肌醇

  
肌醇
肌醇
  肌醇,作为B族维生素中的一员,是一种水溶性维生素,又称为环己六醇或内消旋肌醇。其具有亲脂肪性,白色晶体粉末,风化性结晶,有9种立体异构体,主要用于治疗肝硬变、肝炎、脂肪肝、血中胆固醇过高等症。
  

化学构成

  肌醇广泛分布在动物和植物体内。最早从心肌和肝脏中分离得到。肌醇在化学上可看作是环己烷的多元烃基衍生物。在理论上有9种可能的异构体,通常在自然界中发现的有4种,分别称为D-chiro-inositol、L-chiro-inositol、肌肉肌醇(myo-inosi-tol)和鲨肌醇(scyllo-inositol)。其中在自然界最常见的是肌肉肌醇。D-chiro-inositol和L-chiro-inositol量虽少,但分布很广,多数可成为甲醚。肌醇在椰子、鲨鱼、哺乳类尿中可找到。一般来说肌醇虽分布很广,但对它的代谢途径或生理机能还不十分清楚。
  几乎所有生物都含有游离态或结合态的肌醇。在植物和鸟类有核红血球中作为六磷酸肌醇是以六磷酸酯形式存在的。较此化合物磷酸基数目少的化合物同样分布在植物和动物中,另外游离态的肌醇主要存在于肌肉、心脏、肺脏、肝脏中,是磷脂的一种磷脂酰肌醇的组成成分。肌肉肌醇是鸟类、哺乳类的必需营养源,缺乏肌肉肌醇,例如小鼠可引起脱毛、大鼠可引起眼周围异常等症状。大鼠可大量代谢肌醇,但尿中排量并不多。鲨鱼似乎能把肌醇转变成为一种贮藏能量的物质。是生命素I的成分之一。  

特性

  肌醇为白色精细晶体或结晶性粉末。无臭,有甜味。熔点224-227℃。相对密度1.752,1.542(二水化合物)。在空气中稳定,对热、强酸和碱稳定。其水溶液对石蕊呈中性。无旋光性。每克溶于61 ml水。难溶于乙醇,不溶于氯仿。  

功效

  1. 促进生长发育。是人、动物和微生物生长所必须的物质,能促进细胞生长,尤其为肝脏和骨髓细胞的生长所必须。
  2.调节血脂。对中性脂肪有很强亲和性,促进脂肪代谢,降低胆固醇,并通过与胆碱的结合预防脂肪性动脉硬化以保护心脑血管。此外,有助于将肝脏脂肪转运至细胞中,减少脂肪肝的形成。
  3.减肥。通过与脂肪及胆固醇的结合以减少脂肪积聚,排出体外。
  4.保护肝脏。对四氯化碳所造成的肝损伤有保护作用。  

每日摄取量

  一般每日的摄取量是250~500mg。  

食物来源

  肌醇在动物肝脏、啤酒酵母、白花豆(lima bean)、牛脑和牛心、美国甜瓜、葡萄柚、葡萄干、麦芽、未精制的糖蜜、花生、甘蓝菜等食物中含量较为丰富。  

缺乏症

  肌醇缺乏会引起湿疹。 

不良反应

  服用肌醇过量时会引起腹泻、恶心的症状;巨型剂量肌醇会妨碍铁、钙的吸收和肾脏疾病如肾结石
  肌醇的一些其他副作用是疲劳、头痛、头晕、麻疹、发痒、哮喘、皮疹、浮肿的嘴和喉咙以及高血压等,而恶化的双相性精神障碍是一种严重的副作用。  

注意事项

  1.服用肌醇时,必须和胆碱及其他B族的维生素同时服用。
肌醇在动物肝脏中含量丰富
肌醇在动物肝脏中含量丰富
  2.常喝咖啡的人要多摄取肌醇。
  3.服用卵磷脂的人最好摄取已经过螯合作用的钙,以维持体内磷和钙的平衡,因为肌醇和胆碱似乎都会提高出血液中磷的含量。
  4.大多数复合维生素B制剂中含有100mg的肌醇和胆碱。
  5.6个以大豆为主要成分的卵磷脂肪囊中含有肌醇和胆碱各244mg。
  6.肾脏有问题的人,不建议饮用肌醇,会引发并发症。
  6.要使维生素E达到最高的效果,必须摄取充分的肌醇和胆碱
  7. 肌醇之敌:水、磺胺药剂、雌激素、食品加工、酒精、咖啡。  

