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基本信息
- 項目名稱：
- 廢棄桑枝中新型皮膚美白因子——桑皮苷與氧化白藜蘆醇的提取分離與開發(fā)利用研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 桑枝是蠶桑生產(chǎn)中的廢棄物，其獨特的藥效在《本草綱目》等典籍中都有明確記載，歷年被國家收錄為藥食兩用藥材。本作品研究出了一種利用桑枝生產(chǎn)具有皮膚美白功能的生物活性物質(zhì)桑皮苷、氧化白藜蘆醇的工業(yè)化生產(chǎn)工藝，該工藝高效、環(huán)保、低碳。該工藝已在XXXXX生物技術(shù)有限責(zé)任公司進行中試，已簽訂合作開發(fā)協(xié)議。本研究促進了桑樹資源的綜合利用，也為市場提供了廉價、優(yōu)質(zhì)的皮膚美白活性成分，服務(wù)于愛美大眾。
- 詳細介紹：
- 本項目首先對桑皮苷與氧化白藜蘆醇皮膚美白活性進行了比較分析，在此基礎(chǔ)上，研究了一條將桑枝中高含量、皮膚美白活性差的桑皮苷轉(zhuǎn)化為皮膚美白活性好的氧化白藜蘆醇，并對桑皮苷、氧化白藜蘆醇的工業(yè)化提取純化工藝進行了研究和優(yōu)化，該工藝已在XXXXX生物技術(shù)有限責(zé)任公司進行中試和合作開發(fā)。 桑枝作為傳統(tǒng)中藥，始載于《神龍本草經(jīng)》、《本草綱目》等藥典，一直沿用至今，亦被國家列為藥食兩用藥材。目前，在我國的蠶桑生產(chǎn)中，桑枝條大都被廢棄，或作燃料，利用價值極低。現(xiàn)代研究表明桑枝中含有一類二苯乙烯類生物活性成分——桑皮苷、氧化白藜蘆醇等，具有皮膚美白（抑制酪氨酸酶）和祛斑（抗氧化和色素沉積）的作用。在桑皮中，桑皮苷的含量(干物質(zhì)含量高達1.732%)遠遠高于氧化白藜蘆醇的含量(干物質(zhì)含量為0.0725%)，其美白活性卻遠遠低于氧化白藜蘆醇。Huang和Jeong-Keun等人認(rèn)為，桑皮苷可轉(zhuǎn)化成氧化白藜蘆醇?；诖耍覀儗ιＦぼ辙D(zhuǎn)化成氧化白藜蘆醇的工業(yè)方法以及氧化白藜蘆醇工業(yè)生產(chǎn)工藝進行了探索，同時，進一步挖掘桑皮苷、氧化白藜蘆醇的其它重要生物活性,為桑皮苷、氧化白藜蘆醇成為一種新型美白因子而在美白化妝品中加以利用奠定基礎(chǔ)，同時為蠶桑生產(chǎn)中桑枝副產(chǎn)物的廢物利用開辟新思路和途徑。 在查閱國內(nèi)外大量文獻，對桑樹活性物質(zhì)進行總體分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，本作品首先對桑皮苷、氧化白藜蘆醇的抗氧化、皮膚美白等生物活性進行研究，重點對桑皮苷和氧化白藜蘆醇的抑制酪氨酸酶的活性進行驗證，繼而從酸解、堿解、酶解、Smith裂解法、鹽酸丙酮法等水解理論和方法入手，對桑皮苷轉(zhuǎn)化為氧化白藜蘆醇的方法和技術(shù)進行探索，尋求一種安全、高效、低碳的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)；同時，從提取技術(shù)、色譜分離方法和材料等角度出發(fā)，優(yōu)化出了一種提取純化桑皮苷和氧化白藜蘆醇的工業(yè)化技術(shù)路線，從而以蠶桑副產(chǎn)物——桑枝為原料，工廠化生產(chǎn)高純度桑皮苷、氧化白藜蘆醇，以用于美白化妝品的開發(fā)和生產(chǎn)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：本項目是以蠶桑產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)物——桑枝為材料，生產(chǎn)皮膚美白活性物質(zhì)桑皮苷和氧化白藜蘆醇，從而變廢為寶、提高蠶業(yè)經(jīng)濟效益，又為新型美白化妝品的生產(chǎn)提供原料，滿足市場需求。 思路：在對桑皮苷與氧化白藜蘆醇皮膚美白生物活性進行驗證后，對桑皮苷向氧化白藜蘆醇進行轉(zhuǎn)化的技術(shù)進行攻關(guān)研究，極顯著地提高用桑枝生產(chǎn)氧化白藜蘆醇的產(chǎn)量，并進行氧化白藜蘆醇的生產(chǎn)工藝研究，繼而在企業(yè)轉(zhuǎn)化，合作開發(fā)。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 本項目具有以下特點： 1、探索出了一種從蠶桑廢棄物——桑枝中高效生產(chǎn)重要生物活性物質(zhì)桑皮苷、氧化白藜蘆醇的工藝，該工藝低碳、環(huán)保、高效； 2、研究出了一條簡單、高效的桑皮苷向氧化白藜蘆醇轉(zhuǎn)化的技術(shù)路線； 3、利用了一種通過化學(xué)結(jié)構(gòu)相似性與生物活性試驗相結(jié)合的快速探明物質(zhì)新活性的研究思路。