苹果酸催化大豆异黄酮糖苷水解制备大豆异黄酮苷元的方法

所属技术领域

本发明涉及一种苹果酸催化大豆异黄酮糖苷水解制备大豆异黄酮苷元的方 法。

背景技术

大豆异黄酮是大豆等豆科植物在生长过程中产生的一种次级代谢产物，研 究发现，摄入足够量的大豆异黄酮可以有效降低患骨质疏松症、妇女更年期综 合症、高胆固醇症、以及心血管疾病和癌症的风险。大豆中天然存在的异黄酮 主要成分有3类，即染料木素(genistein)类、大豆苷元(daidzein)类和黄豆黄 素(glycitein)类，各自又主要以4种形式存在：丙二酰基葡萄糖苷型、乙酰基 葡萄糖苷型、β-葡萄糖苷型和糖苷配基型(苷元)，其中结合型的糖苷占到了总 异黄酮含量的80％～95％。研究发现，糖苷形式的大豆异黄酮不能直接被小肠壁 吸收，必须经水解去除糖基转化为游离型的苷元才可被小肠吸收，因而发挥生 物活性的主体是游离型的苷元。如何有效的将糖苷型的大豆异黄酮通过水解转 化成游离型的苷元以增强大豆异黄酮的生物活性已成为近年来世界各国科学家 研究的热点。

大豆异黄酮的转化方法最常用的是酸催化法、碱催化法、酶催化法。酸水 解法是大豆异黄酮糖苷的水解中使用最多的一种方法。酸水解通常用盐酸、硫 酸作催化剂，强酸条件下水解同时对大豆异黄酮苷元的稳定性有所影响。糖苷 键具有缩醛结构，对碱较稳定，但异黄酮糖苷键具有酯苷性质，可用碱水解为 大豆异黄酮苷元和葡萄糖，但碱催化产物苷元容易降解，应用受到很大限制。 酶水解法具有水解条件温和、产物稳定性好、纯度高等特点，但酶生产成本很 高，而且酶不容易重复利用，还需要进一步寻找价廉物美的能够水解大豆异黄 酮的β-葡萄糖苷酶，进一步研究低成本的酶固化技术。

催化剂苹果酸，2-羟基丁二酸，由于分子中有一个不对称碳原子，有两种 立体异构体。常见的是左旋体，L-苹果酸，存在于不成熟的的山楂、苹果和葡 萄果实的浆汁中。也可由延胡索酸经生物发酵制得。L-苹果酸是生物体三羧酸 的循环中间体，口感接近天然果汁并具有天然香味，与柠檬酸相比，具有酸度 大，酸味强，味道柔和，不损害口腔与牙齿，代谢上有利于氨基酸吸收等特点， 是新一代的食品酸味剂，被生物界和营养界誉为最理想的食品酸味剂，有逐渐 替代柠檬酸的势头，是目前世界食品工业中用量最大和发展前景较好的有机酸 之一。

苹果酸催化大豆异黄酮水解苷元的转化工艺，转化过程具有高收率、高选 择性、低成本的特点，转化产物大豆异黄酮苷元生物活性高。随着人们生活质 量的提高，低碳环保理念逐渐深入人心，大豆异黄酮的转化工艺势必也需要向 绿色无公害，低碳环保方向发展。

发明内容

针对现有大豆异黄酮转化苷元工艺中选用盐酸催化、碱催化和酶催化等技 术缺陷，采用可食用苹果酸催化大豆异黄酮水解工艺，操作简单，苹果酸酸性 较小，不污染环境、水解完全。苹果酸无毒可食用，因此水解产物不需分离即 可用于大豆保健品和功能性食品，具有实际应用价值。

本发明所述的苹果酸催化大豆异黄酮水解工艺，由以下步骤组成：

配制3.0mol·L^-1～4.0mol·L^-1的苹果酸溶液；取92.0％大豆异黄酮糖苷50mg 置于50mL圆底烧瓶中，加入苹果酸水溶液10ml，超声水浴1小时，超声频率 45KHz，水浴温度75℃。反应液转移到高压釜中，反应温度为110℃～150℃， 反应时间为2～6小时，反应结束后，冷却反应液到室温。

取一定量反应液用饱和碳酸钠水溶液中和至pH＝7，用乙酸乙酯萃取，取酯 层，在硅胶板上点样，放入展开剂(乙酸乙酯∶氯仿∶甲醇＝5∶5∶2)中展开， 紫外灯下观察水解程度；另取一定量反应液用甲醇稀释到100ppm，用HPLC定 性和定量检测反应液苷元的含量，原料糖苷峰消失，糖苷的水解率达到100％， 苷元的含量超过97.0％以上。

