一种α-葡萄糖苷酶活性抑制剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物工程领域，具体涉及一种a -葡萄糖苷酶活性抑制剂及其制备方 法和应用。
【背景技术】
[0002] 糖尿病（diabetes mellitus，DM)是一种多病因的代谢性疾病群，主要与胰岛素 产生和作用异常有关，可引起糖、脂肪及蛋白质代谢紊乱，以血糖增高和尿糖为特征，进而 导致多个系统和脏器损害的综合征，是人类患心脑血管疾病、致盲、截肢和肾衰的主要原 因。目前，研宄人员已研制出多种新型降血糖化学药物应用于临床，例如改善葡萄糖耐受 性及胰岛素应答水平的胰岛素分泌促进剂（二肽基肽酶DPP-IV抑制剂），改善葡萄糖代谢 剂（双胍类药物），可有效改善机体聚醇代谢、预防和延缓病症发生的醛糖还原酶抑制剂 (吡咯啶环类物质）以及胰岛素增敏剂等。其中胰岛素增敏剂已成为目前口服降糖药物的 研发热点，可增加人体组织对胰岛素的敏感性，特别是其中的a -葡萄糖苷酶抑制剂，如阿 卡波糖，其作用机制为竞争性地抑制a -葡萄糖苷酶，在碳水化合物消化的最后一步抑制 双糖降解为单糖，延缓碳水化合物在肠道的消化，延迟来自双糖、低聚糖及多糖的葡萄糖吸 收，有效推迟并减轻糖尿病人餐后血糖升高的时间及进程，是糖尿病人常用的控制血糖的 药物。
[0003] 虽然现有抗糖尿病种类较多，疗效确切，可有效控制血糖，但多为化学药物，其存 在着作用途径单一，甚至具有严重的不良反应，如导致低血糖、乳酸酸中毒等，长期服用伴 有药效降低的可能。为此，研宄人员试图从各种植物中提取可以治疗糖尿病的物质。CN 103705593 A公开了一种从矮生二裂叶委陵菜中提取的a-葡萄糖苷酶抑制剂，具体步骤 为以矮生二裂叶委陵菜全草为原料，经粉碎后过24目筛，用6倍体积的70%乙醇回流提取 3次，每次12h，抽滤，合并3次滤液，滤液真空浓缩后分散于水中，采用4倍体积的石油醚萃 取分层，将所得水层用4倍体积的乙酸乙酯萃取进行分层，得乙酸乙酯萃取液，经真空干燥 获得矮生二裂叶委陵菜总黄酮，该总黄酮即为a-葡萄糖苷酶抑制剂。CN103239462 A公开 了一种a-葡萄糖苷酶抑制剂一一栀子有效成分；经鉴定，其有效成分为西红花苷I和西 红花酸；经体外实验以阿卡波糖为阳性/对照，观察栀子两个有效成分对a -葡萄糖苷酶活 性的影响；结果表明，栀子两个有效成分对葡萄糖苷酶均有明显的抑制作用，呈量效关 系。CN 103539831 A公开了一种山杏a-葡萄糖苷酶抑制肽及其制备方法和用途，其中该 山杏a-葡萄糖苷酶抑制肽具有特殊的氨基酸序列；该发明的山杏a-葡萄糖苷酶抑制肽 a _葡萄糖苷酶抑制活性非常高，能够有效地抑制a _葡萄糖苷酶的活性，进而能够有效地 用于降血糖，以及治疗高血糖、糖尿病药物的制备，并且该山杏a-葡萄糖苷酶抑制肽的生 产成本低，具有巨大的实用价值和经济效益。CN101757059B公开了一种以植物全草为原料， 产品无毒副作用、安全性高、成本廉价、可产业化生产的从植物中提取a -葡萄糖苷酶活性 抑制剂的方法，取干燥多枝柽柳茎叶或干燥花花柴茎叶或干燥琵琶柴茎叶，剪碎研磨后放 入提取器中，加入体积与干燥多枝柽柳茎叶或干燥花花柴茎叶或干燥琵琶柴茎叶质量比为 8~30mL/g的醇-水或丙酮-水溶液浸泡，加热回流提取，提取温度为达至沸腾温度，提取 次数为1~3次，每次提取时间为1.0 ~3. Oh ;向提取物中加入体积与提取物质量比为5~ 30mL/g的水进行二次提取，提取温度为达致沸腾温度，提取次数为1~3次，每次提取时间 为I. 0~3. Oh ;收集合并冷却后的提取液，在60°C下减压浓缩，冷冻干燥得植物提取物。
[0004]玛咖（Lepidium meyenii)，又名玛卡、秘鲁人参等，属于十字花科独行菜属一年生 草本植物，玛咖含有多种化学成分，如氨基酸、维生素、黄酮类、多糖、生物碱、玛咖酰胺和芥 子油苷等。玛咖营养丰富，具有重要的生理作用包括：消除疲劳、抗压力、提高免疫、缓解更 年期综合征、抗前列腺增生及提高性功能等作用。但是目前迄今为止还没有关于从玛咖中 提取葡萄糖苷酶抑制剂的相关报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种以玛咖为原料的a _葡萄糖苷酶活性抑制剂及其制 备方法和应用。
[0006] 第一方面，本发明提供一种a _葡萄糖苷酶活性抑制剂，所述a _葡萄糖苷酶活性 抑制剂为玛咖的提取物。
