CN103097334A - 包含获取自油棕基材料的莽草酸的组合物及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种组合物，以及提供一种基于获取自油棕基材料的提取物生产莽草酸的方法，所述油棕基材料更具体的是油棕基废料和油棕基副产品。该方法包括从包含油棕酚类物质（OPP）的提取物纯化莽草酸。

Description

包含获取自油棕基材料的莽草酸的组合物及其生产方法

技术领域

本发明总地涉及从植物和植物基材料（plant based material）获取和生产莽草酸的方法；更具体地，本发明涉及基于油棕和油棕基材料（oil palm basedmaterial）生产莽草酸的方法。

背景技术

本说明书中对任何现有技术的参考并不是承认或以任何形式暗示这一现有技术形成了马来西亚或其他国家的公知常识的一部分，也不应该将本说明书中对任何现有技术的参考看作是承认或以任何形式暗示这一现有技术形成了马来西亚或其他国家的公知常识的一部分。

莽草酸（Shikimic Acid，SA）是植物和微生物中重要的生化中间体，且在广为人知的抗流感药—特敏福（奥司他韦(oseltamivir)）的合成中涌现为至关重要的起始材料。已经发现的是，莽草酸呈高度功能化，且在非人体内合成的必需芳草族氨基酸（essential aromatic amino acid）的生产中起到主要作用，所述必需芳草族氨基酸例如苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。目前，可基于微生物催化的合成方案或从植物获取莽草酸，此处莽草酸的主要植物基来源是八角茴香（山大茴（Illicium anisatum）），八角茴香的种子中莽草酸的收率可以高达7%。

通过阻碍流感病毒在细胞与身体之间的传播，奥司他韦（商品名还被称为特敏福）有助于治疗和预防流感病毒A和流感病毒B感染。优选地，在首次出现流感症状的48小时内服用奥司他韦，因为在这一时期内观察到病毒仍然在复制和感染许多细胞，因此抑制会相当地更有效。在正常状况下，特敏福的化合物在肝脏内被酯酶水解，形成药物的活化型，该活化型是奥司他韦羧酸盐。奥司他韦羧酸盐随后与病毒的神经氨酸苷酶结合，并因此抑制病毒的神经氨酸苷酶。特敏福和其他神经氨酸苷酶抑制剂对神经氨酸苷酶的上述抑制防止了从受感染的宿主细胞释放新的病毒。

基于现有条件观察到的是，生产奥司他韦的主要挑战在于莽草酸的活来源（viable source）的可用性。由于莽草酸在经济上无法合成，且由于需要越来越多的莽草酸，莽草酸短缺的概念已经浮出水面；因此，研究者开始在许多领域进行生物勘探（bioprospecting），尽他们的努力寻找区别于以上简述的八角茴香种子的替代性来源。相应地，在许多植物中、尤其在枫香树属的果实中已发现有莽草酸含量，所述枫香树属例如印度植物海棠木（Calophyliumapetalum）和南洋杉（Araucaria excelsea）。然而，已经观察到这些植物会产生毒性化合物，这使得价格过于昂贵的精炼方法成为必要，以确保且因此获得纯化的莽草酸。

据报导，已采用奥司他韦治疗了至少5千万人，这一数量预期在即将到来的数年会增加。进一步估计，特敏福每年的市场规模将为4亿剂量（dose），其中需要130mg的莽草酸来合成一剂特敏福。由此可以预测出，至少需要52公吨的莽草酸以满足即将到来的需求。在该需求下，尽管可采用重组微生物催化剂、通过取代来自植物来源的分离物（isolation）增加生产，但莽草酸的短缺特别在发生全球性流行病时将间接成为挑战性因素。

紧随其后的是，非常需要提供莽草酸的可再生且廉价的来源、或提供莽草酸的活替代性来源。

油棕（Elaies guineensis）的商业价值在制油上；由于其高含量的植物营养素体现出抗氧化活性，油棕提供各种健康优势和益处。但是，目前通过各种研究已发现，油棕基提取物、尤其是其植物液和棕榈油研磨废液（palm oil milleffluent，POME）对皮肤老化、癌症和心脏病具有有益影响。

