[发明专利]磁性纳米固定化酶催化生产大豆异黄酮苷元的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用磁性纳米固定化酶生物催化超临界流体萃取富集的大豆异黄酮糖苷转化为大豆异黄酮苷元的方法。

背景技术

大豆异黄酮是大豆生长过程中形成的一类次生代谢产物，共12种，由金雀异黄素、大豆黄素、黄豆黄素3种大豆异黄酮苷元，见图1，以及它们和葡萄糖、乙酰葡萄糖、丙二酰葡萄糖以β-糖苷键连接形成的9种糖苷型异黄酮(大豆异黄酮糖苷)组成，见图2。研究证明，大豆异黄酮苷元是大豆异黄酮发挥药理功能的活性形式，它们是活性苷元，以金雀异黄素活性最强。但活性苷元含量极低，仅占大豆异黄酮总量的2-3％。大豆异黄酮主要是以糖苷形式存在，这些糖苷几乎不被吸收，它们只有转化为大豆异黄酮苷元才能被吸收进入体内发挥作用。尽管大豆异黄酮对人体健康的功效受到高度关注，但由于活性苷元在大豆异黄酮中所占比例少，分离纯化难度大、产率低、成本高，所以当前大豆异黄酮加工仍是以从脱脂大豆粕中提取生产40-80％含量的粗提物用作食品添加剂为主，加工水平初级，产品附加值不高，因为主要是糖苷形式，常因人群个体差异保健效果不明显，生物利用率低，严重限制了大豆异黄酮在医药和化妆品等领域的开发应用。

国内外竟相开展将大豆中含量多的异黄酮糖苷转化为活性苷元的研究。目前，转化大豆异黄酮糖苷为活性苷元的方法主要有酸水解法和酶水解法两种。酸水解法要求温度高，水解反应缺乏专一性，除水解糖苷键外也能破坏异黄酮上的其它基团，造成异黄酮苷元结构不稳定引起活性消失，并且酸水解会对环境产生污染，所以酸水解法研究虽多，但应用效果并不理想。酶水解法是用β-葡萄糖苷酶水解大豆异黄酮糖苷的β-糖苷键生成活性苷元，水解反应具有β-糖苷键专一性，条件温和，效率高，异黄酮活性苷元结构稳定。目前酶水解法研究还停留在研究游离酶水解异黄酮糖苷阶段，酶稳定性差、不能回收重复使用、残留酶增加产物分离难度，加之酶本身昂贵，生产成本高，尚没有实用价值。因此，当前急需解决限制大豆异黄酮加工水平与应用领域的关键问题是如何高效、稳定、低成本生产异黄酮活性苷元。

固定化酶将为工业化生产大豆异黄酮活性苷元提供新技术。固定化酶是指固定在适合载体上并在一定的空间范围内能连续进行催化反应的酶。固定化酶不仅保持了酶的催化特性，而且克服了游离酶的不足，具有增加酶的稳定性，酶可反复或连续使用以及酶和反应产物易于分离的优点，因而效率高、成本低。自从20世纪60年代日本首次固定化氨基酰化酶工业化连续生产L-氨基酸以来，固定化酶技术为酶的工业化应用开辟了广阔的发展空间。2002年《美国化学学会会刊》报道，美国西北太平洋国家实验室的研究人员成功利用纳米材料将酶固定化，而且能够同时保留它的活性、稳定性，这项成就为纳米材料酶学应用开启了可能性，也为酶固定化带来了技术突破。至今，磁性纳米固定化酶在催化糖苷型大豆异黄酮原料转化为大豆异黄酮苷元方面的应用尚未见相关专利和报道。

发明内容

针对以上研究中的空白，本发明提供一种工艺简单、操作方便、环保、能提供高纯度

大豆异黄酮苷元的磁性纳米固定化酶催化生产大豆异黄酮苷元的方法。

本发明为达到以上目的，是通过这样的技术方案来实现的：

磁性纳米固定化酶催化生产大豆异黄酮苷元的方法包括以下操作步骤：

(1)、糖苷型大豆异黄酮原料的超临界流体萃取富集：

取用夹带剂充分润湿的糖苷型大豆异黄酮原料，在夹带剂、萃取压力20-40Mpa、萃取温度30-50℃的条件下超临界二氧化碳(CO₂)流体萃取2-4h后，从分离釜中放出萃取物；去除萃取物中的夹带剂，获得糖苷型大豆异黄酮原料；

(2)、大豆异黄酮糖苷水解酶的提取：