用途 

·医学

  环状六元醇具有9种异够体,其中仅内消旋肌醇具有生理作用。磷脂质的一种。以磷脂酰肌醇形式广泛分布于细胞内作为组成成分。主要用做营养增补剂。能治疗肝硬化、肝炎、脂肪肝、血中胆固醇过高等症。肌醇还是肠内某些微生物的生长因子,在其它维生素缺乏时,它能刺激所缺乏维生素的微生物合成维生素。  

·食品工业

  肌醇是一种“生物活素”,参与体内的新陈代谢活动,具有免疫、预防和治疗某些疾病等多种作用,在发酵和食品工业中,可用于多种菌种的培养和促进酵母的增长等、高等动物若缺乏肌醇,将会出现生长停滞和毛发脱落等现象,人体每天对肌醇的需求量是l-2g,许多保健饮料和儿童食品都加有微量肌醇。  

·饲料加工

  鱼和水生动物及名贵鸟类、毛皮兽、观赏猫、狗等珍禽奇兽的饲料中需增补肌醇。在对虾及鱼类饲料中,肌醇添加量通常为300-500 mg/kg,瑞士罗氏药厂建议群鱼及鲑鱼饲料的添加量为1000 mg/kg,鳝鱼及鲤鱼150 mg/kg,否则将出现肌醇缺乏症。
  实践证明,饲料中加入肌醇,可促进牲畜生长和防止死亡,其加入量通常为饲料的0.2%-0.5%。日本仅动物用肌醇每年消费量都在100t以上。  

·其它方面

  将肌醇进行深度加工,可制成肌醇甲基醚、肌醇肽、肌醇有机酸脂、肌醇无机酸酯、卤代肌醇、磷酸肌醇脂、氨基环糖醇等产品,在医药、电力、交通、能源、电子、化工等工业上都有很大的实用价值。
  1990年代以来,人们发现肌醇与肉瘤碱可使脂肪转化为热能消耗掉,因此含有肌醇的减肥降脂健美食品和营养保健品风靡欧美各国。  

制取技术 

·传统生产方法

  肌醇传统生产方法为加压水解法。由于加压水解法具有多年的工业化生产实践经验,目前仍是国内生产厂家采用的主要工艺技术,并且该工艺也在生产中不断得到改进。 加压水解法一般流程:菲汀(水解)→水解液(中和、过滤)→肌醇液(除杂浓缩、结晶离心)→粗肌醇(溶解除杂、结晶离心)→精品。其中,水解和精制是两大关键步骤。  

·植酸钠水解工艺

  中国吉林化工学院开发了以玉米浸渍水为原料,用离子交换树脂吸附法生产植酸钠,再进行加压水解反应生产肌醇的新工艺。新工艺生产肌醇的同时,联产磷酸氢二钠(磷酸二钠产量为肌醇产量的12倍左右),有效地回收了谷物中的有机磷,为农副产品中有机磷的回收开辟了新的途径。
  生产工艺简述:玉米浸渍水经离子交换树脂吸附法得到一定浓度的植酸钠溶液,进行加压水解反应,生成肌醇和磷酸氢二钠。反应一定时间后,出料、过滤、冷却、结晶,析出磷酸氢二纳晶体。将析出磷酸氢二钠晶体的水解反应液依次通过阴、阳离子交换树脂,反复进行精制,直到水解反应液中阴、阳离子浓度达到规定的标准为止。精制后的水解反应液经浓缩、结晶,即可得成品肌醇。肌醇收率主要受水解反应时间、水解反应压力、植酸钠溶液的浓度三个因素的影响。通过正交试验,得出水解反应的最佳反应条件为:水解时间7-8h、植酸钠的浓度20%、水解压力1.5MPa,肌醇的平均收率 0.1544%- 0.1722%。为观察水解反应器的放大效应、工业性离子交换塔中床层堵塞、交换能力的变化现象及模拟工业装置再生阶段所采用的大循环量操作工况,在处理能力600m/a的装置上,按上述反应条件进行了中试。肌醇平均收率为0.1601%(比植酸钙法提高 2.5倍以上,产品质量达到国家药典规定的各项指标),与小试数据较吻合。  