马来西亚目前是世界最大的油棕生厂者之一。作为主要的外汇收入产业（earner industry），马来西亚具有遍及全国的至少265家棕榈油研磨厂，以满足基于世界人口增长的、全世界对棕榈油需求的快速发展。

棕榈油是棕榈果的主要产品，其提取通常涉及各种工艺的组合，其中的主要步骤包括从种植园接收新鲜果串（fruit bunch）、对果串进行消毒和脱粒、磨碎（mash）果实并在储存和出口前压榨粗棕油。但是，棕榈油的提取导致生产了油棕植物液，在废弃流中丢弃作为棕榈油研磨废液（POME）的所述油棕植物液。另外，在研磨过程中丢弃空果串（empty fruit bunch，EFB）和其他废料。

例如，由于高化学需氧量（chemical oxygen demand，COD）和生物需氧量（biological oxygen demand，BOD），棕榈油研磨废液（POME）在未处理时是一种污染物。POME的主要成分包含油脂和固体物，POME中发现的元素包含磷、钾、硼、铁、锰、铜、镁和锌。目前为止，POME已用于制备肥料、或用作生物可降解塑料的细菌生产的基质。

据报导，典型油棕研磨厂在1.0公吨（metric ton）的鲜果串的处理过程中会排放超过500kg（约0.5m³）的废液，所述废液主要是棕榈油研磨废液（POME）的形式排放（Ma等，1996）。相应地，在处理100公吨的鲜果串后，预期会有来自研磨厂的超过50m³的POME。

从以上出发，且基于对提取自油棕的植物营养素的近代研究，如果有效处理的话，棕榈油产业在回收有益植物营养素和其他化合物方面创造了丰富前景，这是由于有相当数量的油棕基材料，所述油棕基材料包含产生于该产业的废料。

本发明的主要目的在于，提供一种基于油棕提取物生产莽草酸的方法。

本发明的另一目的在于，提供一种基于油棕副产品生产莽草酸的方法。

本发明的另一目的在于，提供一种组合物以及生产该组合物的方法，所述组合物包含获取自油棕植物液的莽草酸。

本发明的另一目的在于，提供一种组合物，以及提供一种生产获取自棕榈油研磨废液（POME）的莽草酸的方法。

本发明的另一目的在于，提供一种包含莽草酸的组合物，所述莽草酸获取自油棕基材料的提取物，以及提供一种基于油棕基材料生产所述莽草酸的方法。

本发明的另一目的在于，提供一种包含具有莽草酸成分（content）的油棕酚类物质（oil palm phenolics，OPP）的组合物，以及提供一种基于油棕基材料生产所述莽草酸的方法。

本发明的另一目的在于，提供一种组合物以及生产莽草酸的方法，所述莽草酸获取自油棕废液基材料（oil palm liquid waste based materials）。

一旦结合如附图中所示和如以下描述中所描述的本发明的优选实施例，本发明的其他目的和优点可变得显而易见。

发明内容

公开了一种生产莽草酸的方法，所述方法包括从油棕基材料获取提取物的步骤。

已公开的是，该提取物包含获取自油棕基材料的油棕酚类物质（OPP）。

进一步公开的是，自OPP提取物纯化得到莽草酸。

进一步公开的是，OPP提取物获取自棕榈油植物液。

进一步公开的是，OPP提取物获取自棕榈油研磨废液（POME）。

本发明的另一方面公开了一种包含莽草酸的组合物，其中所述莽草酸获取自油棕的提取物。

具体实施方式

根据以上总结，公开的描述和实例涉及一种包含莽草酸的组合物、以及基于油棕基材料生产所述莽草酸的方法。然而，对本领域技术人员而言应该显而易见的是，提供的范例用于更好地阐明本发明的实施例，因此不应解释为是对保护范围的限制。