步骤中高压釜是指进行水解反应的仪器。

步骤中高效液相色谱色谱仪系统定性定量测定样品中的异黄酮含量。色谱 条件：色谱柱：Shimadzu VP-ODS C18柱(150×4.6mm，5μm)，流动相：A：0.4％ 磷酸水溶液B：甲醇；梯度洗脱程序：0-10min，30-35％B；10-20min，35-40％ B；20-30min，40-55％B；30-40min，55-65％B。流速：1mL/min；检测波长 为：260nm，测定温度为40℃；进样量：20μL。

步骤中水解率＝水解前后大豆异黄酮糖苷含量之差/水解前大豆异黄酮糖苷 含量×100％

步骤中苷元的含量采用外标法测定。

附图说明

1.标准品混合液色谱图见图1。

2.原料92％大豆异黄酮色谱见图2。

3.大豆异黄酮糖苷水解产物色谱图3。

本发明取得技术进步：

1.本发明采用苹果酸催化大豆异黄酮糖苷水解苷元，增加了具有催化大豆 异黄酮糖苷水解苷元的新的催化剂品种；

2.苹果酸可食用，无毒，与其他催化剂水解工艺相比，操作简单，催化工 艺绿色环保，增加了食用安全性；

3.大豆异黄酮糖苷水解率达到100％，水解产物无需分离，直接用于大豆保健 品和功能性食品。

具体实施方式

实施例1：

取92.0％大豆异黄酮糖苷50mg置于50mL圆底烧瓶中，加入3.0mol·L^-1苹 果酸水溶液10mL，超声水浴1小时，超声频率45KHz，水浴温度75℃。反应 液转移到高压釜中，反应温度为140℃，反应时间为2小时，反应结束后，冷 却反应液到室温。

取一定量反应液用饱和碳酸钠水溶液中和至pH＝7，用乙酸乙酯萃取，取酯 层，在硅胶板上点样，放入展开剂(乙酸乙酯∶氯仿∶甲醇＝5∶5∶2)中展开， 紫外灯下观察水解程度；另取一定量反应液用甲醇稀释到100ppm，用HPLC定 性和定量检测反应液糖苷和苷元含量，原料糖苷峰消失，糖苷的水解率达到 100％，苷元的含量为98.5％。

实施例2：

取92.0％大豆异黄酮糖苷50mg置于50mL圆底烧瓶中，加入3.5mol·L^-1苹 果酸水溶液10mL，超声水浴1小时，超声频率45KHz，水浴温度75℃。反应 液转移到高压釜中，反应温度为110℃，反应时间为6小时，反应结束后，冷 却反应液。

其他操作同实施例1，取一定量反应液用饱和碳酸钠水溶液中和至pH＝7， 用乙酸乙酯萃取，取酯层，在硅胶板上点样，放入展开剂(乙酸乙酯∶氯仿∶ 甲醇＝5∶5∶2)中展开，紫外灯下观察水解程度。同时，另取一定量反应液用 甲醇稀释到100ppm，用HPLC定性和定量检测反应液糖苷和苷元含量，原料糖 苷峰消失，糖苷的水解率达到100％，苷元的含量为98.2％。

实施例3：

取92.0％大豆异黄酮糖苷50mg置于50mL圆底烧瓶中，加入3.5mol·L^-1苹 果酸水溶液10ml，超声水浴1小时，超声频率45KHz，水浴温度75℃。反应液 转移到高压釜中，反应温度为130℃，反应时间为2小时，反应结束后，冷却 反应液。

其他操作同实施例1，取一定量反应液用饱和碳酸钠水溶液中和至pH＝7， 用乙酸乙酯萃取，取酯层，在硅胶板上点样，放入展开剂(乙酸乙酯∶氯仿∶ 甲醇＝5∶5∶2)中展开，紫外灯下观察水解程度。同时，另取一定量反应液用 甲醇稀释到100ppm，用HPLC定性和定量检测反应液糖苷和苷元含量，原料糖 苷峰消失，糖苷的水解率达到100％，苷元的含量为97.5％。

实施例4：

取92.0％大豆异黄酮糖苷为50mg置于50mL圆底烧瓶中，加入4.0mol·L^-1苹果酸水溶液10mL，超声水浴一小时，超声频率45KHz，水浴温度75℃。反 应液转移到高压釜中，反应温度为130℃，反应时间为2小时，反应结束后， 冷却反应液。

其他操作同实施例1，取一定量反应液用饱和碳酸钠水溶液中和至pH＝7， 用乙酸乙酯萃取，取酯层，在硅胶板上点样，放入展开剂(乙酸乙酯∶氯仿∶ 甲醇＝5∶5∶2)中展开，紫外灯下观察水解程度。同时，另取一定量反应液用 甲醇稀释到100ppm，用HPLC定性和定量检测反应液糖苷和苷元含量，原料糖 苷峰消失，糖苷的水解率达到100％，苷元的含量为98.6％。