一種從蕎麥麩皮中提取d－手性肌醇的方法
2023-09-22 11:55:55 4
專利名稱：一種從蕎麥麩皮中提取d－手性肌醇的方法
技術領域：
本發明涉及一種從蕎麥中提取D-手性肌醇的生產方法，具體地說，本發明涉及一種從蕎麥麩皮中提取D-手性肌醇及其衍生物，並將其衍生物轉化為D-手性肌醇的方法。
背景技術：
糖尿病是由於人體內胰島素缺乏或胰島素不能有效發揮作用而導致的一種終身疾病，糖耐量受損則是一種早期的血糖穩態改變，具有β細胞早期損害，並伴隨胰島素抵抗症候群，反映了由血糖正常到糖尿病的過渡階段。研究發現，糖耐量受損還是心血管疾病、肥胖、高血壓、血脂紊亂、高胰島素血症、微量白蛋白尿等疾病的危險因素和腫瘤病死率的獨立危險因素。
科學研究證明，D-手性肌醇(D-Chiro-Inositol，簡稱DCI)在胰島素信號傳遞過程中發揮著重要作用，是一種調節肌體血糖的功能因子。研究發現，正常人血液及尿液中含有一定濃度的D-手性肌醇，而在糖尿病人體液中則幾乎檢測不到。因此，提示糖尿病人可能無法產生足夠的D-手性肌醇，造成胰島素作用信號傳遞受阻。多個實驗室的結果均確認，通過給試驗動物補償D-手性肌醇，能夠有效促進胰島素功能，降低血糖、血中胰島素、血甘油三脂水平，顯著改善糖耐量異常等症狀。臨床檢驗亦表明，純化的D-手性肌醇對II類糖尿病、多囊性卵巢綜合症有顯著療效。因此，從天然物質中有效地提取D-手性肌醇，對於開發防治II類糖尿病、多囊卵巢綜合症、高血壓、肥胖症及其它心血管疾病的藥品將具有顯著的學術價值和經濟價值。
蕎麥是一種對糖尿病有益的傳統藥食兼用資源，也是自然界中含有DCI及其衍生物最豐富的作物之一。蕎麥中D-手性肌醇單體的含量很低，主要以衍生物的形式存在。在USP6,162,795中披露了蕎麥種子中含有豐富的D-手性肌醇衍生物，並提出了提取這些衍生物的方法。D-手性肌醇衍生物是由D-手性肌醇單體與1～3個半乳糖以α-半乳糖苷鍵結合的一組糖甙化合物，在一定條件下可以水解釋放出遊離的D-手性肌醇單體。然而研究卻發現，人體消化道內缺乏可使D-手性肌醇衍生物降解的α-半乳糖苷酶，D-手性肌醇衍生物在人體內無法降解為D-手性肌醇單體而發揮功效。因此，直接食用蕎麥來降低血糖的效果不明顯。
國內外文獻USP6,162,795，CN1380276A，CN1442399A，CN1530119A等揭示了發芽能激活蕎麥籽粒中的α-半乳糖苷酶，進而作用於D-手性肌醇衍生物，釋放出酶解轉化的D-手性肌醇單體，再通過提取富集等手段，可以得到D-手性肌醇單體或提取物。例如，CN1442399A是將蕎麥成熟種子在22～30℃，0～30mMNaCl濃度下萌發7～22小時。處理後的蕎麥種子中D-手性肌醇單體含量大幅度增加。再將處理後的蕎麥種子用30～70％乙醇提取過濾，就可以得到含有D-手性肌醇的抽提物。
但上述方法需要處理整粒蕎麥，其中的大量胚乳胚芽物質將會成為加工廢棄物，蕎麥中的糖類、澱粉、蛋白以及脂肪等也亦會成為雜質而影響D-手性肌醇的提取加工，因此D-手性肌醇的提取純度低，資源利用率差。
發明內容
本發明的目的是提供一種以蕎麥麩皮為原料生產D-手性肌醇單體的方法，以解決現有技術存在的提取純度低和資源利用率差的問題。
經測定，蕎麥麩皮中D-手性肌醇及D-手性肌醇衍生物的含量分別是蕎麥麵粉中的4.8倍和4.6倍。因此，利用蕎麥制粉加工副產物——蕎麥麩皮提取D-手性肌醇和D-手性肌醇衍生物，並進而將D-手性肌醇衍生物水解轉化為D-手性肌醇，具有原料成本低，資源利用率高的特點。