如早期所简述的，在油棕果处理期间，棕榈油的提取产生了植物液废弃流（a waste stream ofvegetation liquor），因此在将所述植物液作为棕榈油研磨废液（POME）和固体废物丢弃之前，将所述植物液视为研磨过程的水相。

在本发明的一个实施例中，公开了一种生产莽草酸的方法，所述方法包括从油棕基材料获取提取物的步骤。适当地，应该注意的是，油棕基材料包含植物液、任何油棕副产品、棕榈油研磨废料、油棕基废料（液体和固体）、来自以油棕为基础的产业（oil palm based industry）的材料、任何辅助性油棕营养物质、油棕树的任何部分、油棕果的任何部分、以及本文没有明确命名的其他油棕基材料和来源；其中油棕树的任何部分例如但不限于茎、果肉、种子、树干、小果实、果串、叶。

优选地，该方法进一步包括不使用溶剂从油棕基材料获取提取物的步骤。

在本发明的一个实施例中，该方法可包括从油棕基材料获取提取物的步骤，所述提取物为水溶性且富含酚类化合物。

依照本发明，可基于传统分离原理执行从油棕基材料获取提取物的步骤。但应该注意的是，提取涉及的方法是无溶剂的。

根据本发明，该方法可进一步包括从油棕基材料获取水溶性的、丰富的抗氧化提取物的步骤，所述抗氧化提取物已知为油棕酚类物质（OPP），所述油棕基材料包含植物液、任何油棕副产品、棕榈油研磨废料、来自以油棕为基础的产业的材料、任何辅助性油棕营养物质、油棕树的任何部分、油棕果的任何部分、以及本文没有明确命名的其他油棕基材料和来源；其中油棕树的任何部分包含但不限于茎、果肉、种子、树干、小果实、果串、叶。

基于本发明的另一实施例，提取物可获取自以油棕为基础的产业使用的材料、或以油棕为基础的产业产生的材料。

在本发明的另一实施例中，如上依照本发明的优选实施例所简述的，油棕酚类物质（OPP）的提取可涉及提供三相倾析器（three-phase decantor）系统的步骤、以及优选提供多个分离阶段的步骤，从而获取油棕酚类物质（OPP）；其中所述多个分离阶段使用不同类型的膜，所述不同类型的膜适当地适用于分离残油、离子污染物和高分子量的成分。

作为一实例，依照本发明实施例的油棕酚类物质（OPP）可获取自棕榈油研磨废液（POME）。通常地，棕榈油研磨废液（POME）是呈褐色的粘稠液体，其包含按干重计约4%的固体。一旦经处理降低有机负载后（Ma等），POME可以是养分含量的来源（Zakaria等）。按照惯例，经处理的POME可重循环到土地中。在本发明的一个实施例中，从油棕酚类物质（OPP）纯化出莽草酸。

根据本发明，该方法进一步包括从油棕基材料提取物提取或纯化莽草酸的步骤。

依照本发明的优选实施例，提取物的制备中可采用草甘膦处理油棕或油棕的各部分，以便增加莽草酸的水平（level）或获取高收率的莽草酸；草甘膦是典型地、用于消除不需要的植物（特别是杂草）的化合物。观察到的是，草甘膦抑制EPSP合成酶，因此使3-磷酸莽草酸（shikimate-3-phosphate）与磷酸烯醇式丙酮酸盐（phosphore-enol-pyruvate）缩合以形成5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸（5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate），即分支酸的前体。应该理解的是，要适当控制草甘膦的剂量，以允许有最大收率的莽草酸。

应该理解的是，来自油棕基材料或OPP提取物的提取物可按比例放大，以适应所期望的、更大或更多的大量提取（substantial extraction）的批量大小。

可执行标准程序，以确定为本发明的目的所制备的OPP的自由基清除活性。上述标准程序可包含但不限于对OPP提取物进行快速色谱或高效液相色谱（HPLC）。获取示出了化合物的结果，并在色谱图中呈现各结果。可基于对获取的组分和吸光度绘制的图提供自由基清除活性。