·常压催化法工艺

  常压催化法是近几年我国新近研制并投入工业化生产的一种生产肌醇的新方法,其水解和精制有独特之处。显着特点:(l)大幅度降低了设备的一次性投资,规模相同时可节省设备投资的50%以上;(2)菲汀水解催化剂的使用使生产周期缩短,原料利用率提高;(3)精制过程得到改进,产品质量和收率得以提高。
  中国长春市通达轻工技术研究所开发的常压催化法工艺:在一定浓度的菲汀溶液中常压下加入一定比例的催化剂(由甘油与尿素、碳酸钙复合配制而成),加热水解,经水解、过滤、结晶、烘干等工序,即可得到肌醇。因催化剂自身特性,肌醇可一次性结晶,而获得较高质量的成品,从而简化了工序。催化剂可循环使用。
  关键步骤:(1)水解反应中,催化剂按 1:5.5( wt)与40%菲汀水溶液混合均匀,放入水解釜中加热,升温到140 ℃,控制恒温3h,完成水解反应。(2)烘干:经过滤、结晶(可采用超声波加快结晶)析出的晶体,用无水乙醇洗涤2-3次,90℃下经50min烘干,即得成品肌醇。产品质量达到美国药典标准。  

·日本专利技术工艺

  生产工艺流程:脱脂米糠→稀酸浸泡→树脂吸附→洗脱→水膏状优质菲汀→水解→中和→压滤(滤渣可做磷肥出售)→初步脱色→树脂交换→浓缩→最后脱色→结晶→干燥→检验→包装。
  脱脂米糠浸泡后的糠渣经简单处理至中性烘干后可出售给养殖场或饲料厂,可回收部分原料开支。
  该工艺是国内科研设计人员结合日本专利技术研究出来的一套完整的工业化生产技术。据技术开发者称,和传统的老工艺相比有如下特点:(1)生产周期大大缩短,制取水膏状优质菲汀周期不超过24h;从菲汀制取肌醇约60h。 (2)该工艺工序简化、用工人数少,生产成本降低,肌醇收率高,劳动环境改善。产品不经粗品阶段,生产出来就是精品,且产品经国内外有关单位检验,质量达到出口标准(美国药典标准)。
  建厂条件:设备投资70万元;厂房占地面积600m (车间400m,库房200m);日用水量84t,电250kW.h;装机容量50kW;管理及生产人员50人;流动资金50万元。  

·化学合成法

肌醇在白花豆中含量丰富
肌醇在白花豆中含量丰富
  新工艺彻底摆脱了传统生产肌醇的沿用模式:脱胎米糠、麸皮、玉米浸泡废液等(经过酸浸)→植酸或植酸钙、植酸钠(加压水解)→肌醇,而是成功地采用我国丰富廉价的右旋己醛糖--D(+)葡萄糖为原料,先经脱氧、硝化生成重要中间体6-硝基-6-脱氧-D-葡萄糖;再在碱性溶液中使6-硝基-6-脱氧-D-葡萄糖环化、水解;实现原料分子结构由“磺酸化→羟基化”的转变过程;同时转变构型而生成myo-肌醇。上述主要的合成反应均在常压下进行。
  生产实践表明,每吨葡萄糖(以100%计),平均可生产肌醇0.6t左右,产品质量符合美国药典(NFXⅡ版)所规定的各项指标;产品结构分析和生理活性亦与天然提取品一致。
  据技术开发单位称,新工艺具有如下特点:(l)投资小,见效快。年产100t肌醇,生产设备投资60万元左右;若以旧厂房改建,则三个月左右可以投产。也可设计年产 50 t、30t的装置,设备投资分别为40万元、30万元。(2)生产成本低,效益高。(3)易操作控制,没有三废污染,对环境无不利影响。(4)无需高温、高压设备。常压操作,水做溶剂,生产安全,便于管理。
  公开号为CN136767A的发明专利申请公开说明书也报道了以葡萄糖为原料生产肌醇的方法:用葡萄糖作原料,在反应釜中加入乙醇和硼酸进行络合反应,络合反应结束时将乙醇回收再用;络合的原液送入已加有亚硝酸钠和冰醋酸的反应釜中氧化、再经开环和关环处理、水解中和,然后加入硫酸铜沉淀、酸化中和;送入过滤机过滤(滤渣做肥料)后的滤液进入结晶釜中浓缩结晶;最后经蒸馏水解除杂、加入活性炭脱色、二次浓缩结晶、脱水分离(母液回收)、烘干粉碎得成品。