肌醇

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肌醇(inositol )是一種水溶性維生素維生素B族中的一種,肌醇和膽鹼一樣是親脂肪性的維生素,又稱為環己六醇,白色晶體粉末(無結晶水),風化性結晶(含二分子結晶水)。有9種立體異構體,其中有醫用價值內消旋體,可促進細胞新陳代謝、助長發育、增進食慾,用於治療脂肪過多症、肝硬化症。

成分

肌醇

  動物、生物生長因子。分子式(CHOH)6。又稱環己六醇,廣泛分佈在動物和植物體內。最早從心肌肝臟分離得到。環己六醇在自然界存在有多個順、反異構體,但有價值的、天然存在的異構體為順-1 ,2 ,3 ,5-反-4,6-環己六醇,結構式如上。在80℃以上從水或乙酸中得到的肌醇為白色晶體 ,熔點253℃ ,密度 1.752 克/厘米3(15℃ ),味甜,溶於水和乙酸,無旋光性。可由玉米浸泡液中提取。主要用於治療肝硬變肝炎脂肪肝、血中膽固醇過高等症。   亦稱環己六醇。在化學上可看作是環己烷的多元烴基衍生物。在理論上有9種可能的異構體,通常在自然界中發現的有4種,分別稱為D-chiro-inositol、L-chiro-inositol、肌肉肌醇(myo-inosi-tol)和鯊肌醇(scyllo-inositol)。其中在自然界最常見的是肌肉肌醇。D-chiro-inositol和L-chiro-inositol量雖少,但分佈很廣,多數可成為甲醚。肌醇在椰子鯊魚哺乳類尿中可找到。一般來說肌醇雖分佈很廣,但對它的代謝途徑生理機能還不十分清楚。

肌醇

  亦稱內消旋肌醇(meso-ino-sitol)。最初在肌肉中發現,後來已在微生物、動物中廣泛發現。幾乎所有生物都含有遊離態或結合態的肌醇。在植物和鳥類有核紅血球中作為磷酸肌醇是以六磷酸酯形式存在的。較此化合物磷酸基數目少的化合物同樣分佈在植物和動物中,另外遊離態的肌醇主要存在於肌肉、心臟肺臟、肝臟中,是磷脂的一種磷脂酰肌醇的組成成分。肌肉肌醇是鳥類、哺乳類的必需營養源,缺乏肌肉肌醇,例如小鼠可引起脫毛大鼠可引起眼周圍異常等癥狀。大鼠可大量代謝肌醇,但尿中排量並不多。鯊魚似乎能把肌醇轉變成為一種貯藏能量的物質。是生命素I的成分之一。   分子式(Formula): C6H12O6   分子量(Molecular Weight): 180.15   在人體中的作用

功能

  降低膽固醇;   促進健康毛髮的生長,防止脫髮;   預防濕疹;   幫助體內脂肪的再分配(重新分佈);   有鎮靜作用。

缺乏症

  濕疹

攝取

來源

  富含肌醇的食物:動物肝臟、啤酒酵母、白花豆(lima bean)、牛腦和牛心、美國甜瓜葡萄柚葡萄乾麥芽、未精製的糖蜜、花生甘藍菜。   營養補品:6個以大豆為主要成分的卵磷脂肪囊中含有肌醇和膽鹼各244mg;粉末狀卵磷脂可溶解液體中;大多數複合維生素B製劑中含有100mg的肌醇和膽鹼。   一般每日的攝取量是250~500mg。

肌醇之敵

  水、磺胺藥劑雌激素食品加工、酒精、咖啡

服用建議

  服用肌醇時,必須和膽鹼及其他B族的維生素同時服用。   常喝咖啡的人要多攝取肌醇。   服用卵磷脂的人最好攝取已經過螯合作用的鈣,以維持體內磷和鈣的平衡,因為肌醇和膽鹼似乎都會提高血液中磷的含量。   要使維生素E達到最高的效果,必須攝取充分的肌醇和膽鹼。

工業用途

醫藥工業領域

賴氨肌醇口服溶液

  肌酸可用於生產肌醇片煙酸肌醇脂、脈通甘油三脂,治療肝炎、肝硬化、脂肪肝和血液中膽固醇過高症。   煙酸肌醇脂以煙酸、三氯氧磷、肌醇為原料,先將煙酸與三氫氧磷反應制得煙酸酰氯,然後再與肌醇反應,得成品。   氟代肌醇是近年來才開發出來的新產品,具有抗癌、治癌和高效免疫功能。   化學合成紫杉醇,其治癌效果較差;但用肌醇將其改性后,治癌效果比天然品還好。無論是國內或國外,紫杉醇一直處於供不應求狀態。這已經成為當今醫藥工業對肌醇的新的消費點。