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 本項目以桑枝開發(fā)生產(chǎn)美白活性物質(zhì)具有較大的現(xiàn)實意義： 1、將廢棄桑枝進行開發(fā)利用，變廢為寶，增加桑樹經(jīng)濟附加值，顯著提蠶業(yè)經(jīng)濟效益； 2、氧化白藜蘆醇是目前市場上被公認(rèn)美白效果最好的活性成分——熊果苷的數(shù)十倍，并且純天然； 3、該工藝過程不使用任何有毒有機溶劑，安全、低成本； 4、氧化白藜蘆醇除具有皮膚美白效果外，還具有降血糖、抗氧化等多種重要生物活性，可在保健、醫(yī)療等領(lǐng)域進行利用。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本項目針對我國桑樹資源被大量浪費的現(xiàn)實狀況，在查閱國內(nèi)外大量文獻資料，對桑樹生物活性物質(zhì)及其藥理研究分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，選擇桑枝為材料進行研究。首先，綜述了桑樹的生物活性物質(zhì)與藥理作用，并重點對本項目研究對象——桑皮苷、氧化白藜蘆醇的國內(nèi)外研究狀況及其提取分離、生物活性等進行了總結(jié)分析和綜述，進而對桑皮苷、氧化白藜蘆醇等抑制酪氨酸酶活性、抗氧化、清除自由基等進行研究，并探索出了一種可用于工業(yè)生產(chǎn)的、桑皮苷轉(zhuǎn)化為氧化白藜蘆醇的技術(shù)路線和氧化白藜蘆醇分離純化工藝，并應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)。這將為開發(fā)新型皮膚美白產(chǎn)品、桑樹資源的綜合利用與蠶桑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定一定基礎(chǔ)。
獲獎情況
- 以該作品為研究內(nèi)容撰寫的科技論文： 1、《桑白皮中白藜蘆醇、氧化白藜蘆醇和桑皮苷的抗氧化活性研究》（被中文核心期刊《食品科學(xué)》收錄，近期刊發(fā)）； 2、《藥桑的生物活性成分及藥理作用研究進展》（刊發(fā)于中文核心期刊《蠶業(yè)科學(xué)》20XX年第XX期）； 3、《Advances In The Study Of Oxyresveratrol》（已完成，正投稿于外文核心期刊《BioPharm International》）； 2010年11月在XX大學(xué)舉辦的第二屆“XX杯”學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中獲得自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文項目“一等獎”
鑒定結(jié)果
- 研究出極顯著提高氧化白藜蘆醇含量的方法；優(yōu)化出桑皮苷、氧化白藜蘆醇的工業(yè)生產(chǎn)工藝，并已在企業(yè)轉(zhuǎn)化；發(fā)表文章2篇，投稿文章1篇。 該作品正在查新，因提交時間緊迫，查新報告只附于紙質(zhì)作品
參考文獻
- [1] 徐 立，周 林，伍 春. 超聲波法提取桑根皮中桑皮素A的工藝研究[J].食品科學(xué),2009:144-147. [2] 王世盛，趙偉杰，劉志廣.天然多羥基芪化合物的生物活性[J ].國外醫(yī)藥 ? 植物藥分冊,2001,16(1):9-11. [3] Likhitwitayawuid K. Stilbenes with tyrosinase inhibitory activity[J]. Current Science,2008:44-52. [4] Huang H，Chen G，Lu Z，et al . Identification of seven metabolites of oxyresveratrol in rat urine and bile using liquid chromatography/tandem mass spectrometry[J]. Biomedical Chromatography, 2010,24(4): 426-432. [5] ?lhami Gül?in.Antioxidant properties of resveratrol:A structure–activity insight[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies,2010: 210-218. [6] Kim M, Meng X, Kim A et al. Developing a long-lasting tyrosinase inhibitor from Morus alba L.[J]. Cosmetic and Toiletries,2006,121(3): 91-102. [7] Nam-Ho Shin,Shi Yong Ryu,Eun Ju Choi, et al. Oxyresveratrol as the Potent Inhibitor on Dopa Oxidase Activity of Mushroom Tyrosinase[J]. Biochemical and biophysical research communications,1998: 801-803.
