專利名稱：汽爆與生物法耦合將虎杖白藜蘆醇苷轉(zhuǎn)化成白藜蘆醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于天然產(chǎn)物轉(zhuǎn)化與提取領(lǐng)域，特別涉及汽爆與生物法耦合將虎杖白藜蘆醇苷轉(zhuǎn)化成白藜蘆醇的方法。
背景技術(shù)：
虎杖為寥科寥屬多年生草本植物虎杖(Polygonum cuspidatum Sieb. etZuee.) 的根莖，為我國(guó)傳統(tǒng)常用中藥，具有祛風(fēng)利濕、散瘀定痛、止咳化痰的作用。白黎蘆醇 (Resveratrol)是植物體內(nèi)產(chǎn)生的天然二苯乙烯類多芬物質(zhì)，化學(xué)名稱為蔑三酚(即3，5， 4，一三經(jīng)基一 1，2—二苯基乙烯)，相對(duì)分子量為228. 25，熔點(diǎn)為256°C _257°C，升華點(diǎn) 為261°C，為無(wú)色針狀結(jié)晶。易溶于乙醚、氯仿、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酷等有機(jī)溶劑。在 306nm的紫外光照射下產(chǎn)生紫色熒光，遇氨水等堿性溶液顯紅色，遇醋酸鎂的甲醇溶液顯粉 紅色，并能和三氯化鐵一鐵氰化鉀起顯色反應(yīng)在低溫、避光條件下較為穩(wěn)定，堿性環(huán)境中 不穩(wěn)定。白黎蘆醇是植物體內(nèi)用于抵抗病原侵染的多酚物質(zhì)，其對(duì)人體具有顯著的抗氧 化、抗自由基的作用，可以預(yù)防和治療多種疾病，目前它已成為抑制和治療組織癌變和腫瘤 發(fā)生最有前途的藥物之一。由于白黎蘆醇具有抗菌、抗腫瘤、抗氧化和清除自由基等多種生 物和藥理活性，開(kāi)發(fā)白藜蘆醇，將其廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健品、化妝品和食品添加劑等領(lǐng)域， 具有巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。白藜蘆醇存在于虎杖、何首烏、黎蘆、葡萄桑堪、花生、鳳梨等植物中，但在虎杖植 物中含量最高，虎杖是白藜蘆醇生產(chǎn)的首先植物，在虎杖藥材中白黎蘆醇以游離和白藜蘆 醇苷(白藜蘆醇3-0-β-D-葡萄糖甙)態(tài)兩種存在形式，而白黎蘆醇苷的含量大大高于白 黎蘆醇的含量。但白藜蘆醇苷的生物活性和價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于白藜蘆醇，因此，將虎杖中的白 藜蘆醇苷轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇再提取純化的研究已成為研究的熱點(diǎn)之一，轉(zhuǎn)化方法有化學(xué)法和 生物法，轉(zhuǎn)化機(jī)理是將白藜蘆醇苷的糖苷鍵斷裂，去除分子中葡萄糖后轉(zhuǎn)化成白藜蘆 醇，其中生物轉(zhuǎn)化法(酶法或微生物發(fā)酵法)轉(zhuǎn)化清潔環(huán)保、轉(zhuǎn)化過(guò)程白藜蘆醇樣品損失少 的優(yōu)點(diǎn)被廣泛研究，如中南大學(xué)、北京大學(xué)、吉首大學(xué)等單位開(kāi)展了相關(guān)研究，并發(fā)表了相 關(guān)文章或申請(qǐng)了相關(guān)專利，如微生物酶法從虎杖中提取白藜蘆醇的研究(食品科學(xué)，2008， 29 :283-285)，虎杖中白黎蘆醇的分離純化研究(中南大學(xué)博士學(xué)位論文，2005年)，微生物 轉(zhuǎn)化虎杖原料提高純白藜蘆醇工藝的研究(申請(qǐng)?zhí)?200610031850. 