CN102070681A - 魔芋神经酰胺及其提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种魔芋神经酰胺及其提取方法。本发明提取分离神经酰胺的方法，包括以下步骤：(1)以魔芋副产物或/和废弃物为原料，用45％-85％(V/V)的乙醇浸泡1-2小时，收集浸出液，转入蒸馏回收装置，静置分层收集油相；将水相减压和/或冷冻干燥浓缩后用乙酸乙酯萃取纯化，收集油相；合并所有油相，浓缩至膏状；(2)用45％-80％(V/V)乙醇将浓缩物溶解，用乙酸乙酯萃取，再用石油醚对乙醇相萃取，合并乙酸乙酯和石油醚的残留液体，干燥浓缩除去溶剂，即可得到含0.5-20％魔芋神经酰胺的粗级产品。

Description

魔芋神经酰胺及其提取方法

技术领域

本发明涉及一种神经酰胺类物质及其提取方法，具体涉及一种魔芋神经酰胺及从魔芋的副产品、废弃物中提取分离神经酰胺的方法。

背景技术

神经酰胺(Ceramide)广泛存在于动植物体内，是由神经鞘氨醇和长链脂肪酸缩合而成的酰胺，由一条长链碱基和一条长链脂肪酸构成，也称为N-脂酰基鞘氨醇。神经酰胺存在于角质层细胞间质中，在角质层生理功能中起关键作用，在皮肤屏障功能的调控中起主导作用，主要有：屏障作用、聚合作用、保湿作用、抗衰老作用、抗过敏作用、美白作用，令皮肤光滑细致，防止皮肤因水分流失而干燥。除了参与皮肤屏障功能的调控以外，神经酰胺作为细胞内的第二信使，通过活化多种蛋白激酶和转录因子参与细胞内信号传导，从而影响细胞生长、增殖、分化、凋亡及损伤等多种生理、病例过程。因此，近年来神经酰胺被广泛地应用于医药、食品和化妆品领域。

含有神经酞胺的制剂分为天然和化学合成两类，在化妆品应用方面以天然神经酰胺制剂为主。以前，欧、美等发达国家主要从牛脑、鸡冠等动物组织中提取，由于疯牛病和禽流感的影响，动物来源的神经酰胺的安全性被广泛质疑，许多国家已经明令禁止使用该类产品，市场急需安全可靠的神经酰胺，来满足制药业和化妆品市场对该类产品的需求。目前，国际国内许多学者致力于植物源性神经酰胺的提取研究，但是由于神经酰胺在植物中含量很低，再加上其双亲性(既亲水又亲油)，提取分离非常困难，并且植物细胞结构有细胞壁，提取难度更大。虽有从米糠、麸皮、海藻、酵母菌丝、魔芋等生物中分离提取神经酰胺的研究，但能够真正应用于工业化生产并提供商品的，却鲜见报道。

魔芋(konjac)属于天南星科魔芋属草本植物，在我国的西南部山区种植面积很大，其块茎含有多种营养成分。魔芋中含有神经酰胺类物质，崔韶晖等曾报道了一种从魔芋精粉中分离提取和分析神经酰胺类物质的方法(魔芋中神经酰胺类物质的分离提取和分析，生物技术，2007年10月)。经测定，从魔芋精粉中分离提取的神经酰胺的含量约为0.026％(g/g)，含量极低，生产成本高，难以实现商业化。从魔芋飞粉中分离提取神经酰胺的方法中报道了一种从魔芋飞粉中分离提取神经酰胺的方法。但从该论文提供的有关神经酰胺结构鉴定的资料表明，该方法分离得到的物质中缺少其分离物是神经酰胺的可信证据。因为其红外图谱和氢谱图无酰胺键的特征峰。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种成本低、成分可靠、可商业化生产的从魔芋的副产品、废弃物中分离提取的魔芋神经酰胺及提取方法。

本发明实现上述发明目的的技术方案如下：

一种魔芋神经酰胺，具有如下的结构组成：

式中：1aω’＝16～24，m＝1～2，n＝1～6，R＝C18(分子量分别为713，737，763，791，837，851)。

一种从魔芋的副产品、废弃物中提取分离神经酰胺的方法，包括以下步骤：

(1)、以魔芋副产物或/和废弃物为原料，用45％-85％(V/V)的乙醇浸泡原料0.5-4小时，边浸泡边搅拌，转速为30-120转/分钟，原料与乙醇的比例为1∶2～5(w/v)；收集浸出液，重复以上浸提步骤至少三次；