本發明從蕎麥麩皮中提取轉化D-手性肌醇單體的方法是在25～60℃溫度下，用10～20倍重量的水或≤60％的乙醇水溶液為提取劑提取蕎麥麩皮，提取液過濾濃縮後，獲得含有D-手性肌醇及D-手性肌醇衍生物的提取濃縮液。
將上述提取濃縮液於200～240℃、1.6～2.6MPa壓力下水解30～120min，得到D-手性肌醇水解液。
D-手性肌醇水解液經活性炭脫色、離子交換樹脂分離精製後，濃縮製成D-手性肌醇提取物產品。
其中，可以將提取劑一次加入到蕎麥麩皮中進行提取，也可以將提取劑分兩次加入到蕎麥麩皮中，分別提取後再合併提取液。
本發明中的離子交換樹脂分離精製是將活性炭脫色液以5mL/min的速度通過離子交換樹脂柱，並用蒸餾水洗脫。一般是先過強鹼性陰離子交換樹脂柱，再通後過強酸性陽離子交換樹脂柱。本發明中採用的離子交換樹脂分別是太原樹脂廠生產的201×7型強鹼性陰離子交換樹脂和上海振光樹脂廠生產的001×7型強酸性陽離子交換樹脂。
本發明利用蕎麥籽粒中D-手性肌醇及其衍生物含量最高的麩皮作為原料，通過提取分離、高壓水解等工藝處理，釋放出遊離的D-手性肌醇單體，再進一步富集精製，得到了高含量的D-手性肌醇提取物。經過高壓水解，可以使提取液中的D-手性肌醇濃度由原來的0.032％提高到0.2％，是處理前的6.25倍。經離子交換樹脂分離精製後，可以將D-手性肌醇濃度提高1.3倍。最終提取物中D-手性肌醇含量可以達到40％以上。
另一方面，蕎麥麩皮是蕎麥制粉加工的副產物，本發明利用加工麵粉的副產物麩皮來提取D-手性肌醇，使下腳料也能得以充分利用，因此，提取D-手性肌醇後的加工廢棄物少，資源利用率顯著高於已有的發芽轉化技術。
採用本發明方法得到的D-手性肌醇提取物進行動物急性經口毒性試驗，IC50值＞20.0g/kg體重，根據食品急性毒性分級標準，屬實際無毒(北京大學營養與保健食品評價中心，樣品受理編號060007)，因此使用安全，可用於防治糖尿病的功能食品配料。
具體實施例方式
實施例1稱取3Kg苦蕎麩皮，經去雜清理後，置於不鏽鋼桶中，加入30L 60％乙醇水溶液，50℃下攪拌30min，離心過濾，濾渣中再加入30L 60％乙醇水溶液提取一次，離心棄渣，合併兩次濾液，減壓濃縮並回收溶劑後靜置過夜，分離出黃酮類物質另行精製加工。濾液繼續濃縮至原體積的1/3，置於高壓釜中，於2.0MPa、217.7℃水解60min。水解液經10％(V/W)活性炭脫色後，以5mL/min的速度通過201×7型強鹼性陰離子交換樹脂柱和001×7型強酸性陽離子交換樹脂柱，並用3倍柱體積的蒸餾水洗脫樹脂柱。洗脫液經減壓濃縮，製成D-手性肌醇提取物成品。
實施例2稱取3kg苦蕎麩皮，去雜清理後，加60L蒸餾水，於25℃攪拌提取24h，離心棄渣、減壓濃縮至原體積的1/5，於2.6Mpa、231℃水解30min。水解液經10％(V/W)活性炭脫色，以5mL/min的速度通過201×7型強鹼性陰離子交換樹脂柱和001×7型強酸性陽離子交換樹脂柱，並用3倍柱體積的蒸餾水洗脫樹脂柱。洗脫液經減壓濃縮，製成D-手性肌醇提取物成品。
實施例3稱取3kg甜蕎麩皮，經去雜清理後，加入45L蒸餾水，於30℃攪拌提取24h，離心棄渣、減壓濃縮提取液至原體積的1/5，於2.0Mpa、217.7℃水解60min。水解液經10％(V/W)活性炭脫色後，以5mL/min的速度通過201×7型強鹼性陰離子交換樹脂柱和001×7型強酸性陽離子交換樹脂柱，並用3倍柱體積的蒸餾水洗脫樹脂柱。洗脫液經減壓濃縮，製成D-手性肌醇提取物成品。