食品工業領域

  肌醇是一種「生物活素」,參與體內的新陳代謝活動,具有免疫、預防和治療某些疾病等多種作用,在發酵和食品工業中,可用於多種菌種的培養和促進酵母的增長等、高等動物若缺乏肌醇,將會出現生長停滯和毛髮脫落現象,人體每天對肌醇的需求量是l-2g,許多保健飲料兒童食品都加有微量肌醇。   肌醇還是腸內某些微生物的生長因子,在其它維生素缺乏時,它能刺激所缺乏維生素的微生物合成維生素。

飼料工業領域

  魚和水生動物及名貴鳥類、毛皮獸、觀賞貓、狗等珍禽奇獸的飼料中需增補肌醇。在對蝦魚類飼料中,肌醇添加量通常為300-500 mg/kg,瑞士羅氏藥廠建議群魚及鮭魚飼料的添加量為1000 mg/kg,鱔魚及鯉魚150 mg/kg,否則將出現肌醇缺乏症。   實踐證明,飼料中加入肌醇,可促進牲畜生長和防止死亡,其加入量通常為飼料的0.2%-0.5%。日本僅動物用肌醇每年消費量都在100t以上。

其它方面的應用

  將肌醇進行深度加工,可製成肌醇甲基醚、肌醇肽、肌醇有機酸脂、肌醇無機酸酯、鹵代肌醇、磷酸肌醇脂、氨基環糖醇等產品,在醫藥、電力、交通、能源、電子、化工等工業上都有很大的實用價值。   1990年代以來,人們發現肌醇與肉瘤鹼可使脂肪轉化為熱能消耗掉,因此含有肌醇的減肥降脂健美食品和營養保健品風靡歐美各國。

制取技術

傳統生產方法

  肌醇傳統生產方法為加壓水解法。由於加壓水解法具有多年的工業化生產實踐經驗,目前仍是國內生產廠家採用的主要工藝技術,並且該工藝也在生產中不斷得到改進。 加壓水解法一般流程:菲汀(水解)→水解液(中和、過濾)→肌醇液(除雜濃縮、結晶離心)→粗肌醇(溶解除雜、結晶離心)→精品。其中,水解和精製是兩大關鍵步驟。

植酸鈉水解工藝

  吉林化工學院開發了以玉米浸漬水為原料,用離子交換樹脂吸附法生產植酸鈉,再進行加壓水解反應生產肌醇的新工藝。新工藝生產肌醇的同時,聯產磷酸氫二鈉(磷酸二鈉產量為肌醇產量的12倍左右),有效地回收了穀物中的有機磷,為農副產品中有機磷的回收開闢了新的途徑。   生產工藝簡述:玉米浸漬水經離子交換樹脂吸附法得到一定濃度的植酸鈉溶液,進行加壓水解反應,生成肌醇和磷酸氫二鈉。反應一定時間后,出料、過濾、冷卻、結晶,析出磷酸氫二納晶體。將析出磷酸氫二鈉晶體的水解反應液依次通過陰、陽離子交換樹脂,反覆進行精製,直到水解反應液中陰、陽離子濃度達到規定的標準為止。精製后的水解反應液經濃縮、結晶,即可得成品肌醇。肌醇收率主要受水解反應時間、水解反應壓力、植酸鈉溶液的濃度三個因素的影響。通過正交試驗,得出水解反應的最佳反應條件為:水解時間7-8h、植酸鈉的濃度20%、水解壓力1.5MPa,肌醇的平均收率 0.1544%- 0.1722%。為觀察水解反應器的放大效應、工業性離子交換塔中床層堵塞、交換能力的變化現象及模擬工業裝置再生階段所採用的循環量操作工況,在處理能力600m/a的裝置上,按上述反應條件進行了中試。肌醇平均收率為0.1601%(比植酸鈣法提高 2.5倍以上,產品質量達到國家藥典規定的各項指標),與小試數據較吻合。

