蕎麥中D-手性肌醇分離提取與純化研究.pdf

1、蕎麥(Fagopyrum esculentum Moench)是一種適于在冷涼氣候下生長(zhǎng)的短季蓼科(polygonacoae)作物。植物分類(lèi)學(xué)主要有苦蕎(Fagopyrum tataricum Gaert)和甜蕎(Fagopyrum esculentum Moench)兩個(gè)品種。蕎麥富含高生物價(jià)的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)元素、黃酮類(lèi)化合物等，具有多種生物功能，如降血糖、降血脂、抗癌、抗氧化及清除自由基等。研究發(fā)現(xiàn)，蕎麥種子中含有少量D-手

2、性肌醇單體及大量的D-手性肌醇衍生物.蕎麥糖醇(Fagopyritol)，能有效地調(diào)節(jié)血糖，改善糖尿病人(特別是Ⅱ型糖尿病人)癥狀。 D-手性肌醇(D-chiro-inositol，DCI)是肌醇立體異構(gòu)體，它作為新一代胰島素受體促敏劑，能有效地促進(jìn)胰島素功能，降低血糖、血甘油三酯水平等。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：D-手性肌醇在唯一的降血糖激素.胰島素的信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中發(fā)揮極為重要的作用，當(dāng)體內(nèi)缺乏足夠的D-手性肌醇時(shí)，會(huì)導(dǎo)致胰島素抵抗現(xiàn)象

3、。因此，補(bǔ)充D-手性肌醇可提高機(jī)體組織對(duì)胰島素的敏感性，消除胰島素抵抗，從根本上調(diào)節(jié)機(jī)體的生理機(jī)能和代謝平衡，從而降低糖尿病的發(fā)生率。 本研究首先采用三種不同的提取方法對(duì)蕎麥中D-手性肌醇粗提工藝進(jìn)行研究，包括不同溶劑提取法、微波法、超聲波法。通過(guò)對(duì)不同提取方法的工藝條件進(jìn)行研究，分別確定出最佳的工藝條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用不同溶劑提取蕎麥中D-手性肌醇時(shí)，乙醇作為溶劑提取效果最好，乙醇提取的最佳工藝條件：溫度30℃，乙醇濃度5

4、0％，料液比1：20，時(shí)間1.5h，進(jìn)行二級(jí)提取蕎麥中D-手性肌醇的含量達(dá)到4.95mg/g；采用微波法提取蕎麥中D-手性肌醇，經(jīng)單因素及正交試驗(yàn)確定最佳工藝條件：微波功率245W，微波加熱時(shí)間120s，乙醇濃度80％，料液比1：30，此時(shí)D-手性肌醇的含量達(dá)到5.11mg/g；采用超聲波法時(shí)，確定最佳工藝條件：乙醇濃度50％，料液比1:15，提取時(shí)間30 min，浸提溫度50℃，此時(shí)D-手性肌醇的含量為5.19mg/g。通過(guò)比較三種不

5、同的提取方法對(duì)D-手性肌醇提取效果影響，確定采用超聲波法提取時(shí)，蕎麥中D-手性肌醇提取效果最好。 在蕎麥中D-手性肌醇粗提工藝基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步提高蕎麥提取物中D-手性肌醇的含量，去除提取物中可溶性碳水化合物及其它雜質(zhì)。本研究采用兩種不同方法作用于蕎麥提取物進(jìn)行研究。方法一采用不同種類(lèi)微生物發(fā)酵蕎麥提取物，增加蕎麥籽粒水溶液中D-手性肌醇及其衍生物的含量，同時(shí)減少提取物中總糖含量，本研究采用釀酒酵母、毛霉、大腸桿菌、蜜蜂生球擬酵母

6、、米曲霉、枯草芽孢桿菌、解酯假絲酵母、黑曲霉接種于蕎麥提取物中進(jìn)行培養(yǎng)，并跟蹤測(cè)定提取物中各種成分的含量變化。結(jié)果表明，采用米曲霉培養(yǎng)5天后，蕎麥提取液中D-手性肌醇含量達(dá)到6.07mg/g，且總糖含量降低較大，減少約53％，綜合考慮為最符合條件的提取組分。采用活性炭柱層析純化樣品，D-手性肌醇及糖醇類(lèi)物質(zhì)可吸附于活性炭柱，然后進(jìn)行梯度洗脫，經(jīng)高效液相色譜法測(cè)定D-手性肌醇的純度達(dá)到31.8％。此方法既簡(jiǎn)化D-手性肌醇純化工藝，又可減少

7、純化過(guò)程中有機(jī)溶劑的使用量，降低生產(chǎn)成本。方法二利用萌芽及酸水解方法提高蕎麥中D-手性肌醇含量，蕎麥中D-手性肌醇大部分以衍生物的形式存在。蕎麥籽粒經(jīng)萌芽后，D-手性肌醇單體含量明顯增加，提高約8倍。因此，本研究采用萌芽后蕎麥籽粒作為后續(xù)試驗(yàn)材料。酸水解使蕎麥中D-手性肌醇衍生物.蕎麥糖醇轉(zhuǎn)化為D-手性肌醇，明顯提高蕎麥中D-手性肌醇的含量。同時(shí)大部分碳水化合物轉(zhuǎn)化為不溶性副產(chǎn)物，有利于簡(jiǎn)化D-手性肌醇的純化過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蕎麥中D

8、-手性肌醇最佳提取工藝為：HCl濃度為9N，溫度為95℃，時(shí)間為18h，料液比為1:10。在此條件下，提取物中D-手性肌醇含量達(dá)到62.5mg/g，達(dá)到未萌芽、水解前提取含量的15倍左右。D-手性肌醇提取物純化過(guò)程，用等體積水溶解，加入2倍體積95％乙醇，70℃攪拌1h，充分反應(yīng)后，取出冷卻至15℃，得到D-手性肌醇沉淀固體。所得沉淀物，D-手性肌醇純度較低，可用適量的水溶解，加入乙醇溶液，通過(guò)反復(fù)的加熱和冷卻處理，進(jìn)行重結(jié)晶。經(jīng)多次的