[發明專利]一種利用酶膜反應器制備環烯醚萜甙元的方法

在審

• 申請號: 201610264476.5
• 申請日: 2016-04-26
• 公開（公告）號: CN105755067A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 毛建衛;徐暉;沙如意;方晟;毛旸昊;蔡成崗;葛青;嚴濤;郭入安;劉士旺
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: C12P17/06
• 分類號: C12P17/06
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 沈淵琪

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及從環烯醚萜甙類化合物，低成本、高產率地制備其甙元的方法。

背景技術

環烯醚萜類化合物廣泛存在于植物界，以茜草科、鹿蹄草科、水晶蘭科植物中最為普遍,環烯醚萜類成分在植物中大多以甙（Iridoidglycosides)的形式存在，例如茜草科植物桅子中含有桅子甙（gardenoside，C₁₇H₂₄O₁₁)、京尼平甙（geniposide，C₁₇H₂₄O₁₀)、京尼平-1-β-D-龍膽二糖甙(genipin-gentiobioside)、京尼平甙酸（geniposidicacid，C₁₆H₂₂O₁₀。)，車葉草(別名：豬殃殃）中的車葉草甙（asperuloside，C₁₈H₂₂O₁₁），雞屎藤中的雞屎藤甙（paederoside,C₁₈H₂₂O₁₁S)、車前草中的桃葉珊瑚甙（aucubin,C₁₅H₂₂O₉)等。

環烯醚萜甙（Iridoidglycosides)大多數為白色結晶或粉末，該類甙已經被證明易水解，尤其是在β-D-葡萄糖甙酶存在下，易被水解為相應的甙元環烯醚萜（Iridoid)，環烯醚萜甙元易與氨基酸類物質反應生成有色物質，可制備天然藍色素、紅色素和黑色素或棕色素。例如，桅子藍色素和桅子紅色素，就是以環烯醚萜甙中的京尼平甙為原料，在具有水解β-葡萄糖甙酶活性的酶存在的下水解，再與氨基酸類物質反應獲得的天然色素。已證明該類色素安全性高，可廣泛用于食品、化妝品的著色和配色。

環烯醚萜甙的酶水解

另外，大量研究表明，環烯醚萜甙在酶水解脫去糖基，變成環烯醚萜甙元后，其分子中的半縮醛結構，容易開環成為二醛，是一種性能優異的生物交聯劑，與戊二醛相比，具有類似的交聯作用，卻沒有戊二醛的毒性和副作用，其生物相容性更好；因此在生物醫藥領域有廣泛的用途；例如人們研究較多的環烯醚萜甙元京尼平，研究者們已成功將其應用于制造生物材料，作為酶固定用的交聯劑（US4983524)、用其制作生物愈傷材料（US6545042)、制作食品膠（US5037664)、微囊藥丸的壁材（US5023024)，利用其與氨基酸反應顯色的特性，將其作為氨基酸檢測的顯色劑，京尼平還具有多方面的生理活性：能夠抑制血小板凝聚、具備抗腫瘤活性（參見suzuki,yasuhiro，kondo。Plantamedica.2001,67(9),807-810頁），可防治因amyloid蛋白質引起的神經毒性（M.Yamazakiet,Biolagical&PharmaceuticalBulletin，2001，24(12)，1454-1455）。總之，環烯醚萜甙的甙元，在各個方面的應用領域中，已經顯示出良好的應用價值。

目前，對于環烯醚萜甙，已經有多種方法對其進行提純和精制，其中采用大孔樹脂吸附法是一種經濟且能規模化生產的工藝。然而，環烯醚萜甙元是一種半縮醛，性質較為活潑，制備過程中遇酸、堿、羰基化合物、伯氨基化合物均易于發生聚合和降解、變色，因此對于環烯醚萜甙元的生產精制，目前尚缺乏經濟有效的方法。CN200710090208公開了一種京尼平甙的甙元京尼平的提取方法，首先將京尼平甙進行酶解，再通過大孔樹脂吸附法，從酶解液中吸附分離京尼平，再經過洗脫、濃縮、凍干獲得京尼平。但該方法存在如下問題：1、產率較低；2、京尼平的產品中仍會含有2-10%的京尼平甙和京尼平的二聚體等雜質；3、采用的酶不能重復利用，成本過高。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于設計提供一種利用酶膜反應器制備環烯醚萜甙元的方法的技術方案。

本發明基于發明人的如下發現：環烯醚萜甙在水解轉化為甙元過程中，生成的半縮醛結構的甙元隨即在相同的條件下能跟具有蛋白結構的酶發生反應，使水解液顏色變深轉藍，這種副反應一方面鈍化了酶的活力，使環烯醚萜甙的水解難以徹底完成，另一方面方面消耗了水解產物環烯醚萜甙元，使產率降低；環烯醚萜甙元在生成后，在水溶液中還會自身發生聚合，生成二聚體，這些情況均可以通過高效液相色譜檢測予以證實。