同類課題研究水平概述
- 皮膚中黑色素的不正常沉積導(dǎo)致雀斑、黃褐斑的產(chǎn)生。黑色素的形成是因為人體中酪氨酸被酪氨酸酶催化形成黑色素所致。苯醌、曲酸、維生素及其衍生物等曾作為美白成分，但均存在對人體有傷害，或自身不穩(wěn)定等缺陷。目前，植物活性成分——熊果苷為市場上公認(rèn)皮膚美白活性最好的物質(zhì)，但研究發(fā)現(xiàn)，化妝品中熊果苷含量高于3%時才具有美白活性，而且該濃度下的化妝品經(jīng)曝曬或長時間使用會阻礙細胞生長，發(fā)生細胞毒害。因此，研究者正在研究其衍生物，或?qū)ふ倚碌?、天然的美白因子? 蠶桑為我國經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一，每年蠶桑生產(chǎn)廢棄桑枝千萬余噸，它們或被燃燒，或野外腐爛，造成環(huán)境污染；少數(shù)用于培養(yǎng)食用菌、生產(chǎn)木地板等，卻未取得較好的經(jīng)濟效益。 《神農(nóng)本草經(jīng)》、《本草綱目》等藥典記載桑枝治療多種疾病?，F(xiàn)代研究表明，桑枝富含二苯乙烯、黃酮、生物堿等，具有多種生物活性，特別是以白藜蘆醇、桑皮苷、氧化白藜蘆醇為代表的二苯乙烯類物質(zhì)具有降血糖、防癌、抗HIV等活性。 國內(nèi)外對白藜蘆醇的開發(fā)已多年，但桑皮苷與氧化白藜蘆醇的研究卻較少。這兩種物質(zhì)具有抗氧化、清除自由基與抑制酪氨酸酶活性。桑皮苷還具有陣痛、抗炎等作用；氧化白藜蘆醇具有抑制細胞凋亡與保護神經(jīng)細胞等作用。徐立等人指出桑皮苷在某些桑樹枝條中的含量高達1.734%，氧化白藜蘆醇的含量僅為0.0725%。Jeong-Keun等人發(fā)現(xiàn)，氧化白藜蘆醇抑制酪氨酸酶活性的IC50為0.49uM，明顯優(yōu)于桑皮苷（53.6uM）。 本項目組研究發(fā)現(xiàn)，桑皮苷在某些桑枝中的含量高達4%，氧化白藜蘆醇含量最高僅為0.07%左右；以市場上公認(rèn)皮膚美白效果最好的活性物質(zhì)——熊果苷為對照進行抑制酪氨酸酶活性研究時發(fā)現(xiàn)，桑皮苷、氧化白藜蘆醇與熊果苷的IC50分別為15.04ug/mL、30ug/mL與179.88ug/mL；氧化白藜蘆醇在清除自由基方面也明顯優(yōu)于桑皮苷和熊果苷。 前人大多停留在對桑皮苷與氧化白藜蘆醇生物活性、含量的研究，均未涉其提取、分離、純化技術(shù)工藝的研究，同時，對桑皮苷與氧化白藜蘆醇的結(jié)構(gòu)分析顯示，桑皮苷為氧化白藜蘆醇的雙糖苷，兩者結(jié)構(gòu)極具相似性，在理論上具有相互轉(zhuǎn)化的可能。 對桑皮苷向氧化白藜蘆醇高效轉(zhuǎn)化的方法進行研究，同時對從桑枝中提取、純化桑皮苷、氧化白藜蘆醇，并優(yōu)化其工業(yè)化生產(chǎn)工藝具有重要的現(xiàn)實意義。
