图1-26 维生素A结构式
维生素A2比维生素A1多一个双键,它的生物活性只有维生素A1的一半。通常所说的维生素A是指维生素A1。A1与视觉有密切关系,视网膜中有一种圆柱细胞,其中含有视紫红质,视紫红质有视蛋白和视黄醛(图1-27)结合而成。视紫红质能吸收可见光,吸收光子后变成光视紫红质,同时发生刺激神经纤维的脉冲,产生视觉。
图1-27 视黄醛结构式
视紫红质变成光视紫红质时,其中的视黄醛异化为反视黄醛,反视黄醛不能与视蛋白牢固结合。因此,光视紫红质立刻分解为反视黄醛和视蛋白,反视黄醛在酶的作用下,又变成视黄醛,重新与视蛋白结合变成视紫红质,如此不断循环。在此过程中,不断有视黄醛消耗,维生素A1在酶的作用下能变成视黄醛,所以是视黄醛的来源。 视黄醇广泛存在于高等动物及海产鱼类体中,尤以动物肝脏、鱼卵、眼球及蛋黄中最为丰富。 1.1.4.2 甜叶菊苷(stevioside)
甜叶菊糖苷是甜叶菊叶片中含有的甜味物质。甜叶菊又名甜菊、
糖草,原产于南美巴拉圭等地的一种野生菊科草本植物,它是目前已知甜度较高的糖料植物之一。甜菊苷是二萜的三糖苷,相对分子质量803,熔点196℃的白色晶体。可溶于二恶烷和水,其分子式为C38H60O18 ,结构式如图1-28:
图1-28 甜菊苷结构式
甜菊苷的甜度约为蔗糖的300倍,是一种无毒、天然的有机甜味剂。由于其在人体内不参与代谢,不提供热量,并有一定的药理作用,因而日益引起人们的关注和重视。在食品工业中,甜菊苷广泛应用于饮料中,如汽水、酒、果酒等,其味感较好,可改善砂糖、果糖、山梨糖醇等甜味。由于其热能仅为蔗糖的1/3,属于低热能型甜味剂,可将其用于糖尿病人和肥胖人群的健康型饮料中;面包,糕点,油炸食品等也使用甜菊苷;香肠,火腿等肉制品也可用甜菊苷作为甜味剂;甜菊苷还能用来腌制果蔬,使其不发生收缩,能较好地保持果蔬的原状。甜菊苷具有清热、利尿,调节胃酸的功效,对高血压也有一定的疗效,所以也广泛应用于医药工业,发展前景广阔,被誉为最有发展前途的新糖原。
目前,国内外从甜叶菊中提取甜菊苷的方法有:醇提取法、吸附法、浸提法、树脂法、分子筛法、醋酸铜法和硫化氢法等。虽然提取方法不同,但大体上都可分为二个步骤,即甜味成分的提取和甜味成
分的分离精制。甜味成分提取大多用10~20倍的水将干叶中溶于水的物质综合抽提出来,溶出物约为干叶的30%~60%,抽提液中含有蛋白质、单宁、色素、有机酸或盐类等杂质,这些杂质大约占溶出物的75%~85%,需分离精制。一般精制法的共同点是用钙、铝、铁等盐或氢氧化物沉淀蛋白质、单宁、有机酸、色素等物质,或用吸附法进行预精制,大约可除去1/3~2/3的杂质,再用离子交换树脂进行脱离子、脱色。也可直接将粗浸液浓缩离心分离除去杂质,然后用特定的合成树脂吸附溶液中的甜味成分,再将甜味成分用乙醇水溶液洗脱,经减压浓缩、喷雾干燥或结晶制成精制品。甜菊苷精制也可采用膜分离技术将沉淀脱色的甜菊苷水溶液用超滤技术进一步净化。此外,甜菊苷提取方法中有较先进的超临界流体萃取技术,它采用液化CO2萃取,得到 5%的低极性物质,其次用甲醇作为夹带剂萃取,可得到收率为4 5%的甜菊苷混合物。
1.1.4.3 紫杉醇(paclitaxel)
紫杉醇是红豆杉植物的次生代谢产物,也是近年来世界范围内抗
肿瘤药物研究领域的重大发现。1963年美国化学家瓦尼(M.C. Wani)和沃尔(Monre E. Wall)首次从一种生长在美国西部大森林中称谓太平洋杉(Pacific Yew)树皮和木材中分离到了紫杉醇的粗提物。在筛选实验中,Wani和 Wall发现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性,并开始分离这种活性成份。由于该活性成份在植物中含量极低,直到1971年,他们才同杜克(Duke)大学的化学教授姆克法尔(Andre T. McPhail)合作,通过x-射线分析确定了该活性成份的化学结构——一种四环二萜化合物,并把它命名为紫杉醇(taxol)。 紫杉醇是一种获美国FDA(1992)认证的优良抗肿瘤药物,早年主要用于治疗晚期卵巢癌和乳腺癌。后来发现紫杉醇及由紫杉烷半合成的泰索帝(taxotere)对非小细胞肺癌、食道癌及其他癌症亦有较好的疗效。由于紫杉醇结构复杂,化学全合成步骤多,产量低,而且成本很高难以实现批量生产。目前,临床上使用的紫杉醇,主要是从红豆杉属植物的树皮、枝叶等组织中分离提取获得,也有部分是以红豆杉组织粗提液中的紫杉烷类物质为前体,通过化学半合成得到。但红豆杉植物生长十分缓慢,紫杉醇的含量非常少,大量的砍伐、毁坏,必然导致红豆杉资源趋于灭绝。我国已将红豆杉列为国家一级保护植物。事实上,目前通过砍伐天然资源来得到紫杉醇的途径已不可能。为寻找紫杉醇及其半合成前体的继续稳定供应的渠道,人们纷纷把眼光转向生物技术方法,如组织器官培养,细胞大规模培养,微生物发酵等。
紫杉醇的结构式如图1-29所示: