一种以芋属植物为原料制备神经酰胺的方法技术

本发明专利技术公开了一种以芋属植物为原料制备神经酰胺的方法，以芋属植物的各部位或其加工剩余物为原料，经过预处理和生物转化，得到的物料或提取液经富集、萃取或吸附、纯化、精制、分离，得到神经酰胺。本发明专利技术开发了用生物转化法同步脱毒和提取魔芋和其他芋属植物(如荔浦芋、普芋等更安全的材料)中存在神经酰胺，我国芋属植物资源丰富，生物量大。本发明专利技术提供的以芋属植物全株为原料分离提取神经酰胺的方法，增加了芋属植物资源的开发利用途径和经济效益，也拓展了神经酰胺的新原料来源，为阿尔兹海默症的防治提供新的食疗材料和药物原料。海默症的防治提供新的食疗材料和药物原料。海默症的防治提供新的食疗材料和药物原料。

【技术实现步骤摘要】
一种以芋属植物为原料制备神经酰胺的方法


[0001]本专利技术涉及天然产物提取技术，特别涉及一种以芋属植物为原料制备神经酰胺的方法。

技术介绍

[0002]神经酰胺类物质是由长链鞘氨醇与脂肪酸通过酰胺键共价结合而形成的一类具有相似结构的物质。分子结构中脂肪酸和鞘氨醇的碳链长度、羟基数目及不饱和度都不是固定的。其中，碳链中含有羟基的脂肪酸称为羟基脂肪酸(Hydroxy fatty acid，HFA)，不含羟基的脂肪酸称为非羟基脂肪酸(Nonhydroxy fattyacid，NHFA)。鞘氨醇也有三种不同的结构，分别是饱和的鞘氨醇(二氢神经酰胺鞘氨醇，Sphinganine)、含有不饱和双键的鞘氨醇(神经鞘氨醇，Sphingosine)和含有三个羟基的鞘氨醇(植物鞘氨醇，Phytosphingosine)，按羟基的数量与饱和度的不同可将神经酰胺类物质分为Ceramide(1)
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Ceramide(V)五种(丁亚平.魔芋中活性成分的联产分离工艺研究[D].武汉理工大学，2013.)，结构如下。
[0003][0004]神经酰胺的主要基本结构
[0005]神经酰胺是细胞膜的重要组成部分，此类物质最早从动物磷脂鞘中分离得到，广泛存在于动植物以及真菌中。研究表明，神经酰胺可从高等植物魔芋中分离得到(周秀秀.魔芋中化学成分的分离与分析[D].武汉理工大学，2018)。植物神经酰胺是近年新兴的一种活性成分，具有屏障、保湿、持水等作用，能显著增强护肤霜的保湿功能(罗春红，郑泽苗，王兴林，刘少勇.超临界萃取魔芋神经酰胺及其保湿功效评价[J].香料香精化妆品，2016(03)：56
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58+66)。神经酰胺类物质还具有抗肿瘤、免疫促进等生理活性，被广泛地应用于医药、食品和化妆品等领域，具有广泛的市场价值。1884年德国医生Thudichunm在人脑中发现了神经鞘脂质物质，1906年Winterstein发现了小麦中存在半乳糖神经酰胺，2002年Mukai K发现了魔芋中存在神经酰胺类物质，并将可食用的神经酰胺提取出来(李海池，葛发欢.植物神经酰胺的研究进展[J].中药材，2013，36(11)：1880
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1884)。
[0006]阿尔茨海默病(Alzheimer
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s disease，AD)是一种神经系统退行性疾病，患者会出现记忆力减退、语言障碍、反应迟钝、精神行为异常等现象，是引发老年人群认知障碍的最常见疾病，给患者家庭、医疗服务和社会公共福利都造成了巨大的压力。其病理特征是β
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淀粉样蛋白(Aβ)和过度磷酸化的Tau蛋白在整个大脑中的积累，以及神经元功能障碍及突触数量减少。研究发现，植物神经酰胺能够通过促进神经元培养中细胞外囊泡依赖的淀粉样蛋白
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β蛋白(Aβ)清除来阻止Aβ的积累，进而改善认知功能。这为植物神经酰胺在AD中的保护作用提供了证据(Yuyama K，Takahashi K，Usuki S，et al.Plant sphingolipids promote extracellular vesicle release and alleviate amyloid
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β pathologies in a mouse model of Alzheimer
′
s disease[J].Scientific Reports，2019，9(1)：16827)。此外，神经酰胺可以通过促进Aβ沉积、损害线粒体功能、加重炎症反应等机制发挥神经毒性作用，从而参与AD等神经退行性疾病的发生发展(金泳增，何玲.靶向神经酰胺生成途径的阿尔茨海默病治疗药物研究进展[J].药学研究，2021，40(12)：821
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824)。因此，植物神经酰胺可作为改善AD病理的功能性食品材料。
[0007]芋属植物是天南星科中最重要的类群，据文献记载，全世界有约10种，中国为8种。芋属植物主要分布于亚洲热带及亚热带地区，国产种类均自然分布于云南及邻近地区，而以滇西地区最为集中。2005年，中国科学院昆明植物所的科研人员通过形态学和经典分类学、细胞学、分子生物学等方面的研究工作，订正了世界的芋属植物种类，共计有13个种和2个变种，其中我国有11个种和2个变种，也是世界上搜集和保存芋属植物种质资源数量最多、种类最全的国家。(芋属植物的种质资源研究获新进展[J].长江蔬菜,2005(04)：47)。
[0008]最新英文版《中国植物志》将芋属植物最终修订为有20种，中国有6种，分别是勐腊芋(Colocasia menglaensis)、大野芋(Colocasia gigantea(Blume)Hook.f.)、芋(Colocasia esculenta(L).Schott)、滇南芋(Colocasia antiquorum)、卷苞芋(Colocasia affinis)和假芋(Colocasia fallax)(吴薇，常庆涛，王安.中国芋种质资源研究进展[J].安徽农业科学,2021,49(14)：4
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7)。全球有4000万人以芋为主要食用植物，是构成热带石灰岩季雨林植物区系的组成之一，具有重要的科学意义。
[0009]陈育如课题组对天南星科的典型植物进行了系列研究，包括对大野芋中牡荆素和荭草素的研究(陈育如，刘超，王鸿飞等，一种以芋属植物制备牡荆素和荭草素的方法.CN113429400A)；对海芋中夏佛塔苷和吲哚生物碱的研究(陈育如，刘超，王鸿飞等.一种以海芋为原料提取夏佛塔苷和吲哚生物碱的方法.CN113416184A)；对魔芋中异夏佛塔苷和牡荆素提取的研究(陈育如，刘超，王鸿飞等.一种从魔芋中制备异夏佛塔苷和牡荆素的方法.CN202110829023.3)。
[0010]神经酰胺目前主要在米糠中提取，但由于在这些植物中的含量较低，因此提取困难，提取成本较高(Haughey N J，Cutler R G，Tamara A，et al.Perturbation of sphingolipid metabolism and ceramide production in HIV
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dementia.[J].Annals of Neurology,2014，55(2))。研究表明，魔芋中神经酰胺的含量高达1.5％～5.0％，是传统神经酰胺生产原料(小麦、米糠、海葵)的数十倍之多(崔韶晖，马堃，赵轶男，等.小麦粉中神经酰胺类物质的提取及结构分析[J].食品工业科技，2011，32(2)：79
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84.)。魏静等采用超声波法对提取魔芋飞粉中神经酰胺进行了初步的探索，分析了温度、时间、料液比和提取溶剂对神经酰胺粗提物提取率的影响，确定了神经酰胺粗提物最佳提取工艺为温度60℃、时间
35min、料液比1∶4、提取溶剂为体积分数95％的乙醇，神经酰胺粗提物的最高提取率可达2.89％。为神经酰胺的开发利用提供了一种思路(魏静，钟耕，屈浩亮.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用芋属植物提取神经酰胺提取物的方法，其特征在于：以芋属植物的各部位或其加工剩余物为原料，经过预处理或生物转化脱毒，得到的物料或提取液经浸提、萃取或吸附、富集分离、纯化精制等工艺，得到神经酰胺。2.根据权利要求1所述利用芋属植物提取神经酰胺提取物的方法，其特征在于：所述芋属植物品种包括芋(Colocasia esculenta(L).Schott)、紫芋(Colocasia tonoimo Nakai)、野芋(Colocasia antiquorum Schott)、红头芋(Colocasia kotoensis Hayata)、大野芋(Colocasia gigantea(Blume)Hook.f.)、台芋(Colocasia formosana Hayatya)、红芋(Colocasia konischii Hayatya)、假芋(Colocasia fallax)、花叶芋(C.bicolor)、方氏芋(C.fontanesii Schott)、贡山芋(C.gaoligongensis)、龚氏芋(C.gongi)、异色芋(C.heterochroma)、珍妮芋(C.jeningsii Hook.F)、李氏香芋(C.li
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hengiae C.L.Long et KM.Liu，var.lihengiae C.L.Long et KM.Liu，var.nigra C.L.Long)、毛叶芋(C.tomentosa)、云南芋(Colocasia yunnanen...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈育如，陆雨婷，宋永辉，刘超，吕广萍，张茵，陈琼，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：