阿魏酸_对香豆酸碱法制备及应用研究进展
一种反式阿魏酸、对-香豆酸和戊聚糖的制备方法[发明专利]
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专利名称:一种反式阿魏酸、对-香豆酸和戊聚糖的制备方法专利类型:发明专利
发明人:欧仕益,丁胜华,赵健,王远,汪勇,黄雪松,晏日安
申请号:CN200810029566.1
申请日:20080718
公开号:CN101337881A
公开日:
20090107
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明为一种同时制备反式阿魏酸、对-香豆酸和戊聚糖的方法。
它包括以下步骤:将纤维质原料用低浓度碱处理释放出香豆酸,而后用高浓度碱水解释放出阿魏酸和戊聚糖。
碱解液经过超滤后,浓缩液经醇沉后获得戊聚糖。
透过液中的香豆酸和阿魏酸用阴离子交换树脂吸附,再用乙醇-酸-水混合洗脱液洗脱,洗脱液浓缩除去乙醇后在低温或常温下结晶离心或过滤后即获得阿魏酸或香豆酸晶体,重结晶获得高纯度的产品。
碱解液可回收再用于碱解原料,从而避免了因碱解而产生大量废水。
本发明利用农业和食品加工固体废弃物为原料,生产出在食品、医药、化妆品行业应用广泛的阿魏酸、香豆酸,以及可用于作食品胶并生产低聚木糖的戊聚糖,经济意义和社会意义重大。
申请人:暨南大学
地址:510632 广东省广州市黄埔大道西601号
国籍:CN
代理机构:广州市华学知识产权代理有限公司
代理人:陈燕娴
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一种阿魏酸衍生物饲料添加剂的制备方法及其应用

一种阿魏酸衍生物饲料添加剂的制备方法及其应用一、引言阿魏酸是一种天然产物,具有抗氧化、抗菌等多种生物活性,可以应用于食品和饲料添加剂中。
为了提高阿魏酸在饲料中的稳定性和生物利用率,许多研究人员进行了相关研究。
本文将介绍一种阿魏酸衍生物饲料添加剂的制备方法及其应用。
二、阿魏酸衍生物饲料添加剂的制备方法1.原料准备:取得优质的阿魏酸原料,进行初步的检测和分析,确保原料的品质符合要求。
2.阿魏酸衍生物的合成:采用化学合成的方法,通过对阿魏酸原料进行结构改造,生成阿魏酸衍生物。
具体合成路线可以根据研究需求选择不同的反应条件和催化剂。
3.合成产物的纯化和结构表征:合成完阿魏酸衍生物后,需要进行纯化和结构表征工作,确保产物的纯度和结构符合预期。
4.饲料添加剂的制备:将合成得到的阿魏酸衍生物与适量的载体材料进行混合,制备成饲料添加剂的成品产品。
三、阿魏酸衍生物饲料添加剂的特点1.抗氧化能力强:由于阿魏酸衍生物具有结构改造后的特性,在饲料中具有更强的抗氧化能力,能够有效延长饲料的保质期。
2.抗菌作用显著:阿魏酸衍生物还表现出良好的抗菌作用,可以有效防止饲料中的细菌和霉菌的滋生,保持饲料的卫生安全。
3.生物利用率高:经过结构改造的阿魏酸衍生物在动物体内的生物利用率较高,能够更好地发挥营养和生物活性。
四、阿魏酸衍生物饲料添加剂的应用1.提高畜禽的抗氧化能力:将阿魏酸衍生物添加到畜禽饲料中,能够提高畜禽的抗氧化能力,降低脂肪氧化产物的形成,保证畜禽产品的质量和食用安全。
2.防止饲料霉变和发酵:阿魏酸衍生物具有良好的抗菌作用,能有效抑制饲料中的霉菌和细菌滋生,降低饲料的霉变和发酵,保证动物的饮食安全。
3.提高动物的健康水平:通过添加阿魏酸衍生物,可以提高动物的免疫功能和抗病能力,降低动物的发病率,提高养殖效益。
五、阿魏酸衍生物饲料添加剂的市场前景随着人们对养殖品质和食品安全要求的提高,阿魏酸衍生物饲料添加剂作为一种天然、安全、高效的添加剂,具有广阔的市场前景。
一种从木糖水解液中提取阿魏酸和对香豆酸的方法[发明专利]
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专利名称:一种从木糖水解液中提取阿魏酸和对香豆酸的方法专利类型:发明专利
发明人:罗希韬,梁向峰,寿庆辉,刘会洲,孙玲玲,李敏
申请号:CN202011639819.4
申请日:20201231
公开号:CN112707812A
公开日:
20210427
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种从木糖水解液中提取阿魏酸和对香豆酸的方法,属于木糖和小分子酚酸生产技术领域。
为了解决阿魏酸和对香豆酸的传统碱性水解法生产成本高的问题,并降低木糖生产成本,促进植物秸秆综合利用,本发明基于木糖生产工艺,在不改变木糖生产工艺的基础上,利用酸法水解及色谱分离技术从色谱分离的废水中提取阿魏酸和对香豆酸,既减少了废水的排放,又提取高值化产品,对于降低木糖生产成本,提升植物秸秆综合利用竞争力奠定了基础。
本发明所述方法可实现阿魏酸、对香豆酸的高纯度生产,原料成本低,工艺路线简单且可操作性强,产品纯度高,适合大规模工业化生产。
申请人:中国科学院青岛生物能源与过程研究所,中国科学院大学
地址:266101 山东省青岛市崂山区松岭路189号
国籍:CN
代理机构:哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司
代理人:邓宇
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蔗渣原料中阿魏酸和对香豆酸的定量分析

蔗渣原料中阿魏酸和对香豆酸的定量分析作者:李明富万广聪贾转郭晨艳运晓静覃程荣王双飞闵斗勇来源:《中国造纸学报》2019年第02期摘要:利用碱水解法处理蔗渣原料,分别采用气相色谱(GC)和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)定量分析碱水解液中的阿魏酸和对香豆酸得率,以确定分析检测方法的优异性。
同时,采用先碱水解再酸水解法提取蔗渣中的阿魏酸和对香豆酸,探究萃取溶剂和水解温度对阿魏酸和对香豆酸提取率的影响。
结果表明,采用GC-MS定量分析碱水解液中阿魏酸和对香豆酸的效果优于GC。
与蔗渣的碱水解法相比,先碱水解再酸水解的方法具有更高的分离效率,阿魏酸和对香豆酸得率分别从0.06%和2.00%提高到0.33%和4.04%。
与三氯甲烷相比,乙酸乙酯作为萃取溶剂时,阿魏酸得率提高了23.53%,对香豆酸得率提高了6.1倍。
蔗渣中阿魏酸酯和对香豆酸酯的水解效率随着水解温度的升高而提高,当温度从25℃升高到60℃,阿魏酸和对香豆酸的得率分别提高5.88%和1.78%。
分析结果还表明,蔗渣原料中酯键和醚键分别占对香豆酸总键连的97.27%和2.73%,酯键和醚键分别占阿魏酸总键连的51.51%和48.49%。
由此表明,蔗渣原料中对香豆酸主要以酯键与木素/碳水化合物连接,阿魏酸则以酯键和醚键与木素/碳水化合物连接。
关键词:蔗渣;阿魏酸;对香豆酸;水解萃取;GC-MS中图分类号:TS721文献标识码:ADOI:10.11981/j.issn.1000-6842.2019.02.01阿魏酸(4-羟基-3-甲氧基肉桂酸,Ferulic acid,FA)和对香豆酸(对羟基肉桂酸, p-Coumaric acid,p-CA)是植物细胞壁中主要的羟基肉桂酸[1]。
在非木材原料细胞壁形成过程中,羟基肉桂酸在与木素单体发生反应的同时,也与聚糖发生酯化反应形成阿魏酸酯和对香豆酸酯等结构[2]。
因此,在细胞壁木质化过程中,羟基肉桂酸通过酯键和醚键与木素和多糖连接,形成木素-羟基肉桂酸酯-多糖复合结构[3]。
碱解玉米芯制备阿魏酸和对香豆酸

碱解玉米芯制备阿魏酸和对香豆酸夏文静;李飞;常钰;蒋雅静;沈燕【摘要】[目的]利用碱解农林废弃物制备阿魏酸和对香豆酸.[方法]对4种农林废弃物(花生壳、玉米秸秆、小麦秸秆、玉米芯)进行比较,发现玉米芯最适合用于提取阿魏酸和对香豆酸.考察不同氢氧化钠浓度、固液比(玉米芯/碱液)、提取温度、提取时间对玉米芯中阿魏酸和对香豆酸提取量的影响.[结果]提取玉米芯中阿魏酸的最佳工艺条件为:氢氧化钠浓度为0.5 mol/L,固液比(玉米芯/碱液)为1∶30 g/ml,提取温度为50℃,提取时间为2.5h.在此条件下,阿魏酸的提取量最高为14.05 mg/g,对香豆酸的提取量为21.12 mg/g.[结论]研究可为提高玉米芯的附加值利用提供依据.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2014(000)029【总页数】4页(P10302-10305)【关键词】阿魏酸;对香豆酸;玉米芯;碱水解【作者】夏文静;李飞;常钰;蒋雅静;沈燕【作者单位】南京师范大学泰州学院生物技术与化学工程学院,江苏泰州225300;南京师范大学泰州学院生物技术与化学工程学院,江苏泰州225300;南京师范大学泰州学院生物技术与化学工程学院,江苏泰州225300;南京师范大学泰州学院生物技术与化学工程学院,江苏泰州225300;南京师范大学泰州学院生物技术与化学工程学院,江苏泰州225300【正文语种】中文【中图分类】S609.9阿魏酸(ferulic acid)化学名称为4-羟基-3-甲氧基肉桂酸[1]。
对香豆酸(p-coumaric acid)化学名称为4-羟基肉桂酸,是白花蛇舌草、海金沙、杜仲叶的有效成分之一,属于羟基肉桂酸类化合物(hydroxycinnamicacids)中最主要的一种[2]。
阿魏酸和对香豆酸具有抗氧化、抗心血管疾病、降血脂、抗动脉粥样硬化、抗菌消炎以及抑制肿瘤等特性[3-6]。
此外,阿魏酸可用于制备天然香兰素、抗氧化剂、防腐剂、交联剂等。
阿魏酸及其衍生物的合成及药效研究进展

阿魏酸及其衍生物的合成及药效研究进展摘要:阿魏酸具有良好的药效作用,在医药及化妆品等行业被广泛应用。
阿魏酸的获取主要通过植物提取和化学合成两种途径,由于天然资源有限,故化学合成成为主流。
对阿魏酸及其衍生物的合成以及药效研究进展作了综述。
关键词:阿魏酸;阿魏酸衍生物;合成;药效阿魏酸(Ferulic Acid,FA)是当归、川芎等活血化瘀中药材活性成分之一,在其它植物中也分布广泛。
由于其具有良好药效的作用,在医药及化妆品等行业被广泛应用。
特别是近几年在药理学方面广泛而又深入的研究,发现了许多的阿魏酸及其衍生物的生物活性[1,2],激发了人们对阿魏酸及其衍生物的研究兴趣。
在合成方面,主要化学合成方法研究和生物催化合成方法研究。
在药效方面的研究主要是心血管方面和作为自由基淬灭剂和抗氧化性,在抗衰老方面的研究。
1 阿魏酸的合成及药效学研究目前阿魏酸主要通过两种途径获得。
一是从植物中分离,比如从当归、川芎中、酸枣仁[3]中分离。
但由于天然资源的有限性,很难满足对阿魏酸日益扩大的需求。
故通过合成途径获得阿魏酸的研究较为活跃。
日本研究人员通过碱性条件下水解生产色拉油过程中产生的废料获得阿魏酸,取得较好的经济效益[4]。
通过化学合成获得阿魏酸的方法较为成熟。
主要是以香草醛和丙二酸为原料来制备。
不同方法的区别主要是所选用催化剂的不同和是否设法除去反应中生成的水[5~7]。
其中张相年等人采取的以哌啶作为催化剂和以苯作为除水剂使阿魏酸的收率达98%以上,纯度达到99.4%,更适宜工业化生产。
由于生物催化合成具有清洁高效耗能低的独特优势,符合合成化学发展的趋势,故阿魏酸的生物催化合成受到重视,有用微生物将丁子香酚肉桂酸酯转化为阿魏酸的报道[8]。
但尚未有用微生物工业化生产阿魏酸的报道,仍需进行大量而深入的研究以获得突破。
2 阿魏酸衍生物的合成及其药效研究阿魏酸化学名4-羟基-3甲氧基苯丙稀酸,是一种酚酸。
尽管阿魏酸在某些方面具有确切的药理活性,但其分子中含有双键,烷烃基较短,易亲水,很难透过生物膜脂质双分子层。
一种提高阿魏酸和对香豆酸分离效率的方法[发明专利]
![一种提高阿魏酸和对香豆酸分离效率的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/15e3e83cb14e852459fb571f.png)
专利名称:一种提高阿魏酸和对香豆酸分离效率的方法专利类型:发明专利
发明人:闵斗勇,李明富,贾转,万广聪,王双飞,覃程荣
申请号:CN201711124565.0
申请日:20171114
公开号:CN108168987A
公开日:
20180615