3)，這些文獻(xiàn)采用的酶 法和微生物發(fā)酵法都能提高白藜蘆醇苷轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇的轉(zhuǎn)化率，但都不能將白藜蘆醇苷 完全轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇，其轉(zhuǎn)化率一般為60-85%，為了進(jìn)一步提高虎杖白藜蘆醇的提取率， 降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明創(chuàng)造性地將汽爆方法與生物法相耦合，通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，摸索出來(lái)將 虎杖原料中的白藜蘆醇苷完全轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇工藝路線先對(duì)虎杖原料進(jìn)行汽爆處理，汽 爆后其細(xì)胞壁被破壞，有利于后續(xù)的生物轉(zhuǎn)化，同時(shí)在汽爆過(guò)程中部分白藜蘆醇苷糖 苷鍵斷裂轉(zhuǎn)化成了白藜蘆醇，汽爆處理后的物料用纖維素酶或產(chǎn)纖維素酶的微生物固態(tài)發(fā)酵進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，可將白藜蘆醇苷完全轉(zhuǎn)化成白藜蘆醇。本發(fā)明工藝易于控制、產(chǎn)品穩(wěn)定、成 本低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有方法對(duì)虎杖中白藜蘆醇苷的轉(zhuǎn)化率不高，產(chǎn)品不穩(wěn)定等 問(wèn)題，發(fā)明一種用汽爆技術(shù)與生物轉(zhuǎn)化耦合將虎杖中白藜蘆醇苷轉(zhuǎn)化成白藜蘆醇的方法， 提高白藜蘆醇的提取率，降低白藜蘆醇的生產(chǎn)成本。本發(fā)明提供的汽爆與生物法耦合轉(zhuǎn)化虎杖白藜蘆醇苷制備白藜蘆醇的方法，包括 如下步驟
(1)汽爆處理將新鮮或干燥儲(chǔ)存的虎杖原料切成l-5cm小段，加水調(diào)節(jié)水分含量 (W/W)為30% -50%，在0. 8-1. 6MPa壓力下維壓l_6min進(jìn)行蒸汽爆破處理；(2)生物轉(zhuǎn)化汽爆處理后的虎杖物料用纖維素酶酶解或用能產(chǎn)纖維素酶的菌 株固態(tài)發(fā)酵，將白藜蘆醇苷完全轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇，其中酶解轉(zhuǎn)化的條件為固液比(W/ W)1 5-1 15，酶解溫度為40-55°C，酶解時(shí)間為16-36h，纖維素酶的使用量為1-6FPA/ g干物料；固態(tài)發(fā)酵條件為固液(W/W)比1 2.6-1 4.2，發(fā)酵溫度24-351，發(fā)酵時(shí)間 3-6d，氮源為麩皮、硝酸銨、硫酸銨或尿素，碳氮比為30 1-35 1，虎杖原料經(jīng)汽爆和生物 轉(zhuǎn)化處理后，用高壓液相色譜無(wú)法檢測(cè)到物料中白藜蘆醇苷的存在，質(zhì)量衡算表明，白藜蘆 醇苷完全轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 (1)汽爆處理將新鮮的虎杖原料切成l-3cm小段，調(diào)節(jié)水分含量(W/W)為50%， 在0. SMPa壓力下維壓6min進(jìn)行蒸汽爆破處理，汽爆處理后物料中30-40 %的白藜蘆醇苷轉(zhuǎn) 化成白藜蘆醇；(2)生物轉(zhuǎn)化汽爆處理后的虎杖物料用纖維素酶酶解，酶解轉(zhuǎn)化的條件為固液 比(W/W)l 15，酶解溫度為405°C，酶解時(shí)間為16h，纖維素酶的使用量為lFPA/g干物料。 虎杖原料經(jīng)汽爆和酶解轉(zhuǎn)化處理后，用高壓液相色譜無(wú)法檢測(cè)到物料中白藜蘆醇苷的存 在，質(zhì)量衡算表明，白藜蘆醇苷完全轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇。實(shí)施例2:(1)汽爆處理將干燥儲(chǔ)存的虎杖原料切成2-4cm小段，加水調(diào)節(jié)水分含量(W/W) 為40%，在1. 2MPa壓力下維壓3min進(jìn)行蒸汽爆破處理；(2)生物轉(zhuǎn)化汽爆處理后的虎杖物料用能產(chǎn)纖維素酶的菌株綠色木霉固態(tài)發(fā) 酵，將白藜蘆醇苷完全轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇，固態(tài)發(fā)酵條件為固液比1 3.2，發(fā)酵溫度28°C， 發(fā)酵時(shí)間4d，以麩皮為氮源，碳氮比為35 1，虎杖原料經(jīng)汽爆和生物轉(zhuǎn)化處理后，用高壓 液相色譜無(wú)法檢測(cè)到物料中白藜蘆醇苷的存在，質(zhì)量衡算表明，白藜蘆醇苷完全轉(zhuǎn)化為白 藜蘆醇。實(shí)施例3:(1)汽爆處理將新鮮的虎杖原料切成2-4cm小段，加水調(diào)節(jié)水分含量(W/W)為 32%，在1. 62MPa壓力下維壓Imin進(jìn)行蒸汽爆破處理；