常壓催化法工藝

  常壓催化法是近幾年我國新近研製並投入工業化生產的一種生產肌醇的新方法,其水解和精製有獨特之處。顯著特點:(l)大幅度降低了設備的一次性投資,規模相同時可節省設備投資的50%以上;(2)菲汀水解催化劑使用使生產周期縮短,原料利用率提高;(3)精製過程得到改進,產品質量和收率得以提高。   長春通達輕工技術研究所開發的常壓催化法工藝:在一定濃度的菲汀溶液中常壓下加入一定比例的催化劑(由甘油與尿素碳酸鈣複合配製而成),加熱水解,經水解、過濾、結晶、烘乾等工序,即可得到肌醇。因催化劑自身特性,肌醇可一次性結晶,而獲得較高質量的成品,從而簡化了工序。催化劑可循環使用。   關鍵步驟:(1)水解反應中,催化劑按 1:5.5( wt)與40%菲汀水溶液混合均勻,放入水解釜中加熱,升溫到140 ℃,控制恆溫3h,完成水解反應。(2)烘乾:經過濾、結晶(可採用超聲波加快結晶)析出的晶體,用無水乙醇洗滌2-3次,90℃下經50min烘乾,即得成品肌醇。產品質量達到美國藥典標準。

日本專利技術工藝

  生產工藝流程:脫脂米糠→稀酸浸泡→樹脂吸附→洗脫→水膏狀優質菲汀→水解→中和→壓濾(濾渣可做磷肥出售)→初步脫色→樹脂交換→濃縮→最後脫色→結晶→乾燥→檢驗→包裝。   脫脂米糠浸泡后的糠渣經簡單處理至中性烘乾后可出售給養殖場或飼料廠,可回收部分原料開支。   該工藝是國內科研設計人員結合日本專利技術研究出來的一套完整的工業化生產技術。據技術開發者稱,和傳統的老工藝相比有如下特點:(1)生產周期大大縮短,制取水膏狀優質菲汀周期不超過24h;從菲汀制取肌醇約60h。 (2)該工藝工序簡化、用工人數少,生產成本降低,肌醇收率高,勞動環境改善。產品不經粗品階段,生產出來就是精品,且產品經國內外有關單位檢驗,質量達到出口標準(美國藥典標準)。   建廠條件:設備投資70萬元;廠房佔地面積600m (車間400m,庫房200m);日用水量84t,電250kW.h;裝機容量50kW;管理及生產人員50人;流動資金50萬元。

化學合成法

  新工藝徹底擺脫了傳統生產肌醇的沿用模式:脫胎米糠、麩皮、玉米浸泡廢液等(經過酸浸)→植酸或植酸鈣、植酸鈉(加壓水解)→肌醇,而是成功地採用我國豐富廉價的右旋己醛糖——D(+)葡萄糖為原料,先經脫氧、硝化生成重要中間體6-硝基-6-脫氧-D-葡萄糖;再在鹼性溶液中使6-硝基-6-脫氧-D-葡萄糖環化、水解;實現原料分子結構由「磺酸化→羥基化」的轉變過程;同時轉變構型而生成myo-肌醇。上述主要的合成反應均在常壓下進行。   生產實踐表明,每噸葡萄糖(以100%計),平均可生產肌醇0.6t左右,產品質量符合美國藥典(NFXⅡ版)所規定的各項指標;產品結構分析和生理活性亦與天然提取品一致。   據技術開發單位稱,新工藝具有如下特點:(l)投資小,見效快。年產100t肌醇,生產設備投資60萬元左右;若以舊廠房改建,則三個月左右可以投產。也可設計年產 50 t、30t的裝置,設備投資分別為40萬元、30萬元。(2)生產成本低,效益高。(3)易操作控制,沒有三廢污染,對環境無不利影響。(4)無需高溫、高壓設備。常壓操作,水做溶劑,生產安全,便於管理。   公開號為CN136767A的發明專利申請公開說明書也報道了以葡萄糖為原料生產肌醇的方法:用葡萄糖作原料,在反應釜中加入乙醇和硼酸進行絡合反應,絡合反應結束時將乙醇回收再用;絡合的原液送入已加有亞硝酸鈉和冰醋酸的反應釜中氧化、再經開環和關環處理、水解中和,然後加入硫酸銅沉澱、酸化中和;送入過濾機過濾(濾渣做肥料)后的濾液XX結晶釜中濃縮結晶;最後經蒸餾水解除雜、加入活性炭脫色、二次濃縮結晶、脫水分離(母液回收)、烘乾粉碎得成品。