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开一种提高阿魏酸和对香豆酸分离效率的方法,该方法采用先碱水解然后酸水解分离蔗渣细胞壁中的阿魏酸和对香豆酸,采用GC‑MS定量分析阿魏酸和对香豆酸的含量。
本发明优点:本发明采用先碱水解再酸水解综合法分离蔗渣细胞壁中的阿魏酸和对香豆酸,排除半纤维素和木素干扰,采用乙酸乙酯为萃取溶剂,显著提高了阿魏酸和对香豆酸的得率,采用GC‑MS快速高效的定量分析阿魏酸和对香豆酸,为阿魏酸和对香豆酸的高效分离和产业化应用奠定基础。
申请人:广西大学
地址:530004 广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学路100号
国籍:CN
代理机构:广西南宁公平知识产权代理有限公司
代理人:王素娥
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阿魏酸的合成及其分子改造研究进展

第2卷第1期2003年2月淮阴师范学院学报(自然科学版)JO URNAL OF HUAIYIN TEACHERS CO LLEGE (NA TUR AL SCIENCE EDITIO N) Vol 2No 1Feb.2003阿魏酸的合成及其分子改造研究进展张岳玲1,韦长梅1,2,王锦堂1(1.南京工业大学理学院应用化学系,南京 210009; 2.淮阴师范学院化学系,江苏淮安 223001)摘 要:本文综述了合成阿魏酸及其酯类、酰胺类、酮类和醚类等衍生物的研究状况.鉴于阿魏酸及其衍生物的用途广泛,生物活性高而且低毒性,深入开展对阿魏酸及其分子改造的研究具有重要意义.关键词:阿魏酸;衍生物;合成;分子改造中图分类号:O623.612 文献标识码:A 文章编号:1671 6876(2003)01 0050 04收稿日期:2002 12 02作者简介:张岳玲(1977 ),女,山西大同人,硕士生,主要从事精细有机合成研究.阿魏酸(ferulic acid),化学名称为4 羟基 3 甲氧基苯丙烯酸.阿魏酸存在于当归、川芎、木贼、升麻、樟白皮等植物中,被广泛应用于医药、农药、保健品、化妆品原料和食品添加剂方面,特别近几年在药理药效方面有广泛而又深入的研究,发现了许多的阿魏酸及其衍生物的生物活性[1,2],激起了人们对阿魏酸合成及其分子改造研究的兴趣.1 阿魏酸的合成研究阿魏酸广泛存在于一些植物中,是当归、川芎、木贼、升麻、樟白皮等的有效成分之一,最初从植物中分离出阿魏酸,后又从当归、酸枣仁等浸溶液中分离出阿魏酸[3,4].阿魏酸在植物中的含量一般为0.03%左右,从植物中提取成本较高.随着药学研究和人类生活质量的不断提高,药学合成、保健品和化妆品对阿魏酸需求量越来越大,为了不受天然资源的限制,满足日益增长的市场需求,对阿魏酸制备的研究日趋活跃.除从植物中直接提取阿魏酸外,阿魏酸的制备方法包括半合成法、化学合成法和生物合成法.1.1 阿魏酸的半合成方法半合成法是将含有阿魏酸衍生物的物质如谷维素、泥炭腐质酸先降解再提取制备得阿魏酸[5,6].谷维素中含有阿魏酸的结构单元,以酯的形式存在,且易于水解,因此,可以先用碱水解谷维素,再用酸化的方法制备阿魏酸,其反应式见式(1).水解谷维素制备阿魏酸的操作方便,收率高达85.7%,副产品ROH 为环木菠萝醇类,在医药方面有实用性.而且谷维素来源广、产量大,并且价格适中,所以该法具有一定的工业化生产价值.1.2 阿魏酸的生物合成方法生物合成法是用几种微生物(如Arthrobac ter globiformis)的变种,可以将丁香油中提取得到的丁子香酚肉桂酸酯转化为阿魏酸[7],合成反应见式(2).生物合成法是一种清洁有效的合成方法,符合药物合成的发展趋势,但阿魏酸的生物合成还有待于进一步研究,以探索出能够大量生产的方法.1.3 阿魏酸的化学合成方法阿魏酸的化学合成法是以香兰素为基本原料,主要应用的有机反应有Wittig Horner 反应和Knoeve nagel 反应.1.3.1 Wittig Horner 反应法合成阿魏酸亚磷酸三乙酯乙酸盐(TEPA)和乙酰香兰素在NaOH 强碱体系中发生Wittig Horner 反应,再用浓盐酸酸化得到阿魏酸[8].