背景及概述[1][2]
蛻皮激素作用于人體有促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成,排除體內(nèi)的膽固醇,降血脂,抑制血糖上升等生理活性,民間用于風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。在蠶業(yè)上,用于促使桑蠶齡期縮短,促進(jìn)吐絲結(jié)繭;在養(yǎng)殖業(yè)上,對(duì)蝦、蟹的養(yǎng)殖上也廣泛運(yùn)用;在化妝品中,蛻皮激素用為特殊添加劑也得到應(yīng)用;蛻皮激素加入化妝品中,可防止皮膚干燥,使皮膚更加細(xì)嫩。蛻皮激素能影響昆蟲(chóng)從孵化的幼蟲(chóng)到成蟲(chóng)的全部發(fā)育階段,因而它控制或殺死農(nóng)業(yè)害蟲(chóng),現(xiàn)已將它作為第3代農(nóng)藥進(jìn)行開(kāi)發(fā)和應(yīng)用;蛻皮激素對(duì)農(nóng)作物的生理過(guò)程也有某些影響,在農(nóng)作物豐產(chǎn)助劑方面也有很好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。
提取方法
現(xiàn)有技術(shù)中提取蛻皮激素常有以下方法:1、水浸提露水草,浸液經(jīng)過(guò)濾、減壓濃縮、制膏,制得水膏后,用乙醇冼脫水膏中的糖分等雜質(zhì),乙醇洗脫液經(jīng)過(guò)濾、減壓濃縮、制膏,所制得的乙醇膏再用工業(yè)乙酸乙酯萃取(以下簡(jiǎn)稱(chēng)常規(guī)方法1)。2、用乙醇浸提露水草,在常壓下,浸液經(jīng)過(guò)濾、減壓濃縮、制膏,所得到的乙醇膏再用工業(yè)乙酸乙酯萃取。
蛻皮激素提取現(xiàn)有技術(shù)或傳統(tǒng)方法中存在如下問(wèn)題
(1)目前,由于蛻皮激素的水溶性強(qiáng),大多數(shù)提取以水為提取溶劑,提取后再經(jīng)過(guò)濃縮,柱層析、重結(jié)晶的方法;濃縮水提液的過(guò)程中,由于水的沸點(diǎn),濃縮溫度過(guò)高,濃縮時(shí)間長(zhǎng),影響了蛻皮激素的生物活性;
(2)絕大多數(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利報(bào)道的提取方法中,所得的水浸膏必須經(jīng)過(guò)大孔樹(shù)脂的分離提純,在工業(yè)生產(chǎn)時(shí),再一次經(jīng)過(guò)醇水或丙酮水的濃縮,濃縮中由于含水,濃縮時(shí)間長(zhǎng),溫度高,再一次影響了蛻皮激素的生物活性;由于經(jīng)過(guò)柱層析過(guò)程,生產(chǎn)周期加長(zhǎng)、成本增加;
(3)傳統(tǒng)的工藝方法中由于使用大量的甲醇或乙醇水或者萃取方法,由于蛻皮激素的水溶性特點(diǎn),生產(chǎn)過(guò)種中,提取收率大打折扣;并且生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的廢水,直接排放影響環(huán)境及水體,經(jīng)過(guò)廢水處理則增加生產(chǎn)成本;工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)在環(huán)境方面的投入從另一個(gè)角度增加了企業(yè)的加工成本;
(4)傳統(tǒng)提取工藝需要經(jīng)過(guò)水提、濃縮、柱層析生產(chǎn),柱層析生產(chǎn)期長(zhǎng)、成本投入大。
理化性質(zhì)及結(jié)構(gòu)[1]
"蛻皮激素"又稱(chēng)"脫皮激素",是從鴨跖草科植物珍珠露水草根部提取得到的一種活性物質(zhì)。根據(jù)純度不同分為白色、灰白色、淡黃色或淡棕色結(jié)晶性粉末;分子式C27H44O7。
蛻皮激素
應(yīng)用[3]
蛻皮激素作用于人體有促進(jìn)膠元蛋白合成、抗心律不齊、抗疲勞;促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、刺激真皮細(xì)胞分裂,排除體內(nèi)的膽固醇;降血脂,抑制血糖上升;通經(jīng)活絡(luò),除濕鎮(zhèn)痛等生理活性;是天然的抗癌制劑;露水草蛻皮激素自1976年問(wèn)世以來(lái),已研制不定期片劑、針劑、膏劑。民間用于風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎,治療不同癥狀的風(fēng)濕及關(guān)節(jié)炎患者有較好療效其有效成份20-羥基蛻皮甾酮經(jīng)臨床研究證明具有直接降血糖作用,對(duì)Ⅱ型糖尿病總有效率84%,對(duì)改善糖尿病患者"三多一少"癥狀尤為明顯。