[0007] 优选地，所述的a -葡萄糖苷酶活性抑制剂为玛咖的醇和/或水的提取物。
[0008] 玛咖通常用于提高生育力，改善性功能，抗抑郁，抗贫血，抗癌，抗白血病和治疗更 年期综合症等，目前并没有用于治疗糖尿病的报道，原因是提取工艺导致提取率低等技术 障碍所致。本发明的玛咖提取物具有良好的a-葡萄糖苷酶活性抑制效果，为治疗糖尿病 的药物开辟了一种新型原料。
[0009] 第二方面，本发明提供如第一方面所述的a -葡萄糖苷酶活性抑制剂的制备方 法，包括如下步骤：
[0010] (1)将玛咖原料粉碎至粉末状投入水和/或醇溶液，然后提取液体部分，得到溶液 A；
[0011] (2)将溶液A进行固液分离后，取上清液进行浓缩，得到溶液B ;
[0012] (3)将溶液B过葡聚糖凝胶层析柱，然后将硫酸酯酶和/或黑芥子酶加入葡聚糖凝 胶层析柱进行酶解反应，用超纯水进行洗脱，收集洗脱液；
[0013] (4)将洗脱液进行浓缩和干燥，制备完成。
[0014] 本发明所用的试剂和材料均无毒副作用，且提取的条件温和，提取工艺简单；制备 的成品活性物质失活少，对于a -葡萄糖苷酶具有较强的抑制性，可用于制备治疗糖尿病 的药物和降血糖类药物。
[0015] 优选地，步骤（1)所述玛咖原料为鲜玛咖根、鲜玛咖叶、干燥玛咖根或干燥玛咖叶 中的任意一种或至少两种的混合物，例如可以是鲜玛咖根，鲜玛咖叶，干燥玛咖根和干燥玛 咖叶，或者鲜玛咖根、鲜玛咖叶和干燥玛咖根的混合物。
[0016] 优选地，步骤（1)所述粉末状玛咖的粒径为20~60目，例如可以是20目、22目、 24目、26目、28目、30目、32目、34目、36目、38目、40目、42目、44目、46目、48目、50目、 52目、54目、56目、58目或60目，优选为40目。如果粒径小于20目，会导致提取的效率下 降；如果高于60目，得到溶液A需要更长的时间和更大的能耗。
[0017] 优选地，步骤（1)所述粉末状玛咖与水和/或醇溶液的体积比为1 : (5~20)，例 如可以是 1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19 或1:20,优选为1:10。如果体积比过小，固液传质效果不好，提取效率会比较低；如果体积 比过大，虽然提取效率能够提高，但会给后续的浓缩带来更大的液体量，需要更长的时间和 更大的能耗。
[0018] 优选地，步骤（1)所述醇为甲醇、乙醇或丙醇中的任意一种或至少两种的混合物， 例如可以是甲醇，乙醇，或甲醇和乙醇的混合物，或甲醇、乙醇和丙醇的混合物，优选为乙 醇。这三种醇能以任意比例与水互溶，如果醇的质量分数过大或分子链过长，溶解度就会下 降；另外，这三种醇的价格较低，市场流通量较大。
[0019] 优选地，步骤（1)所述醇溶液中醇的体积分数为1~70%，例如可以是1%、5%、 10 %,15%,20 %,25 %,30 %,35 %,40 %,45 %,50 %,52 %,55 %,57 %,60 %,62 %,65 %, 67 %或70%、优选为50~70%。随着醇浓度的增加，提取的效率会提高；但是当醇的体积 分数大于70%时，提取的效率会随着醇浓度的升高而降低。
[0020] 优选地，步骤（1)所述提取的方法为热水提取、超声波提取或微波提取中的任意 一种或至少两种的组合，例如可以是热水提取，超声波提取，微波提取和超声波提取，或热 水提取、超声波提取和微波提取的结合。
[0021] 优选地，所述热水提取的条件为：热水温度为60~80 °C，例如可以是60 °C、 61 °C、62 °C、63 °C、64 °C、65 °C、66 °C、67 °C、68 °C、69 °C、70 °C、71 °C、72 °C、73 °C、74 °C、75 °C、 76°〇、77°〇、781：、791：或801：，优选为68~781：，更优选为701：;循环搅拌转速为800~ 1，500rpm，例如可以是 800rpm、820rpm、840rpm、860rpm、880rpm、900rpm、920rpm、940rpm、 960rpm、980rpm、l, 000rpm、l, 220rpm、l, 340rpm、l, 460rpm 或 1，500rpm，优选为 1，OOOrpm ; 提取时间为 I ~3h，例如可以是 lh、l. 2h、l. 5h、l. 6h、l. 7h、l. 8h、l. 9h、2h、2. lh、2.