该法需要预先保护酚羟基,否则由于NaOH 强碱的存在,生成酚钠离子会抑制羰基和碳负离子之间的反应,还易发生副反应生成杂质.1.3.2 Knoevenagel 反应法合成阿魏酸在吡啶溶剂中并加入少量有机碱作催化剂,香兰素和丙二酸发生Knoevenagel 反应生成阿魏酸.文献报道的催化剂有哌啶和苯胺,张相年等在前人的工作基础上对合成作了改进,用苯作带水剂带出反应生成的水,将香兰素的转化率提高到98%以上,阿魏酸的收率提高到95%且纯度达到99.4%,该工艺更适于批量生产,能满足愈来愈大的需求[911].2 阿魏酸的分子改造研究阿魏酸具有抗炎、抗血栓形成、抗衰老及调节人体免疫功能等作用.由于阿魏酸分子中的烷烃较短,且含有双键,亲水性较强,难以深入生物膜脂质双层结构中而发挥抗氧化作用,所以对阿魏酸分子进行改造的研究引起了人们极大的兴趣[1214].图1 阿魏酸的分子反应活性如图1所示,阿魏酸分子中的活性基团有酚羟基、羧基、烯键和芳环,酚羟基可以发生酸碱中和反应生成盐,与烷基化剂生成醚,和羧酸反应生成酯;羧基可以和碱反应生成盐,与醇、胺、羧酸等缩合生成酯、酰胺、酸酐,还可以与酰氯化试剂反应生成酰氯;烯键可以发生亲电加成反应生成烷烃、卤化物、醇等,还可以发生聚合反应;芳环由于存在属于第一类定位基的羟基、甲氧基使苯环亲电活性增大,通过亲电取代反应可引入卤素、硝基、磺酸基等.经过分子改造后已被合成,合成方法比较完善的有阿魏酸酯类衍生物、阿魏酸酰胺类衍生物、阿魏酸醚类衍生物、阿魏酸酮类衍生物、芳环有取代基的阿魏酸衍生物等.2.1 阿魏酸酯类衍生物阿魏酸酯类衍生物的化学合成法有直接酯化法、溶剂共沸法、酰氯法和化学试剂法[7,1518].直接酯化法即羧酸在酸催化下和过量的醇加热回流生成酯;溶剂共沸法的合成机理同直接酯化法,为使平衡向生成产物的方向移动,加入与原料不反应的共沸试剂如苯,与水形成共沸体系并被移出反应系统,从而提高原料转化率;酰氯化法是将羧酸先与二氯亚砜、苯磺酰氯等酰氯化试剂生成酰氯再与醇或酚反应生成酯,用这个方法,合成了4 乙氧基阿魏酸氨基醇酯类化合物、4 乙氧羰基阿魏酸 7 羟基黄酮酯和4 肉桂酰阿魏酸苯酚酯衍生物;化学试剂法中使用了脱水剂如1,3 二环己基碳化二亚胺(DCC)使羧基原位活化,反应机理如式(3)所示.李天赐等用此法合成了吲哚美辛阿魏酸 淀粉酯,收率达92.6%.阿魏酸酯的生物转化法是用微生物细胞或生物酶催化来模拟植物内的酶催化分解一些化合物生成51第1期张岳玲等:阿魏酸的合成及其分子改造研究进展酯类.如用几种微生物的变种可以催化丁香油分解成丁子香酚肉桂酸酯[7];阿魏酸酯的植物提取法是用适当的溶剂浸泡植物,提取有效成分,如从非洲刺李(pygeum africanum H ook .)树皮的提取物中可提取阿魏酸二十二烷酯[19].2.2 阿魏酸酰胺类衍生物阿魏酸的羧基和胺、氨基酸、杂环等的氨基反应生成阿魏酸酰胺,合成方法除碱催化法外还有酰氯化法和化学试剂法[2023].前两种方法需先将阿魏酸的羟基保护,后一种方法使用DCC 或EtN =C=N(C H 2)3NMe 2等试剂使羧基原位活化后再与氨或胺基衍生物作用生成酰胺类化合物.2.3 阿魏酸醚类衍生物以香兰素和二溴代烷或3 氯 1,2 环氧丙烷反应得到的中间体再与丙二酸发生Knoevenagel 反应,就得到双分子阿魏酸的醚类化合物[7],其结构见式(4).2.4 阿魏酸酮类衍生物羧酸香兰素酯在丙酮碱性溶液中进行Claisen Schmidt 反应得到阿魏酸酮类化合物[24,25],其结构见式(5).2.5 芳环有取代基的阿魏酸衍生物在阿魏酸的5 位可引入氨基[26]和次甲基氨基[7].阿魏酸经过硝化、酯化、还原生成5 位氨基取代的化合物;香兰素和二级胺先进行Mannich 反应再与丙二酸发生Knoevenagel 反应,可得到在阿魏酸的5 位上引入一氨基侧链的化合物.3 展望经过分子改造获得的阿魏酸衍生物具有抗炎、抗血栓形成、抗衰老及调节人体免疫功能等作用,而且阿魏酸的一些衍生物表现出比阿魏酸更强的活性和较低的毒性,在医药、食品、化妆品等方面有广阔的应用前景[2729].