在運(yùn)動(dòng)保健品方面,蛻皮激素具有顯著的通過(guò)增加氨基酸裝配成蛋白鏈,從而刺激肌肉細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)合成的能力,而且該能力回溯至蛋白質(zhì)生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)譯和遷移過(guò)程。蛻皮激素不僅有益于健康而且安全,其有助于穩(wěn)定在皮質(zhì)醇傷害時(shí)的細(xì)胞,使能量合成步驟正?;?ATP和肌氨酸)和改善肝功能從而使有機(jī)體能迅速地適應(yīng)環(huán)境和壓力變化。其安全性,經(jīng)超過(guò)50次的研究顯示蛻皮激素沒(méi)有副作用,沒(méi)有與荷爾蒙的相互作用,毒性水平也極低。當(dāng)1998年ICN生化實(shí)驗(yàn)室對(duì)其進(jìn)行測(cè)試時(shí),數(shù)據(jù)顯示蛻皮激素要顯示出毒性必需達(dá)到6400mg/kg的超高劑量。而且,在包含測(cè)試睪固酮,皮質(zhì)醇,胰島素,促皮質(zhì)素,生長(zhǎng)激素和黃體生成激素的內(nèi)分泌測(cè)試中,沒(méi)有任何蛻皮激素對(duì)哺乳動(dòng)物荷爾蒙系統(tǒng)作用的報(bào)導(dǎo)。
應(yīng)用在蠶業(yè)養(yǎng)殖上,用于促使桑蠶齡期縮短,上簇整齊,促進(jìn)吐絲結(jié)繭;蛻皮激素是水生甲殼類(lèi)--蝦、蟹類(lèi)生長(zhǎng)發(fā)育、脫殼變態(tài)所必須的物質(zhì),是"脫殼素"的主要原料;該品適用于蝦、蟹等水產(chǎn)甲殼類(lèi)及地憋蟲(chóng)的人工養(yǎng)殖,添加該品后可使蝦、蟹順利脫殼,促進(jìn)蝦、蟹類(lèi)脫殼的一致性,有效避免個(gè)體間的互相殘殺,顯著提高養(yǎng)殖成活率和商品規(guī)格。
應(yīng)用在化妝品上,一般使用的是經(jīng)過(guò)特殊處理后的高純度的蛻皮激素也叫"蛻皮甾酮",呈純白色結(jié)晶性粉末或無(wú)色的透明結(jié)晶體,成份單一,對(duì)皮膚無(wú)過(guò)敏反應(yīng),具有很強(qiáng)的滲透性,在液態(tài)狀態(tài)下能快速被皮膚吸收;能增強(qiáng)細(xì)胞新陳代謝及活化的有效物質(zhì),具有良好的去角質(zhì)、去斑增白作用,對(duì)面部黃褐斑、外傷性黑斑、雀斑、黑色素沉著等有很好的修復(fù)功效,另對(duì)粉刺亦有明顯效果。在促進(jìn)膠元蛋白的合成上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有市場(chǎng)上的任何產(chǎn)品。
綜合上述,蛻皮激素在各方面均應(yīng)用,而且有很好的市場(chǎng)前景,找到一種簡(jiǎn)單可行的提取方法,可以使蛻皮激素得到更廣泛的應(yīng)用,同時(shí)可以使醫(yī)藥、保健品、養(yǎng)殖業(yè)等方面生產(chǎn)成本降低。
制備[2]
本從露水草中提取蛻皮激素的方法,具體操作如下:
(1)將蛻皮激素含量3.1%的露水草100kg碎粉(含水量8%),在粉碎物中加入300L甲醇浸泡4小時(shí),過(guò)濾,濾渣再次用300L甲醇浸泡4小時(shí),過(guò)濾,合并兩次濾液,于65℃下減壓濃縮濃縮至原體積的1/5得黃綠色蛻皮激素提取液;
(2)將蛻皮激素提取液置于100L容器中,按每L蛻皮激素提取液加入脫色絮泥劑100g的比例加入活性炭與硅藻土,活性炭與硅藻土的質(zhì)量比為2:1,在40℃下攪拌脫色4h,減壓過(guò)濾,濾除活性炭及硅藻土,得淡黃透明甲醇液體;將甲醇液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上65℃下減壓蒸去甲醇,得黃紅色晶體;停止旋蒸,經(jīng)過(guò)干燥后得8156g固體,送檢測(cè)后蛻皮激素含量36.1%,有效量收率為95.1%;
(3)將上述8156g含量36.1%的黃紅色晶體加入到50L鍋內(nèi),用40L四氫呋喃于40℃溶解,溶解趁熱過(guò)濾,濾液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中加熱濃縮,濃縮溫度為45℃,濃縮除去20L四氫呋喃后,開(kāi)始出現(xiàn)黃白色晶體,停止?jié)饪s,將濃縮液轉(zhuǎn)移到結(jié)晶鍋中,冷卻自然結(jié)晶8小時(shí),減壓抽干并干燥后,得黃白色晶體2998g,經(jīng)送檢蛻皮激素含量83.7%,有效量收率為85.19%;
再將上述含量83.7%的2998g蛻皮激素晶體于40℃下溶于30L四氫呋喃中溶解,溶液再次趁熱過(guò)濾,除去少量黃色難溶物,將濾液于結(jié)晶鍋中自然冷卻結(jié)晶8小時(shí),減壓過(guò)濾,得白色晶體,經(jīng)干燥白色晶體重量2174g,經(jīng)檢測(cè)含量為98.1%,有效量收率為86.7%。
主要參考資料
[1] 王龍, 胥秀英, & 鄭一敏. (2004). 蛻皮激素的研究進(jìn)展. 重慶中草藥研究, 22(2), 68-72.
[2] 聶瑞麟, 許祥譽(yù), 何敏, & 岳遠(yuǎn)征. (1978). 露水草植物中蛻皮激素的分離與鑒定. 化學(xué)學(xué)報(bào), 36(2), 137-141.
[3] 王升, & 李勝. (2012). 昆蟲(chóng)蛻皮激素生物合成及其神經(jīng)肽調(diào)控. 應(yīng)用昆蟲(chóng)學(xué)報(bào), 49(3), 573-577.