合并浸出液，转入蒸馏回收装置，常压或减压70-100℃回收乙醇(回收的乙醇可再次使用)，溜出乙醇后的残留液体，静置分层后收集油相，将水相减压干燥或冷冻干燥浓缩至白利糖度50度，再用等体积乙酸乙酯萃取纯化，收集油相；合并所有油相，浓缩至膏状；

(2)、用70％-80％(V/V)乙醇将步骤(1)所得浓缩物溶解，浓缩物与乙醇的比例为1∶1.5～3(w/v)，抽滤除去固体杂质后用等体积乙酸乙酯萃取三次或三次以上，再用等体积石油醚对乙醇相萃取三次或三次以上，常压或减压50-90℃蒸馏回收乙酸乙酯萃取液和石油醚萃取液，合并溜出溶剂后的残留液体，减压和/或冷冻干燥浓缩除去溶剂，即可得到含1-5％魔芋神经酰胺的粗级产品。

上述从魔芋的副产品、废弃物中提取分离神经酰胺的方法，步骤(1)中浸提所用浸泡时间优选1-2小时。

由于神经酰胺在植物中含量很低，再加上其双亲性(既亲水又亲油)，提取分离非常困难，并且植物细胞结构有细胞壁，提取难度更大。本发明人经长期深入研究发现，魔芋的副产品和魔芋的废弃物中含有较丰富的神经酰胺，通过反复试验，优化工艺，最终从魔芋的副产品或废弃物中提取得到含有1％～5％神经酰胺的魔芋提取物。魔芋的副产品即魔芋飞粉，所述废弃物为魔芋胶生产中，回收酒精后所排放的废水。

本发明从魔芋副产物或废弃物中提取分离的魔芋神经酰胺类粗产品，经柱层析提纯后得到白色粉末，经中国科学院成都分院分析测试中心分析测试，含有神经酰胺类化合物(见分析测试报告：ZH0911004)。分析测试方法包括红外光谱、质谱、液相色谱分析：

1、采用KBr压片法对纯化的样品进行红外光谱分析(NICOLET MX-1E红外光谱仪，GB/T 6040-2002)，IR普显示，在3390.6cm^-1处产生了一强峰，样品中含有-NH基团；3008.5cm^-1处产生一弱峰，表明样品中双键碳上含有氢；2919.4cm^-1、2849.3cm^-1处有两处强峰，表明样品中饱和碳链上含有氢；1640.2cm^-1、1536.4cm^-1处有吸收峰，表明样品中存在酰胺基团；1463.4～1376.7cm^-1处的中峰为长碳链的吸收峰；1075.0～1038.7cm^-1处的吸收峰为-OH基团的吸收峰。红外光谱图见说明书附图1。

2、核磁共振碳谱(附图2)也出现了对应的酰胺c＝o吸收峰δ176.4，核磁共振氢谱(附图3)表明化合物有NH的特征吸收峰δ8.4，进一步证明该化合物为神经酰胺类化合物。

3、采用美国Finnigan LCQ DECA质谱仪对纯化后的白色粉末进行分析(JY/T003-1996)，确定了该类神经酰胺的分子量，低分辨质谱图见说明书附图4、图5，高分辨质谱图见说明书附图6。

经以上特征波普数据分析显示此物质为神经酰胺类化合物，类似结构如下所示。

式中：1aω’＝16～24，m＝1～2，n＝1～6，R＝C18(分子量分别为713，737，763，791，837，851)。

4、向纯化后的白色粉末经Waters 515系列液相色谱仪分析(GB/T16631-2008)，结果表明白色粉末中神经酰胺类物质含量为15.8％，原样提取物中神经酰胺类物质含量为4.1％，见附图7。

