l e 的热处理法进行 了改进。其中重要的一点改变是c o r n s 热处理法控制了加热温度，使温度一直保 持在3 5 8 0 之间。利用这一工艺制取的凝胶至少可保持医用功效两个月h s 。 后来r e x g m a u g h a l l 、t e m p e 、a r i z 等为了改进c o a t s 和c o b b l e 热处理法， 提出了控制加工温度获得稳定的芦荟汁。工艺要点是4 9 】【删：在3 0 7 0 下加 工热处理，并在预定温度下保温一定时间以杀死芦荟汁中的微生物。保温过程中 加入抗氧化剂、调酸剂、防腐剂。保温结束后，须在一小时内将芦荟汁的温度降 到2 5 以下。为了进一步提高产品质量，r e x g m a u 曲a l l 又对该方法进行改进： 要求将加工温度控制在4 5 7 0 ，p h 控制在3 t 3 3 5 之间；降温时，要求在 1 0 r a i n 内使芦荟汁的温度降到2 3 以下。利用此方法制备的芦荟汁具有色泽稳 定，保质期长的特点。 三、m a r e t 紫外光辐照处理法 虽然热处理法不断在改进，但是实际上，这种稳定化处理方法仍然不能满足 最大程度地保留芦荟中生物活性成分的要求。因为加热会加速有效活性成分的降 解，在n 一球蛋白和b 一球蛋白被氧化的同时还会发生有效活性成分的氧化。因 此，r a yh m a r e t 于1 9 7 5 年提出了紫外光辐照处理法。其工艺流程如下【5 1 】：新 鲜芦荟叶片消毒处理，剥取凝胶部分弗将其置于降解罐内，室温下紫外光辐照， 并不断搅拌，在搅拌的同时加入调酸剂、抗氧化剂等物质。 m a r e t 紫外光辐照处理法之所以能避免加热和氧化过程，是因为紫外光不但 可以杀菌，钝化新鲜芦荟中的各种酶，而且还可为某些物质的降解提供能量和条 件，破坏凝胶中的木质素和醌类物质，因此，最终可获得化学性质稳定、微生物 性能稳定、有效生物活性成分含量和组成与新鲜芦荟叶相近的芦荟凝胶液。 四、l u i zc e r q u e ir a 分步处理法1 4 q 随着芦荟制品的广泛应用，人们逐渐认识到，应该除去专用于食品和化妆品 的芦荟制品中的芦荟素。因为芦荟素含量过多，食用后易引起腹泻，在化妆品中 易导致皮肤过敏反应。为此，l u i zc e r q u e i r a 等人提出分步处理法，其主要依据 是芦荟叶肉和叶皮中所含生物活性物质不同，把二者分开加工，可顺利除去主要 存在于叶片中的芦荟素。具体生产工艺如下：薪鲜芦荟叶片清洗消毒：剥皮处理： 将叶肉部分切碎、加水研磨、均质，然后加入活性炭搅拌吸附一定时间，再加入 浙江工商大学硕士研究生论文 助滤剂过滤，得芦荟叶皮汁；合并芦荟凝胶汁和芦荟叶皮汁，再进行高温短时杀 菌处理和稳定化处理便可获得稳定化芦荟全叶汁。 五、冷处理法 美国m c a n a l l e y 教授认为芦荟的主要活性成分是芦荟多糖，他采用冷冻干燥 技术制取了c a r d s ) ，1 1 “。他是利用乙醇沉淀多糖，经过离心后，再将沉淀物冷冻 干燥。后来c o a t s 综合了前面每一位科学家的研究成果，也提出了一种冷处理法。 他的改进方案是5 2 】：以芦荟全叶为原料，将叶片清洗消毒、研磨、均质后，加 入适量纤维素酶，酶解一段时间后，再加入活性炭以除去芦荟素。最后将芦荟全 叶汁进行过滤，便可获得清澈的芦荟全叶汁。为了除去凝胶中的氧，防止氧化， 可以向混合物中加入一定量的氧清除剂，如葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶；为了抑 制微生物的生长，可采用紫外光照射法对凝胶进行灭菌处理或将终产品通过细菌 过滤器，除去残留的细菌。采用该工艺靠4 取的产物，既可外用也可口服。而且， 由于整个过程避免加热处理，因此，较为全面地保留了芦荟中的生物活性成分。 六、膜分离法 2 0 0 1 年，江南大学食品学院的钱和等人，采用膜分离法对芦荟凝胶稳定化 工艺进行了完善。他们的工艺流程如下【5 3 】：芦荟采摘，选料，鲜叶消毒及清洗， 外皮剥离，粉碎，添加防腐剂及复合抗褐变剂，通过膜分离，晟后制成芦荟凝胶 原汁，罐装得成品。 