阿魏酸的分子改造研究已成为热门课题,包括合成新的阿魏酸衍生物、阿魏酸衍生物的药理和药效研究及其应用研究、研究新的化学和生物合成方法、研究阿魏酸衍生物的绿色生产工艺等,所以阿魏酸的分子改造研究具有重要的理论意义和实际应用价值.参考文献:[1] 林迎晖,陈为文.阿魏酸钠的药理作用及分子改造前景[J].药学学报,1994:29(9):17720.[2] Asao H.Syntheses of Ferulic Acid Derivatives and Their Suppressive Effects on Cyclooxygenase 2Promoter Activi ty [J].Bioorganic &Medicinal Chemistry,2002,10(4):11891196.[3] 林茂,朱朝德,孙庆民,等.当归化学成分的研究[J].药学学报,1979,14(533.52淮阴师范学院学报(自然科学版)第2卷[4] 郭胜民.酸枣仁中阿魏酸的提取分离[J].西北药学杂志,1995,10(1):2224.[5] 张懋森,倪进树.制备阿魏酸的新方法[J].化学试剂,1994,16(6):379380.[6] Cuisso C.Manufacture of ferulic acid from eugenol with pseadomonas fluorescens [P].Jpn:Kokai Tokkyo Koho JP 09 154 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acid;derivatives;synthesis;molecular modification[责任编辑:蒋海龙]53第1期张岳玲等:阿魏酸的合成及其分子改造研究进展。
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阿魏酸、对香豆酸碱法制备及应用研究进展胡铮瑢1,2,刘玉环1,2,3,阮榕生1,2,*,彭 红1,2,张锦胜1,2,刘成梅1,2(1.南昌大学 食品科学与技术国家重点实验室,江西 南昌 330047;2.生物质转化教育部工程研究中心,江西 南昌330047;3. 江西省生物质转化工程技术研究中心,江西 南昌 330047)摘 要:阿魏酸、对香豆酸做为安全性高的天然抗氧化活性物质在食品与医药中的应用越来越受到关注。
为了从生物质原料特别是谷物麸皮、农林作物边脚料中高效获取这两种重要酚酸,国际上做了大量的研究工作。
本文就两种酚酸的生理功能和应用情况,及其碱法制备工艺包括酸法预处理、碱性水解、分离萃取、纯化鉴定等最新研究进展进行总结,旨在为促进我国农副产品的高效增值利用提供有益参考。
关键词:阿魏酸;对香豆酸;生理功能;应用;制备工艺Ferulic Acid and p-Coumaric Acid: Applications in Various Fields and PreparationHU Zheng-rong 1,2,LIU Yu-huan 1,2,3,Roger RUAN 1,2,*,PENG Hong 1,2,ZHANG Jin-sheng 1,2,LIU Cheng-mei 1,2(1. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China ;2. Engineering Research Center for Biomass Conversion, Ministry of Education, Nanchang 330047, China ;3. Engineering and TechnologyResearch Center for Biomass Conversion of Jiangxi Province, Nanchang 330047, China)Abstract :Ferulic acid (FA) and p-coumaric acids are phenolic antioxidants present in a