松针聚戊烯醇的制备及性能研究开题报告
2021-08-08 02:52:52
全文总字数:3126字
1. 研究目的与意义
我国具有丰富的松针资源,品种多样化,分布既广又相对比较集中。研究发现,松针中含有蛋白质、粗脂肪、萜类、黄酮、多元酚类、纤维素、叶绿素、维生素、氨基酸、微量元素等多种营养成分。松针系列加工业在国内开始于20世纪80年代,由于资源丰富且原料价格低廉,发展很快。目前国内企业主要生产松针维生素粉、松针叶绿素-胡萝卜素软膏、粉状松针膏饲料添加剂、松针叶绿素铜钠、松针香料、松针精油等。此外,还有部分生产松针水溶性物质、松针饮料、松针酒、松针茶的厂家。国际上,拉脱维亚、俄罗斯、日本等国家在松针加工领域处于领先地位。国内大部分学者主要从事银杏叶聚戊烯醇的研究,虽然已经有针叶聚戊烯醇的相关报道,但到目前为止,还没有进行松针聚戊烯醇全面性的研究。本课题主要是研究松针聚戊烯醇及其乙酸酯的提取、水解、纯化工艺,松针聚戊烯醇的结构鉴定、稳定性,为松针聚戊烯醇的进一步开发利用提供科学依据,从而提高松针新产品的竞争力,推动农林产业的发展,增加农林经济收入。
2. 国内外研究现状分析
聚戊烯醇类化合物是由一系列异戊烯基单元聚合和终端异戊烯醇组合而成的亲脂弱极性化合物,属于萜醇类化合物[1,2]。聚戊烯醇广泛存在于动物、植物、微生物中,与动植物及微生物的生命活动密切相关。聚戊烯醇在植物体内以末端不饱和的形式存在,通常称之为聚戊烯醇,植物聚戊烯醇包括三类:茄尼醇、桦木醇、卡菲醇;在动物体内以末端饱和的形式存在,通常称之为多萜醇。多萜醇广泛存在于人和哺乳动物的肝、脾、肾等器官中。多萜醇是细胞膜的重要组成成分,在糖蛋白的合成、维持细胞膜的稳定性方面发挥着重要功能。目前,二萜中的紫杉醇、视黄醇,三萜中的角鲨烯、人参皂苷,四萜中的
胡萝卜素、番茄红素等都是研究热点。多萜醇在体内含量为脏器湿重的0.01%-0.03%[3],由于动物体内多萜醇含量极低,且分离纯化成本昂贵,因此限制了多萜醇的开发及应用。聚戊烯醇及其酯类化合物是原核细胞和真核细胞天然膜的重要组成成分之一,参与糖蛋白的生物合成,维持植物正常生理代谢,是植物化学分类学重要的标志性化合物[4]。20世纪末,相关研究发现植物聚戊烯醇能促进机体造血功能,治疗再生障碍性贫血、糖尿病、高尿酸、高血脂和肝功能疾病、抗肿瘤、抗病毒,而且对人体安全无毒,无三致作用[5,6]。bergamini等研究发现,植物聚戊烯醇在体内可代谢为多萜醇,并清除细胞膜脂质过氧化而产生的自由基,转化机理目前尚不清楚[5]。植物聚戊烯醇广泛存在于各种植物中,如松科、蔷薇科、木兰科、椴树科、桑科等[6]。marcinchouda等发现植物聚戊烯醇主要存在植物叶片中,很少在植物体内发生转移[7],其含量受品种、地区、采集时间、光照、树龄的影响。聚戊烯醇在植物体内大部分以聚戊烯醇乙酸酯形式存在,少量为游离态聚戊烯醇,两者的总含量为1%左右[8]。
国外对聚戊烯醇的研究已有50多年的历史,拉脱维亚、俄罗斯等国家主要从事针叶聚戊烯醇的提取,食品、化妆品和药品的应用,而且开发的药品已进入Ⅱ期临床阶段[9-11]。俄罗斯开发了针叶聚戊烯醇喷雾剂,预防和治疗流感[12,13]。澳大利亚solagran公司通过研究针叶聚戊烯醇对于早期和中期老年痴呆(alzheimer)和其它脑疾病的影响发现,针叶聚戊烯醇能提高认知能力、改善脑症状,对于脑疾病有一定的疗效[14]。日本curaray公司开发了聚戊烯醇乳剂及胶囊,主要用于抗癌。拉脱维亚长期致力于针叶聚戊烯醇开发,现已建立了日产1kg的生产装置,除用于肝炎、乳腺癌及由免疫功能低下引起的多发性硬化症,同时被批准为保健品和化妆品添加剂。
目前,国内以中国林业科学研究所王成章教授带头主要从事银杏叶聚戊烯醇的提取、纯化、生物活性及化学合成。1994年,王成章等[15,16]以马尾松、黑松、湿地松、雪松、园柏5种针叶为原料,通过索氏粗提、柱色谱纯化得聚戊烯乙酸酯,经1h-nmr、13c-nmr波谱鉴定
其所含的聚戊烯醇结构与银杏叶一致,均为桦木型聚戊烯醇,且其异戊烯基结构单元数在13-22之间,与哺乳动物的多萜醇结构一致。但是,对于松针中聚戊烯醇的提取纯化、生物活性、制剂开发、药效药理及临床应用等研究基本上还处于空白。
3. 研究的基本内容与计划
(1)采用溶剂浸提法从松针中提取聚戊烯醇及其乙酸酯,通过单因素和响应面分析法,确定最佳提取工艺参数。
(2)通过薄层色谱检测确定水解条件,提高聚戊烯醇乙酸酯的水解率。(3)通过硅胶柱层析纯化聚戊烯醇,提高样品的聚戊烯醇纯度。
(4)通过红外、高效液相-质谱技术对松针聚戊烯醇样品进行结构鉴定。(5)测定松针聚戊烯醇抗氧化性能,同时探索温度、光照、酸碱度对松针聚戊烯醇稳定性的影响。
4. 研究创新点
以马尾松针为原料,对松针聚戊烯醇及其乙酸酯的提取、水解、纯化工艺、结构、稳定性及抗氧化性进行较为系统的研究与分析,为松针聚戊烯醇的开发、应用提供理论参考和科学依据。
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