甘蔗,属于禾本科甘蔗属植物,广泛种植于热带或亚热带地区。我国甘蔗资源丰富,其产量现居世界第3位。事实上,甘蔗除含有蔗糖、葡萄糖和果糖外,还富含多酚、氨基酸、维生素等多种活性成分,已被证明具有良好的药用价值。甘蔗中的多酚提取物对于清除自由基和抗氧化有一定作用,还可用于降低胆固醇、抗肥胖、抗糖尿病、抗菌、生鲜保藏等作用。
降血糖活性甘蔗多酚可抑制小肠中的α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的活性,降低碳水化合物在消化道内的分解。通过肠细胞试验证明,甘蔗多酚可以阻断葡萄糖的主动和被动转运作用,控制葡萄糖进入血液的速率,降低进食含可利用碳水化合物后的餐后血糖反应。甘蔗多酚还可通过抑制葡萄糖转运蛋白GLUT2表达的方式,从而减少果糖的吸收。通过抑制碳水化合物在消化道内的分解,以阻断葡萄糖和果糖等单糖的吸收。通过“三重阻断”机理,甘蔗多酚可有效延缓碳水化合物的分解,以及从肠道进入血液的速度,有助于实现体内血糖平稳,胰岛素分泌稳定。高抗氧化
甘蔗多酚具有强大的自由基清除能力和抗氧化活性,具有很好的穿透细胞膜能力,在人体细胞内可保持高生物活性,清除细胞内的自由基。研究发现,甘蔗渣多酚的氧自由基吸收能力显著高于维生素C。甘蔗多酚可以有效激活Nrf2,Nrf2是一种存在于所有细胞的细胞质中的非活跃蛋白,是调节细胞抗氧化应激的重要转录因子。甘蔗多酚的生物活性可以激活Nrf2,一旦被激活,Nrf2就可以直接与细胞核进行表达,从而产生内源抗氧化酶(如过氧化氢酶、超氧化物歧化酶)来对抗氧化应激。
抗炎症
甘蔗多酚具有较好的抗炎活性,其作用机制主要是抑制促炎细胞因子的形成的活性,直接阻NF-KB的活化,通过清除活性氧来从而减少炎症反应,有助于提高人体免疫力。有学者等利用结肠癌细胞炎症模型研究发现,富含多酚的甘蔗乙醇提取物通过抑制NF-KB的磷酸化,减少促炎细胞因子IL-8的分泌,从而达到抗炎的功效。
抗癌
大量研究显示甘蔗多酚具有较好的抑制癌细胞增殖活性。有学者发现从甘蔗渣中分离得到的单体酚(木犀草素、对香豆酸和原儿茶酸)对人乳腺癌MCF-7细胞具有良好的抗增殖活性。并且,研究发现甘蔗多酚可以通过上调促凋亡蛋白Bax的表达和下调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达来抑制HepG2肝癌细胞的生长。
甘蔗,属于禾本科甘蔗属植物
2022年5月23日,根据《中华人民共和国食品安全法》和《新食品原料安全性审查管理办法》规定,国家卫生健康委员会委托审评机构依照法定程序,组织专家对甘蔗多酚的安全性评估材料审查并通过。新食品原料生产和使用应当符合公告内容以及食品安全相关法规要求。鉴于甘蔗多酚在婴幼儿、孕妇和哺乳期妇女人群中的食用安全性资料不足,从风险预防原则考虑,上述人群不宜食用,标签及说明书中应当标注不适宜人群。该原料的食品安全指标按照公告规定执行。除此之外,甘蔗多酚被美国列为“一般认为安全”物质”,欧盟允许其作为食品原料使用,澳大利亚与新西兰将其按照普通食品管理,我国台湾地区已将其作为食品原料使用。
由于甘蔗多酚具有的低GI的健康属性,目前广泛用于饮料、乳品、烘焙,使原料高GI的食品成为低GI产品,控糖的同时保持产品良好的口感。同时,由于其具有甜而不涩的风味,添加到食品产品中具有良好口感。在美国、欧洲、印度尼西亚、越南、澳大利亚、俄罗斯的儿童巧克力饮料到零食都可以找到甘蔗多酚的身影,让每款产品在拥有美味口感的同时,进一步强化健康属性,从而更具市场竞争力。另外,甘蔗多酚被广泛应用于营养保健和医疗领域。它可以帮助人们减缓衰老、降低疾病风险、控制血糖、减肥等。因此,在日常生活中,我们可以尽量摄入富含甘蔗多酚的食物,以达到更好的健康效果。
甘蔗汁
04生产技术现状
目前甘蔗多酚的提取方法主要有:溶剂提取法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法、生物酶解提取法及闪氏提取法等,采用不同的提取技术,充分利用甘蔗多酚类物质。有机溶剂提取法是将氢键断裂,提取出多酚化合物,具有提取率相对较高、反应时间短的优点,但存在着有机溶剂消耗量大、成本高、回收困难、污染环境等缺点。超声波提取法是利用超过20kHz的声波频率,使植物细胞收缩、溶解并释放出胞内产物,具有反应温度较低、提取物质结构完整的优点,但存在着产品纯度低,提取时间长,环境污染的缺点。微波辅助提取法是利用强能量的微波辐射被提取物,细胞内温度上升,液态水分子汽化产生强压力,细胞膜与细胞壁被冲破而形成裂纹,使得提取溶剂能够充分进入细胞内,将细胞内物质溶解出来,具有反应时间短,提取率高的优点,但存在提取物分子机构可能被破坏的缺点。生物酶法是选择合适的酶水解植物细胞壁,从而使细胞内活性成分溶解于溶剂中,该法的优点是反应条件温和,提取效率高。闪式提取法则是基于组织破碎提取的原理,使用适径大小,同时具有高速混合、超强振动、负压渗滤等功能来达到提取目的,具有方便、高效、节能且无需热源等优点。
此技术提供一种甘蔗多酚提取物及其制备方法和应用。取甘蔗或蔗渣,粉碎后过筛得粗粉,然后将粗粉用乙醇溶液提取,过滤除去滤渣,滤液减压浓缩至浸膏。所得的浸膏加水分散,采用石油醚进行萃取,得到石油醚相和水相,用乙酸乙酯对水相进行萃取,收集乙酸乙酯相,减压浓缩至浸膏。然后通过聚酰胺柱层析分离,乙醇梯度洗脱,收集30%乙醇体积浓度的洗脱物,浓缩干燥得到甘蔗多酚提取物。通过上述方法制备得到的甘蔗多酚提取物中总酚的质量百分含量为20%-98%,具有更强的降血糖活性,可用于食品添加剂和功能食品,具有安全、高效、生产工艺简单、成本低、原料易得的优点,具有广阔的市场开发前景。
甘蔗多酚提取物的葡萄糖吸收实验结果图
甘蔗多酚提取物的MS总粒子流图
甘蔗多酚提取物的MS/MS总离子流图
甘蔗多酚具有降血糖、抗氧化、抗炎、抗癌等多种生物学活性。目前为止,国内外学者在食品、医药、农业等领域对甘蔗多酚进行了基础的应用研究,随着我国甘蔗产业的不断发展以及研究的不断深入,在未来,甘蔗产品的深度开发和应用会有更加广阔的市场。