variety of plants, which have been widely used in food and cosmetic industries and others. Massive work has been reported to obtain both acids from agricultural waste such as maize bran, rice bran, wheat bran, wheat straw, sugar cane bagasse, pineapple peels, orange peels, and pomegranate peels.With the aim to provide useful knowledge for high value-added utilization of agricultural and forest fibrous by-products,particularly cereal bran in China, this paper briefly introduces the physiological functions of both acids and their applications in various industries and stressly summarizes recent achievements in the investigation of their preparation process consisting of acid pretreatment, alkaline hydrolysis, separation, purification and identification.Key words :ferulic acid ;p-coumaric acid ;physiological function ;application ;alkaline preparation中图分类号:TQ914.1;TQ463 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2009)21-0438-05收稿日期:2009-06-22基金项目:江西省教育厅自然科学基金项目(S00478);江西省自然科学基金项目(2008GZH0047); 教育部“长江学者和创新团队发展计划”项目(IRT0540)作者简介:胡铮瑢(1986-),男,硕士研究生,研究方向为营养与食品卫生学。
E-mail :hzrtc2000@ *通讯作者:阮榕生(1963-),男,教授,博士,研究方向为食品科学。
E-mail :nhgsypszdmj@阿魏酸(ferulic acid)化学名称为4-羟基-3-甲氧基肉桂酸。
阿魏酸有顺式和反式两种,其中,反式阿魏酸在某些方面具有确切的药理活性,毒性很低,常作为药的活性化合物。
对香豆酸(p-coumaric acid)化学名称为4-羟基肉桂酸,为白花蛇舌草、海金沙草、杜仲叶的有效成分之一。
阿魏酸、对香豆酸的化学合成反应时间较长,溶剂用量大,转化率低,成本高;我国是粮食和蔗糖生产大国,在收获和加工过程中会产生大量的麦麸,糖渣,稻麦秸秆等纤维质副产品,其主要成分都是富含酚酸的细胞壁物质。
富含酚酸的生物质原料是酚酸的主要来源。
分离纯化酚酸的方法有三种:碱水解[1]、酸水解[2]、酶促水解[3]。
加热酸水解容易导致酚类物质的损失[4]。
有文献使用阿魏酸酯酶[5]协同多糖水解酶释放阿魏酸,由于筛选高效降解原料得到阿魏酸的微生物菌株比较困难,同时催化速率比较慢,酶法实际应用很有限。
在常温下碱水解生物质提取酯化或者结合的酚类的方法最常用。
Torre 等[6]的实验证明碱可有效断裂酯键,释放出阿魏酸和对香豆酸。
由于天然物质的多样性,酚类物质在细胞壁中不同的结合方式以及酚类物质易氧化等诸多因素导致分离阿魏酸和对香豆酸变得复杂。
本文就近些年来国内外如何以生物质为原料,在实验室碱水解制取阿魏酸、对香豆酸及其应用进行综述,为促进我国农副产品的高效增值利用提供有益参考。