本方法使用了膜分离法，澄清了芦荟凝胶汁，使用复合抗褐变剂提高了芦荟 凝胶汁的稳定性，但是还有不足之处。例如，防腐剂的使用，以及产品的颜色没 法保证。 七、添加天然植物保鲜剂法 2 0 0 2 年，南京林业大学的洪建国等人，采用天然植物保鲜剂对芦荟汁进行 了稳定化处理，使芦荟汁的稳定性得到较大提高。整个工艺流程为i 州：将芦荟 叶清洗干净，消毒，剥除外皮和损坏部分，得到芦荟内凝胶基体；加入植物原料 添加剂o 0 5 d s c 、o 1 s g r 、0 2 c t a 一起粉碎，超声处理，7 0 0 0 r m i n 离心 分离除去其中大部分的纤维和连接组织，得到芦荟汁液；过滤后得到透明清液； 加入e d t a ，加入果胶酶，搅匀，静置一定时间，1 5 0 0 0 r m i n 高速离心即得原汁： 9 浙江工商大学硕士研究生论文 再加入v c ，调节p h 为3 即可。最后于3 0 下保存。 本方法使芦荟汁的稳定性得到了很大提高，但是还需做大量的工作进一步的 完善该技术。例如天然植物的保鲜活性成分的组成及作用机制，澄清剂的优化， 乳化剂及增稠剂的选择，生产工艺的进一步简化。 第六节h p l c 指纹图谱的研究进展 一、指纹图谱的基本含义 在法医学中，“指纹”是指个体指纹的绝对唯一性，而中药指纹图谱则是指 同种中药材内在成分的整体相似性，这又与法医学的不同【5 ”。国家药品监督管 理局“中药注射剂指纹图谱研究的技术要求( 暂行) ”2 0 0 0 8 1 5 中对中药指纹 图谱是这样解释的：中药材指纹图谱系指中药材经适当处理后，采用一定的分析 手段，得到的能够标示该中药特性的共有峰的图谱【5 矾。 二、h p l c 指纹图谱的研究现状 高效液相色谱( t t p l c ) 法在药品的质量控制( 如主成分的定性定量分析、杂 质的限量检查和测定、稳定性考察等) 及中药的成分研究等方面都是重要的分析 手段。目前，在中药以及天然药物的鉴别中因其给出的图谱分辨率高、重现性好、 操作相对简单、在线操作外界影响因素小、色谱稳定性好等特点成为所有构建指 纹图谱方法中最基本、晟适合、用途最广的方法1 5 7 1 。 ( 一) 在中药质量评价中的应用 现在越来越多的人把指纹图谱方法应用于中药质量评价种。例如蒋惠娣等采 用高效液相指纹图谱方法( h p l c - f p ) 对不同种植基地、不同时间采摘、不同等 级及不同贮存时间的杭白菊与国内其他品种菊花的主要有效成分黄酮类成分进 行指纹图谱研究，根据聚类分析和相似度分析处理结果，2 3 个不同种植基地、 不同采摘时间及不同贮存时间的杭小白菊被正确地区分出来，相似度均在o 9 5 1 0 0 之间，而其他菊花的相似度均小于或等于0 9 0 ，这一结果可以作为杭白菊质 量评价和药材鉴别的依据【5 8 】。姜潇，张君仁等对l o 个不同产地的牡丹皮样品进 行指纹图谱分析，为牡丹皮药材的质量控制提供了科学的依据f 5 9 1 。王爱芹等采 o 浙江工商大学硕士研究生论文 用反相h p l c 法，对南葶苈子药材7 0 甲醇提取液的指纹图谱进行测定，并与 北葶苈子的指纹图谱进行比较，为南、北葶苈子鉴别制定了标准1 6 0 。邹节明等 研究了苦玄参，建立的h p l c 指纹图谱分析法能较好地反映苦玄参中三萜和苯乙 醇苷两大药效部位，可用于苦玄参的质量控制【“1 。 ( - - ) 在中药制剂质量评价中的应用 这方面的应用从2 0 0 1 年开始到现在为止，已经有超过5 0 多类中药制剂的研 究，例如邓文红等用r p h p l c 对灵芝原料、原料药、灵芝注射剂一粉针和水针 制剂进行了分析，发现有1 2 个色谱峰为各样品中均能检测到的共有峰，从而确 定了这1 2 个峰为其共有峰，在此基础上，建立了上述4 种药剂的指纹图谱，作 为其内在质量的参照标准【“。吴永江等采用3 种生产工艺制各参麦注射液，用 h p l c 测定红参药材以及不同工艺制备的红参中间体和参麦提取液的指纹图谱， 考察出不同提取工艺对参麦提取液质量有很大的影响6 矾。还有例如李永吉“1 等 用h p l c f p 对广炎灵注射剂半成品的初步研究，肖蓉等【6 5 】用h p l c f p 对银杏酮 酯注射液进行了考察等。 