本发明与现有技术相比，具有以下明显效果：A真正地从魔芋副产物和废弃物中分离提取出了神经酰胺，并鉴定了它的结构和分子量；B确定了提取用乙醇的有效浓度。经过我们的实验证明，提取用乙醇浓度大于85％(V/V)，可以提取出较高产量的脂溶性物质，但神经酰胺的含量很低；C可以提取出接近4.1％的神经酰胺，产量为1％左右。这比以前商品化的动物源性的神经酰胺粗品的神经酰胺含量还高(商品化的动物源性的神经酰胺含量一般为3％左右)。

附图说明：

图1为本发明提取分离的神经酰胺的红外光谱图。

图2为本发明提取分离的神经酰胺的核磁共振碳谱图。

图3为本发明提取分离的神经酰胺的核磁共振氢谱。

图4、图5为本发明提取分离的神经酰胺的低分辨质谱图。

图6为本发明提取分离的神经酰胺的高分辨质谱图。

图7为本发明提取分离的神经酰胺的高效液相图谱。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1：

称取20.0千克飞粉，室温下边搅拌边加入装有80升45％(V/V)乙醇的反应罐中，边浸泡边搅拌，转速为30转/分钟，浸提2小时，1200转/分离心20分，将反应混合物转入200目布袋中，利用液压机压干，回收压出溶液并重复以上浸提步骤三次(回收压出溶液后残留的干物质，真空干燥回收利用)；合并回收的压出溶液并转入蒸馏回收装置，在常压、70-100℃的条件下回收乙醇备用，溜出乙醇后的残留液体，静置分层收集油相；将水相减压浓缩至白利糖度50度，再用乙酸乙酯萃取纯化，收集油相，合并所有油相，得到黑褐色膏状物质297.0克右。然后将黑褐色膏状物质溶入1000毫升75％(V/V)的乙醇中，抽滤除去固体杂质，用乙酸乙酯萃取三次，再用石油醚对乙醇相萃取三次，在常压、90℃的条件下蒸馏回收乙酸乙酯萃取液和石油醚萃取液，合并乙酸乙酯和石油醚的残留液体，减压干燥浓缩除去残留溶剂，得到魔芋神经酰胺粗级产品210.0克，经HPLC定量分析，产品中含神经酰胺4.25％。

实施例2

称取20.0千克飞粉，室温下边搅拌边加入装有50升70％(V/V)乙醇的反应罐中，浸提1小时，边浸泡边搅拌，转速为120转/分钟，1200转/分离心20分，将反应混合物转入300目布袋中，利用液压机压干，回收压出溶液并重复以上浸提步骤三次(回收压出溶液后的干物质，真空干燥回收利用)；合并回收的压出溶液并转入蒸馏回收装置，减压、70-100℃条件下回收乙醇备用，溜出乙醇后的残留液体，静置分层收集油相；将水相冷冻干燥浓缩至白利糖度50度，再用乙酸乙酯萃取纯化，收集油相并合并所有油相，浓缩至干，得到黑褐色膏状物质355.0克。将黑褐色膏状物质溶入1000毫升75％(V/V)的乙醇中，抽滤除去固体杂质，用乙酸乙酯萃取四次，再用石油醚对乙醇相萃取四次，在减压、50℃的条件下分别蒸馏回收乙酸乙酯萃取液和石油醚萃取液，合并乙酸乙酯和石油醚的残留液体，减压干燥浓缩除去溶剂，得到魔芋神经酰胺粗级产品202.0克，经HPLC定量分析，产品中含神经酰胺类化合物4.25％。

实施例3

称取20.0千克飞粉，室温下边搅拌边加入50升85％(V/V)乙醇的反应罐，边浸泡边搅拌，转速为50转/分钟，浸提1.5小时，1200转/分离心20分，再转入200目布袋中，利用液压机压干，回收压出溶液并重复以上浸提步骤三次；合并回收的压出溶液并转入蒸馏回收装置，在常压、70-100℃条件下回收乙醇，溜出乙醇后的残留液体，静置分层收集油相；将水相冷冻干燥浓缩至白利糖度50度，再用乙酸乙酯萃取纯化，收集油相并合并所有油相，浓缩至干，得到黑褐色膏状物质382.0克。将黑褐色膏状物质溶入1000毫升70％(V/V)的乙醇中，抽滤除去固体杂质，用乙酸乙酯萃取5次，再用石油醚对乙醇相萃取5次，常压或减压60℃蒸馏回收萃取液，合并乙酸乙酯和石油醚的残留液体，减压和/或冷冻干燥浓缩除去溶剂，得到魔芋神经酰胺的粗级产品218.0克，经HPLC定量分析，产品中含神经酰胺类物质4.25％。