1阿魏酸、对香豆酸生理功能及应用1.1抗氧化和清除自由基阿魏酸是被公认天然安全的自由基淬灭剂和抗氧化剂。
阿魏酸对过氧化氢、超氧自由基、羟自由基、过氧化亚硝基都有强烈的清除作用。
阿魏酸分子的三个独特结构赋予了它高效的清除自由基能力:苯环上的给电子基团有效终止自由基链式反应;羧基与不饱和的碳碳双键相连的结构更易与自由基结合,减少自由基对细胞膜的攻击;羧基还可以联结酚酸和脂类双分子层,减少脂类过氧化作用。
Prasad等[7]的研究表明阿魏酸能有效降低紫外辐射对人体淋巴细胞的氧化程度。
对香豆酸可以形成共振稳定的酚自由基,对SIRC 细胞(正常兔角膜异倍体细胞系)紫外辐射诱导引起的氧化性损伤有很好的防护效果[8]。
Kanski等[9]利用电子顺磁共振技术对几种酚酸清除DPPH(1,1-二苯基苦基苯肼)能力比较发现,清除过氧自由基能力为阿魏酸>香草酸>对香豆酸>肉桂酸。
在淬灭自由基的同时,阿魏酸和对香豆酸还能抑制产生自由基的酶,促进清除自由基的酶的产生。
1.2抗心血管疾病阿魏酸钠能明显抑制血小板聚集和羟色胺、血栓素(TXAZ)等物质的释放,选择性抑制血栓素TXA2合成酶的活性,使前列腺环素(PGI2)/TXA2比率升高,抑制血栓形成。
阿魏酸通过抑制羟戊酸-5-焦磷酸脱氢酶活性抑制肝脏合成胆固醇,降低血脂浓度;还能通过抑制脂质氧化、降低血清中胆固醇含量和抗血栓作用而防治动脉粥样硬化。
1.3抗突变和防癌作用Kawabata等[10]研究表明其抗癌活性与其激活解毒酶如谷胱甘肽转硫酶、醌还原酶的活性有关。
对香豆酸还能抑制混合功能氧化酶活性以及CP(环磷酰胺)引起体细胞和性细胞突变和DOX(阿霉素)引起的心脏损伤[11]。
1.4抗菌消炎作用阿魏酸对感冒病毒、呼吸道合胞体病毒(R SV)和AIDS病毒都有显著抑制作用。
阿魏酸同时具有广谱抑菌性,阿魏酸能有效抑制宋内氏志贺氏菌、肺炎杆菌、肠杆菌、大肠杆菌、柠檬酸杆菌、绿脓杆菌等致病性细菌和11种造成食品腐败的微生物的繁殖[12]。
阿魏酸对细菌N-乙酞转移酶有较强的抑制作用,从而抑制细菌生长,达到抗菌消炎目的。
1.5其他阿魏酸还具有免疫调节、提高精子活力、治疗男性不育症和清除亚硝酸盐等作用,可预防由亚硝酸盐引发的结肠炎。
对香豆酸能抑制吲哚胺2,3-双加氧酶在干扰素γ活化巨噬细胞和催乳素分泌的表达[13]。
在医药上做为利胆作用和抗凝血剂药物原料。
1.6应用1.6.1食品保鲜剂日本1997已将阿魏酸列入抗氧化剂行列。
美国和一些欧洲国家允许一些含阿魏酸量较高的草药、咖啡等作为抗氧化剂。
阿魏酸抗氧化活性强,对p H值稳定,一些国家已批准阿魏酸作为食品添加剂,添加到面条和肉制品中,还可做为食品保鲜剂用于油脂和乳化液的保藏中。
如果与VE、VC协同作用,则抗氧化效果更好。
1.6.2生产香草醛香草醛作为增香剂和抗氧化剂广泛应用在食品行业。
香草醛作为功能性添加剂添加到啤酒、各类葡萄酒中,起保肝护脾作用。
香草醛在医药行业合成左旋多巴,用于治疗帕金森综合症。
Buranov等[14]研究在加压溶剂萃取状态下,阿魏酸分子的双键以及阿魏酸和木质素之间的醚键都已断裂,从而获得未氧化的香草醛和香草乙酮,香草醛主要由结合态阿魏酸转化而成,而不是来源于木质素聚合物的降解。
有专利[15]指出富含阿魏酸盐的原料在过氧化氢、硫酸锰、氯化铜、醋酸钠、硫酸以及水存在的条件下回流1~3h,即可得到香草醛。
该过程简单高效且不会产生有毒化学物质。
1.6.3医药行业阿魏酸是中药川穹中的主要酸性成分;几乎无毒性作用,可用于制造利脉胶囊,心血康片等,临床主要用于冠心病、脑血管病、脉管炎、白细胞和血小板减少等疾病的防治。
对香豆酸在医药中可作为祛痰药杜鹃素的中间体。
1.6.4化妆品行业阿魏酸对黑色素的形成有很强的抑制作用,兼有抑制酪氨酸酶酶活的性质,可用于皮肤的美白护理或作祛斑治疗。
2阿魏酸、对香豆酸的碱法制备谷物等农作物的酚酸主要分为两类[16]:安息香酸衍生物和肉桂酸衍生物。
肉桂酸衍生物中的阿魏酸和对香豆酸是存在于细胞壁中最主要的酚酸物质。
在植物细胞壁中酚酸通过酯键和醚键与多糖和木质素相连,形成了木质素-酚酸-多糖复合物(图1)[17]。