(2)生物轉(zhuǎn)化汽爆處理后的虎杖物料用能產(chǎn)纖維素酶的菌株斜臥青霉固態(tài)發(fā)酵，將白藜蘆醇苷完全轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇，固態(tài)發(fā)酵條件為固液比1 4，發(fā)酵溫度30°C，發(fā) 酵時(shí)間4d，以麩皮為氮源，碳氮比為30 1，虎杖原料經(jīng)汽爆和生物轉(zhuǎn)化處理后，用高壓液 相色譜無(wú)法檢測(cè)到物料中白藜蘆醇苷的存在，質(zhì)量衡算表明，白藜蘆醇苷完全轉(zhuǎn)化為白藜 蘆醇。
權(quán)利要求
汽爆與生物法耦合將虎杖白藜蘆醇苷轉(zhuǎn)化成白藜蘆醇的方法，包括如下步驟(1)汽爆處理將新鮮或干燥儲(chǔ)存的虎杖原料切成1-5cm小段，加水調(diào)節(jié)水分含量(W/W)為30％-50％，在0.8～1.6MPa壓力下維壓1～6min進(jìn)行蒸汽爆破處理；(2)生物轉(zhuǎn)化汽爆處理后的虎杖物料用纖維素酶酶解或用能產(chǎn)纖維素酶的菌株固態(tài)發(fā)酵，將白藜蘆醇苷完全轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，汽爆處理后的虎杖物料纖維素酶酶解條件為固液 比(W/W)l 5-1 15，酶解溫度為40-55°C，酶解時(shí)間為16-36h，纖維素酶的使用量為 l-6FPA/g干物料，酶解處理后，用高壓液相色譜無(wú)法檢測(cè)到物料中白藜蘆醇苷的存在，白藜 蘆醇苷完全轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，汽爆處理后的虎杖物料用產(chǎn)纖維素酶的菌株固態(tài)發(fā)酵 條件為固液(W/W)比1 2.6-1 4.2，發(fā)酵溫度24-351，發(fā)酵時(shí)間3-6(1，氮源為麩皮、硝 酸銨、硫酸銨或尿素，固態(tài)發(fā)酵后，用高壓液相色譜無(wú)法檢測(cè)到物料中白藜蘆醇苷的存在， 白藜蘆醇苷完全轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇。
全文摘要
針對(duì)現(xiàn)有方法轉(zhuǎn)化虎杖白藜蘆醇苷制備白藜蘆醇存在轉(zhuǎn)化率不高、工藝不成熟、產(chǎn)品不穩(wěn)定等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種汽爆與生物轉(zhuǎn)化方法相結(jié)合，轉(zhuǎn)化虎杖白藜蘆醇苷制備白藜蘆醇的方法。虎杖原料經(jīng)汽爆后其細(xì)胞壁被破壞，有利于后續(xù)的生物轉(zhuǎn)化，同時(shí)在汽爆過(guò)程中部分白藜蘆醇苷β-糖苷鍵斷裂轉(zhuǎn)化成了白藜蘆醇；汽爆處理后的物料用纖維素酶或產(chǎn)纖維素酶的微生物固態(tài)發(fā)酵進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，可將白藜蘆醇苷完全轉(zhuǎn)化成白藜蘆醇。本發(fā)明工藝易于控制、產(chǎn)品穩(wěn)定、成本低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C12P7/22GK101812483SQ20101012828
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者彭小偉, 陳洪章 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所