实施例4

称取20.0千克飞粉，室温下边搅拌边加入装有40升90％(V/V)乙醇的反应罐中，边浸泡边搅拌，转速为80转/分钟，浸提2小时，1200转/分离心20分，再转入200目布袋中，利用液压机压干，回收压出溶液并重复以上浸提步骤三次。合并回收的压出溶液并转入蒸馏回收装置，常压70-100℃回收乙醇备用，溜出乙醇后的残留液体，静置分层收集油相；将水相冷冻干燥浓缩至白利糖度50度，再用乙酸乙酯萃取纯化，收集油相并合并所有油相，浓缩至干，得到黑褐色膏状物质415.0克左右。将黑褐色膏状物质溶入1000毫升75％(V/V)的乙醇中，抽滤除去固体杂质，用乙酸乙酯萃取三次，再用石油醚对乙醇相萃取三次，常压或减压60℃蒸馏回收萃取液，合并乙酸乙酯和石油醚的残留液体，减压和/或冷冻干燥浓缩除去溶剂，得到含魔芋神经酰胺的粗级产品281.0克，经HPLC定量分析，产品中含神经酰胺类化合物1.03％。

实施例5

称取20.0千克飞粉，室温下边搅拌边加入装有50升95％(V/V)乙醇的反应罐中，边浸泡边搅拌，转速为100转/分钟，浸提4小时，1200转/分离心20分，再转入200目布袋中，利用液压机压干，回收压出溶液并重复以上浸提步骤三次。合并回收的压出溶液并转入蒸馏回收装置，常压70-100℃回收乙醇备用，溜出乙醇后的残留液体，静置分层收集油相；将水相减压和/或冷冻干燥浓缩至白利糖度50度，再用乙酸乙酯萃取纯化，收集油相并合并所有油相，浓缩至干，得到黑褐色膏状物质423.0克左右。然后将黑褐色膏状物质溶入1000毫升75％(V/V)的乙醇中，抽滤除去固体杂质，用乙酸乙酯萃取三次以上，再用石油醚对乙醇相萃取三次以上，常压或减压60℃蒸馏回收萃取液，合并乙酸乙酯和石油醚的残留液体，减压和/或冷冻干燥浓缩除去溶剂，得到魔芋神经酰胺粗级产品301.0克，经HPLC定量分析，产品中含神经酰胺类化合物0.57％。

Claims (3)

1.魔芋神经酰胺，其特征在于：所述的魔芋神经酰胺具备如下结构

其中：1aω’＝16～24，m＝1～2，n＝1～6，R＝C18。

2.一种权利要求1所述魔芋神经酰胺的提取方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、以魔芋副产物或/和废弃物为原料，用45％-85％(V/V)的乙醇浸泡原料0.5-4小时，边浸泡边搅拌，转速为30-120转/分钟，原料与乙醇的比例为1∶2～5(w/v)；收集浸出液，重复以上浸提步骤至少三次；

合并浸出液，转入蒸馏回收装置，常压或减压70-100℃回收乙醇；溜出乙醇后的残留液体，静置分层后收集油相，将水相减压干燥或冷冻干燥浓缩至白利糖度50度，用等体积乙酸乙酯萃取纯化，收集油相；合并所有油相，浓缩至膏状；

(2)、用45％-80％(V/V)乙醇将步骤(1)所得浓缩物溶解，浓缩物与乙醇的比例为1∶1.5～3(w/v)，抽滤除去固体杂质后用等体积乙酸乙酯萃取三次或三次以上，再用等体积石油醚对乙醇相萃取三次或三次以上，常压或减压50-90℃蒸馏回收乙酸乙酯萃取液和石油醚萃取液，合并溜出溶剂后的残留液体，减压或冷冻干燥浓缩除去残留溶剂，得到含0.5-20％魔芋神经酰胺的产品。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述乙醇浸泡原料时间为1-2小时。

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