三、h p l c 指纹图谱的表征与描述【6 6 】 “表征”是将药物化学信息通过h p l c 色谱图进行表达；“描述”是对指纹 图谱经过计算、分析、比较、评价等过程，以技术参数、指纹图谱等加以说明。 指纹图谱研究必须经过制备、分析、比较评价和校正等过程。分析色谱图要求“准 确的辨认”而不是“精密的测量”；色谱图之问要求“相似”而不是“相同”；评 价色谱图比较的结果是根据h p l c 色谱图的模糊性，着眼于宏观的规律的特征分 析，即着重于辨认完整的色谱“图貌”而不是求索细枝末节。 ( 一) 技术参数6 7 i 相对保留时间r e r ，积分面积比值r a ，相对标准偏差r s d 。 浙江工商大学硕士研究生论文 ( 二) 指纹图谱 1 、共有指纹峰的标定 分析h p l c 法制定的指纹图谱，根据参照物的保留时间，计算指纹峰的相对 保留时间，标定中药材的共有峰。 2 、共有指纹峰面积的比值【6 8 1 一般以参照峰面积作为1 ，计算其它各共有峰面积与参照峰的比值：以内标 物作为参照物的指纹图谱，则以共有峰中其中一个峰( 要求峰面积相对较大、较 稳定的共有峰) 的面积作为1 ，计算其他共有指纹峰面积的比值，各共有峰面积 的比值必须相对固定。中药的供试品图谱中各共有峰面积的比值与指纹图谱各共 有峰面积的比值比较，单峰面积占总峰面积的比值与指纹图谱各共有峰面积的比 值比较，单峰面积占总峰面积大于或等于2 0 的共有峰，其差值不得大于2 0 ； 单峰面积占总峰面积大于或等于1 0 ，而小于2 0 的共有峰，其差值不得大于 2 5 ；单蜂面积占总峰面积小于1 0 的共有峰，峰面积比值不做要求，但必须 标定相对保留时间。未达到基线分离的共有峰，应计算该组峰的总峰面积作为峰 面积，同时标定该组各峰的相对保留时间。 3 、非共有峰面积 中药供试品的图谱与指纹图谱比较，非共有峰总面积不得大于总峰面积的 1 0 。 ( 三) 评价原则 1 、整体性 一个品种的指纹图谱是由各个具有指纹意义的峰组成的完整的图谱构成的， 各个有指纹意义的峰其保留时问、峰高、各峰之间相对的比例是指纹图谱的综合 参数。中药的指纹图谱与临床疗效有着直接的关系，在图谱上只有把所有的色谱 峰再现出来才能保证药品真正的可控性，为了保证指纹图谱在整体上的相似性， 1 2 浙江工商大学硕士研究生论文 指纹图谱必须包括所有有意义的特征峰，尤其是含量少而指纹意义显著色谱峰、 指纹特征区、共有特征峰等。因此通过比较指纹图谱可以判断样品的真实性。 2 、模糊性 中药是生物样品，所含的成分多而复杂，在其生长过程中受到诸多因素的影 响，因此会有较大的变化，指纹图谱中有可能出现个别色谱峰的增加或减少，色 谱峰图谱行为也会发生改变，如峰形、峰宽、峰高发生变化及保留时间r t 的发 生迁移等。因此不可能要求批间样品或不同厂家的同一产品的指纹图谱完全吻 合，应该允许“不变”中有“变”，“不变”是共性，“变”是个性，这之问有一 个“模糊”的空间，是0 ( n o ) 和1 ( y e s ) 之间的模糊地带。 第七节本研究的意义和内容 本研究旨在系统完善芦荟汁稳定化工艺，因此，不但通过一系列实验优化稳 定化工艺的条件，并且还引用中药中常用的i i p l c 指纹图谱来鉴定本工艺制品的 质量稳定性。 一、库拉索芦荟汁稳定化工艺 芦荟具有丰富的生物学功能，被誉为“2 1 世纪最神奇的植物”，在全世界已 形成重要产业。因此，解决芦荟产业化生产中出现的变色以及产生浑浊等不稳定 问题就成了国内外科学家争先恐后急于解决的难题。在芦荟汁稳定化问题中，尽 管目前提出的这些方法都取得了一定的效果，但都分别存在着不足之处，并且没 有提出完整系统地解决芦荟汁稳定化工艺的方法。本论文在总结前人的基础上， 取其精华，去其糟粕，力求得到一个完整、系统、稳定以及适合于工业化生产的 芦荟汁稳定化工艺。 本实验选用库拉索芦荟作为研究对象，研究内容如下： ( 一) 澄清剂果胶酶的条件优化； ( 二) 多酚吸附的条件优化： ( 三) 膜分离实验的优化； ( 四) 稳定剂的选择，添加条件的优化。 3 浙江工商大学硕士研究生论文 二、稳定化原汁的h p l c 指纹图谱研究 由于受产地、气候和生态环境等的影响，不同芦荟或不同产地的