作为一实例，在OPP提取物的样品上实施HPLC。获取的以显示存在莽草酸的结果和莽草酸的HPLC曲线如图1所示。

依照本发明的优选实施例，可使用各种标准程序对提取物内的元素进行测定；所述各种标准程序例如但不限于质谱法。

可进一步进行核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）分析，以确认上述纯化。

在本发明的实施例中，可基于标准纯化方法从OPP提取和纯化莽草酸。应该理解的是，提取和纯化可适当地按比例放大，以适应所期望的、更大或更多的大量提取的批量大小。

根据本发明，从OPP获取莽草酸的收率约为干重的1%。预期的是，如果在提取OPP前采用草甘膦对植物进行处理的话可使该数量增加。

在不同提取效率下，生产莽草酸所需要的棕榈油研磨废液（POME）的数量的估计值的实例在下表1中描述：

除了是生产特敏福的主要基础材料（building block）以外，基于各种近代研究，已报导莽草酸提供其他各种与健康有关的益处。

基于本发明获取的莽草酸可用作免疫调节剂。作为一示例，在体外模型中，结合采用莽草酸和多酚槲皮素（polyphenol quercetin）培养外周血单个核细胞会导致释放的趋化因子（chemokines）IL-8和IL-6的增加，这些趋化因子在先天免疫系统的淋巴细胞的补充（recruiting）和激活中起到主要作用。因此，上述发现表明来自饮食的莽草酸和槲皮素可增强先天免疫系统，这对于对抗病毒感染有益（Bertelli等）。

依照本发明，获取的莽草酸可用于治疗脱发。作为一实例，进行了试验，并且包含获取自山大茴（八角）的莽草酸的水溶性提取物能够有助于增加老鼠的皮下血流，因此刺激培养中的老鼠淋巴结的伸长（Sakaguchi等）。

进一步依照本发明，包含获取自油棕基材料的莽草酸的OPP提取物可用于制造或包含在（但不限于）饮料、可食用产品、健康补充品、抗氧化添加剂、化妆品或药品中。

前述公开的是，油棕基材料可视为是莽草酸最丰富和廉价的来源。估计每年可生产4千6百万吨的棕榈油研磨废液（POME）。

本领域技术人员应该理解的是，用于试验和研究的方法在本文中描述为范例，因此各结果并不是用于以任何方式限制或约束本发明的范围，且不应将结果解释为提供实践本发明必须唯一使用的条件、参数、试剂或起始材料。因此，应该理解的是，在所附权利要求的范围内，可采用与权利要求中特别描述和陈述的试验相当的方法实践本发明。

Claims (16)

1.一种生产莽草酸的方法，其特征在于，包括从油棕基材料获取提取物的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括从来自油棕基材料的所述提取物纯化所述莽草酸。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取物获取自油棕副产品。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取物获取自油棕基废料。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取物获取自油棕废液材料。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取物获取自棕榈油植物液。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取物获取自以油棕为基础的产业的材料。

8.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于，所述提取物获取自棕榈油研磨废液（POME）。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取物获取自以下油棕基材料，油棕副产品、棕榈油研磨废料、来自以油棕为基础的产业的材料、任何辅助性油棕营养物质、油棕树的任何部分、油棕果的任何部分、以及其他油棕基材料和来源的任一个；其中所述油棕树的任何部分例如但不限于茎、果肉、种子、树干、小果实、果串、叶。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取物包括油棕酚类物质（OPP）。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取物为水溶性且富含抗氧化物。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在从所述油棕基材料获取所述提取物之前，采用草甘膦处理所述油棕。

13.一种包含莽草酸的组合物，其特征在于，所述莽草酸获取自油棕的提取物或油棕基材料的提取物。

14.根据权利要求13所述的组合物，其特征在于，所述提取物包括油棕酚类物质（OPP）。

15.根据权利要求13至15所述的组合物，其特征在于，所述莽草酸获取自棕榈油研磨废液（POME）。

16.根据权利要求13所述的组合物，其特征在于，所述莽草酸获取自棕榈油植物液。

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