肌醇的制备方法简述

□陈 建 曾晓丹 夏 陈 栢凤女

肌醇是一个6羟基天然活性物质，广泛存在于动植物体中。几乎所有生物都含有游离态或结合态的肌醇。在植物中，肌醇主要以肌醇磷酸酯形式存在，在全谷物、豆类、果仁和种子等中有高比例含量，并且是种子萌芽的首要能量源泉。肌醇作为一种“生物活素”，参与体内的新陈代谢，具有免疫、预防和治疗某些疾病等各种作用，曾被称作维生素B8。肌醇在国内是肌醇片的药物原料，用于降血脂、治疗肝脂肪过多症、肝硬化症等疾病。肌醇也广泛用作食品、饲料产品添加剂。肌醇以粉剂、片剂和胶囊等终端产品形式，是欧美国家流行的食物补充剂。

一、肌醇

肌醇的制备主要包括几种途径：①从肌醇含量较高的植物原料直接提取。②从植物原料中，特别是农副产物中提取肌醇磷酸酯，例如菲汀（植酸钙镁）、植酸钠等物质，然后水解转化而得。水解方法包括强酸高温高压水解法、常压催化水解法和常温常压酶促温和水解法。③化学合成方法。现将这3种途径简述如下。

1.从植物原料中直接提取肌醇

（1）南瓜中肌醇的提取 南瓜富含肌醇，特别是杨红娟等人研究培育的富含肌醇的南瓜品种，其肌醇含量为661mg/100 g。因此，从南瓜中提取天然的肌醇，是可行的方向。

范子剑等报道过溶剂法提取南瓜肌醇的工艺研究。工艺流程是：南瓜→粉碎→过筛→加入溶剂升温提取→离心，保留液体→浓缩→调节pH→过柱纯化→肌醇精品。工艺条件是乙醇浓度60%、浸提时间2.5小时、浸提温度60℃、料液比为1∶30（W∶V），两次连续浸提效果比较理想，得率可以稳定在0.51%。

（2）荞麦中肌醇的提取 荞麦中富含具有降糖功效的手性肌醇，其中川荞1号中，D-手性肌醇约为0.41%。卢丞文等研究了荞麦中肌醇的提取。他采用溶剂法提取，利用超声波辅助提取荞麦中D-手性肌醇，最佳提取工艺条件为溶剂体积分数50%乙醇，料液比为1∶15，超声时间为30分钟，提取温度为50℃，荞麦提取物中D-手性肌醇含量为5.19mg/g。同时他还探索了微生物辅助法提取肌醇，利用米曲霉发酵荞麦后，其糖含量大大下降，而D-手性肌醇含量可提高到6.07mg/g。

（3）长角豆中肌醇的提取 夏涛等人对长角豆中的肌醇进行了提取，他采用溶剂法，结合植酸酶酶解，并通过树脂纯化，最后得到了富含肌醇的混合物。按干燥的长角豆粉计算，纯肌醇比例高达10.76%。

从植物原料直接提取肌醇的方法顺应人类追求天然、无化学过程、无污染等健康消费理念，有很强的商业卖点。但由于天然的肌醇含量不高，制约了实现工业化的高产量和低成本。

2.以肌醇磷酸酯水解法制备肌醇本方法主要是将农产品加工提取的肌醇磷酸酯彻底水解制备肌醇。例如从玉米精深加工过程中产生的废水中，或稻谷打米加工产生的米糠中提取菲汀，也有从芝麻、大豆、麦麸、蓖麻子、亚麻种子中提取菲汀，然后将菲汀用各种方法水解，经精制纯化制备肌醇。

（1）加压水解法制备肌醇 高温加压水解菲汀制备肌醇是当今大生产最常用的方法，一般工艺过程为：原料→酸浸→中和、过滤、洗涤→植酸盐粗品→脱色、过滤→精制植酸盐→加压水解→中和水解液、过滤→脱色、过滤→浓缩、结晶→溶解除杂、结晶离心→肌醇精品。

加压水解法需要较大压力(＞0.6 MP a)和较高温度（＞120℃），反应条件比较剧烈，需要大量酸碱液体，设备成本和能耗较高。

（2）常压水解法制备肌醇 为避免高温高压等较苛刻的工艺要求，人们尝试研究了各种能在常压条件下催化水解菲汀制备肌醇的催化剂和新工艺。

例如，在乔亭祥等发明的常压水解法中，菲汀水溶液的浓度为42%～44%，JCH催化剂由改性甘油与1‰尿素、1‰碳酸钙复配而成。JCH催化剂与菲汀水溶液按1∶5.5～6.0的比例 (重量比)添加，在140～148℃温度下水解3～4小时后，趁热过滤，静置滤液时成品结晶，过滤后的产品于90～95℃下烘30～50分钟，即可得符合或超过美国药典NFXII标准的肌醇。

马敬中等用微波助水解研究发现，溶剂用1∶1体积比的甘油和水，植酸浓度约为0.5 mol/L，微波强度为100%，辐射时间约为80分钟，水解液中加入浓度约为0.05 mol/L的盐酸，肌醇得率为85%左右。

李志洲等研究利用玉米皮先制备菲汀，再在微波条件下制备肌醇。其中在制备菲汀时要添加甘油1.2%(体积比)，尿素 1.1%，硫酸钠 1.5%(质量比)，接着在制备肌醇时要添加碳酸钙。水解反应的条件是，微波功率为500 W，反应温度为70℃，反应时间为9分钟，此时肌醇的得率最高，为1.5%。

朱传方等的研究是利用脱脂米糠先制备菲汀，再在常压下，利用一缩二乙醇水解，当植酸含量在50%～70%时，植酸溶液与一缩二乙醇的比为1∶1(G/G)，可使水解温度上升到130℃以上。

李静在研究中提到利用自制SO42-/TiO2型固体超强酸作为水解工业植酸的催化剂，从稻壳中提取菲汀后水解制备肌醇，其转化率为62.98%。

（3）酶促法制备肌醇 理论上讲，酶催化菲汀水解制备肌醇的工艺条件最温和。杨连生等报道过酶促水解工艺流程是：植酸钙→预处理→酶解→中和→脱色→离子交换→除杂→真空浓缩→结晶→肌醇。在这一过程中，反应时间是20小时、反应温度50℃、酶量0.5%（酶/植酸钙）、pH值6，经后处理，肌醇在提取液中可达到6.2 g/L水平。王晗光等在酶促法研究中，为提高酶效率探寻过酶激活剂的工作。

据报道，酶促法在美国已有小规模的商业化生产线。虽然目前酶促法水解制备肌醇工业化项目还不多，但也许这是一个发展方向。

笔者所在功能食（药）品研究室，也开展酶催化菲汀水解制备肌醇的研究，并取得阶段性结果。

3.化学合成法

区别于传统的生产途径，有报道以D-(+)葡萄糖经脱氧、硝化、环化、水解等一系列化学反应过程，最后经纯化精制得到肌醇。

以上3种制备肌醇的方法各有特点。从充分利用农作物自然资源、回圈经济、环保理念和成本等角度而言，第二类方法，即从农副产物提取菲汀，然后水解制备肌醇，特别是发展高效温和的酶促法由菲汀制备肌醇，应该更值得推崇。