[发明专利]自农业副产物和废物中生产芥子油苷

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及一种从农业副产物和废物中生产芥子油苷，特别是萝卜硫苷(glucorphanin)的方法。芥子油苷是化疗保护药剂(chemoprotive)前体化合物。通过本发明的方法生产的芥子油苷可被引入各种食品、药品、健康增补剂，及相关产品之中。

背景技术

[0002]普遍认为饮食在控制癌症恶化当中起着很大的作用，多吃水果和蔬菜可减少人类癌症的发病率。植物中存在的一些微量的化学成分在传递到哺乳动物细胞中时可提供主要的保护机制。此外，强化或补充以来自于植物的抗癌化学成分的药品、营养增补剂，或食品可提供额外的健康益处。在美国的食品工业，一个重要趋势是促销有健康意识的食物。

[0003]芥子油苷(β-硫代葡萄糖苷-N-羟基硫酸盐)在双子叶(dicotyledonous)植物当中和白花菜目中的许多植物中被发现。芥子油苷被发现存在于十字花科(Brassicaceae)、木樨草科，以及白花菜科家族，但最常见的是在十字花科家族。超过100种的芥子油苷已被辨别出来。芥子油苷是含硫的、水溶性的、具有下列通式结构的阴离子化合物：

芥子油苷包括一个衍生自氨基酸的R-基团和一个连接到磺化肟的碳原子上的硫代葡萄糖苷基。硫酸基赋与了芥子油苷以强酸性。

[0004]某些芥子油苷，特别是萝卜硫苷(也称为莱菔硫烷芥子油苷或4-甲基亚硫酰基丁基芥子油苷)，是有效的化疗保护药剂的植物化学前体，如莱菔硫烷。芥子油苷和β-硫代葡糖苷酶在含芥子油苷的植物中共同存在，但是物理分开的，直到植物材料的细胞结构被破坏，如通过咀嚼、切断、粉碎、冷冻解冻或热处理等等。一旦细胞壁结构被破坏，芥子油苷中的硫代葡糖苷键在β-硫代葡糖苷酶，尤其是黑芥子酶作用下水解，成为不稳定的芥子油苷糖苷配基，经过自发重排成为有效的化疗保护药剂(chemoprotectant)，称为异硫代氰酸盐及其它化合物。异硫氰酸盐具有生物活性，并有高化学反应性。异硫氰酸盐，尤其是莱菔硫烷，在传递到哺乳动物的细胞中时，似乎会引发针对致癌物质的解毒机制。

[0005]除了降低某些癌症的患病风险，萝卜硫苷，通过其生物活性转换产物莱菔硫烷，在破坏造成胃溃疡的有机物方面最近已被证明是有效的，并可能提供新的方法去降低心血管和眼部疾病的恶化风险。正在致力于获得批准使用标签声明食物产品中含有无论是原料中天然高含量或者另外添加的来自十字花科植物的化疗保护药剂。尽管还没有这样的标签声明，但市场上已经有了含化疗保护药剂添加剂的产品。

[0006]因为成本高昂，芥子油苷，特别是萝卜硫苷的制备，是成问题的。一般来说，萝卜硫苷最好的来源是昂贵的特定椰菜栽培品种。由于萝卜硫苷来源的高昂成本，芥子油苷的巨大的健康潜力尚未充分被认识。

[0007]之前有过从植物材料中得到芥子油苷的尝试。举例来说，离子交换柱和高效液相色谱法(HPLC)已被用来分离不同的芥子油苷。Bjerg，B.和Sφrensen，H.，用色谱柱分离完整的芥子油苷并测定其纯度，油菜籽中的芥子油苷(Isolation of Intact Glucosinolates by Column Chromatography andDetermination of their Purity，in GLUCOSINOLATES IN RAPESEENS：)：分析方面(ANALYTICAL ASPECTS)59-75(J-P.Wathelet编，1987)。Fahey，J.等，“植物中芥子油苷和异硫代氰酸盐的化学差异和分布，(The chemical diversityand distribution of glucosinolates and isothiocyanates among plants，)”植物化学(Phytochemistry)，56：5-51(2001)。所述的处理流程不能接受粗制样品，并要求芥子油苷提取物在放入柱中处理之前须经过过滤或离心净化。

[0008]因此，需要一个更为节省成本的方法，从相对粗制的初始材料中有效率的获取芥子油苷，尤其是萝卜硫苷。正如将从以下对本发明的实施方案描述中表明的，本发明满足了这些以及其他需要。

发明内容

[0009]本发明涉及一种用来从农业的副产物和废物中获取芥子油苷，特别是萝卜硫苷的节省成本的方法。收割后和被丢弃的植物材料，包括不适合销售的植物材料，作为本发明的方法中有效的和廉价的起始原料。