實施例4稱取3kg甜蕎麩皮，經去雜清理後，用30L 20％乙醇水溶液於40℃下攪拌提取1h，離心過濾，濾渣中再加入30L 20％乙醇水溶液重複提取一次，合併濾液，減壓濃縮至原體積的1/5，於1.6Mpa、206.3℃水解120min。水解液經10％(V/W)活性炭脫色後，以5mL/min的速度通過201×7型強鹼性陰離子交換樹脂柱和001×7型強酸性陽離子交換樹脂柱，並用3倍柱體積的蒸餾水洗脫樹脂柱。洗脫液經減壓濃縮，製成D-手性肌醇提取物成品。
實施例5樣品用50％乙醇水溶液溶解，以苯基α-D-葡萄糖苷為內標物，經三甲基矽基咪唑-吡啶衍生化處理後，使用毛細管柱和氫火焰離子化檢測器(FID)，以程序升溫同時對樣品中D-手性肌醇(DCI)和肌醇進行毛細管氣相色譜法分離和測定。
色譜柱SE-30毛細管柱，50m×0.25mm(id)，0.25μm。
程序升溫150℃(3min)，3℃/min，215℃(5min)，30℃/min，240℃(5min)，20℃/min，260℃(5min)，15℃/min，275℃(2min)。
氣化室溫度280℃；檢測室溫度280℃。
載氣(N2)流量2.0mL/min；不分流。
分別吸取標樣溶液和樣品溶液於具塞1.5mLEP管中，加40μL0.2％內標溶液，70℃真空乾燥，加100μL三甲基矽基咪唑—吡啶溶液(1∶1)，70℃乾燥箱中保持30mim，得到糖及糖醇的三甲基矽烷化衍生物，立即進樣測定，以內標法計算樣品中的DCI和肌醇含量，檢測結果如下表所示
權利要求
1.一種從蕎麥麩皮中提取D-手性肌醇的方法，包括以下步驟a).在25～60℃溫度下，用10～20倍重量的水或≤60％的乙醇水溶液為提取劑提取蕎麥麩皮，提取液過濾濃縮後，獲得含有D-手性肌醇及D-手性肌醇衍生物的提取濃縮液；b).將上述提取濃縮液於200～240℃、1.6～2.6MPa壓力下水解30～120min，得到D-手性肌醇水解液；c).D-手性肌醇水解液經活性炭脫色、離子交換樹脂分離精製後，濃縮製成D-手性肌醇提取物產品。
2.根據權利要求1所述的從蕎麥麩皮中提取D-手性肌醇的方法，其特徵是所述的離子交換樹脂分離精製是將活性炭脫色液以5mL/min的速度分別通過強鹼性陰離子交換樹脂柱和強酸性陽離子交換樹脂柱，並用蒸餾水洗脫。
3.根據權利要求1所述的從蕎麥麩皮中提取D-手性肌醇的方法，其特徵是所述的提取劑是一次加入到蕎麥麩皮中進行提取。
4.根據權利要求1所述的從蕎麥麩皮中提取D-手性肌醇的方法，其特徵是所述的提取劑是分兩次加入到蕎麥麩皮中，分別提取後再合併提取液。
全文摘要
一種從蕎麥麩皮中提取D－手性肌醇的方法，是用水或≤60％的乙醇水溶液為提取劑，從蕎麥麩皮中提取D－手性肌醇及其衍生物，提取液過濾濃縮後，水解將其中的D－手性肌醇衍生物轉化為D－手性肌醇，經活性炭脫色、離子交換樹脂分離精製，濃縮製成D－手性肌醇提取物產品。本發明利用加工麵粉的副產物麩皮提取D－手性肌醇，提取後的加工廢棄物少，資源利用率高，提取物中的D－手性肌醇含量可以達到40％以上。
文檔編號C07C29/74GK101077851SQ20071006220
公開日2007年11月28日 申請日期2007年6月22日 優先權日2007年6月22日
發明者邊俊生, 陝方, 任貴興, 李紅梅, 胡俊君, 孫秋雁, 鄧曉燕, 李雲龍 申請人:山西省農業科學院農產品綜合利用研究所