輔酶Q10的合成及分離研究進(jìn)展

唐起生 濮克淼 張洋洋 彭志國(guó) 丁瑜（浙江新和成股份有限公司，浙江 紹興 312500）

輔酶Q10的合成及分離研究進(jìn)展

唐起生 濮克淼 張洋洋 彭志國(guó) 丁瑜（浙江新和成股份有限公司，浙江 紹興 312500）

輔酶Q10是一種脂溶性的天然抗氧化劑，隨著它的抗氧化性能的發(fā)現(xiàn)和人們生活水平不斷的提高，輔酶Q10被普遍應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化妝品中的添加劑。為更好的研究輔酶Q10并挖掘它的潛在用途以最大限度的發(fā)揮出它的價(jià)值，文章總結(jié)了近年來(lái)關(guān)于輔酶Q10的一些典型合成方法及分離提純技巧為以后做此研究的人員提供參考。

輔酶Q10；抗氧化劑；合成；提純

1 輔酶Q10的研究背景介紹

輔酶Q10又將其稱為泛醌，是一種存在于自然界的醌類化合物，純品為黃色或者橙黃色固體結(jié)晶粉末。人類衰老過(guò)程主要是由于自由基的氧化作用，而人們發(fā)現(xiàn)輔酶Q10的抗氧化性能正好能夠作為年輕人的美容劑使用。為滿足市場(chǎng)需求，那么對(duì)輔酶Q10的合成方法及分離技術(shù)的要求就更高，下文正是對(duì)這幾個(gè)方面進(jìn)行概括。

2 微生物發(fā)酵法

微生物發(fā)酵采取的是細(xì)菌發(fā)酵提取，這種生產(chǎn)方法得到的是天然的、有機(jī)的產(chǎn)品，具有較好的生物活性容易被人體內(nèi)吸收，因此是目前社會(huì)上人們研究最多的一種方法。若要運(yùn)用微生物法規(guī)?；a(chǎn)輔酶Q10，那么就要考慮到兩個(gè)重要的因素：能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品的菌種，另一個(gè)是要有能夠高效率分離出產(chǎn)品技術(shù)。其中篩選菌種是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程，陳亮[1]等人在篩選菌種方面做過(guò)研究，他們將三種酵母菌分別放到豆芽培養(yǎng)基和煙曲霉PDA培養(yǎng)基上進(jìn)行菌種培養(yǎng)；運(yùn)用硅膠薄層層析法對(duì)各酵母所產(chǎn)輔酶Q10類型進(jìn)行鑒定。此方法生產(chǎn)出來(lái)的輔酶由于是具有生物活性的，并且菌種選取好以后，能發(fā)展出大量的產(chǎn)出好產(chǎn)品的菌體，所以目前工業(yè)生產(chǎn)中主要采用的都是此方法。

2.1 動(dòng)植物組織提取法

與微生物發(fā)酵方法相類似的是兩者均為從生物細(xì)胞中提取出我們需要的產(chǎn)品，但是動(dòng)植物細(xì)胞中的輔酶Q10含量我們是無(wú)法改變，我們只能夠從已經(jīng)檢測(cè)出含有輔酶Q10的生物組織中找出含量較高的來(lái)研究。例如：含有較多輔酶Q10的生物組織有動(dòng)物心臟、花生、大豆、煙草等。袁藝[2]嘗試從豬心中提取并純化輔酶Q10，發(fā)現(xiàn)每千克的豬心只能提取微量的輔酶Q10。鑒于此方法原料來(lái)源比較單一提取同樣量的產(chǎn)品，需要大量的原料，所以只適用于研究時(shí)采用。

2.2 化學(xué)合成法

化學(xué)合成法又可以細(xì)分為半合成和全合成法，其中全合成法由于其合成步驟多，而且其中一些關(guān)鍵步驟得到的產(chǎn)品很難分離提純，合成出來(lái)的輔酶Q10生物活性低，所以現(xiàn)在一般全合成法研究的特別少，現(xiàn)著重介紹半合成法。而半化學(xué)合成法基本上是以茄尼醇為主要原料，就是以茄尼醇為原料通過(guò)多步反應(yīng)得到中間體，此中間體再和2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌即輔酶Q0反應(yīng)就可得到輔酶Q10。此種方法比化學(xué)全合成步驟要少很多后續(xù)發(fā)展?jié)摿€很大，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室研究的比較多工業(yè)化生產(chǎn)還需繼續(xù)優(yōu)化。

3 輔酶Q10初步分離方法

不論是微生物生產(chǎn)的方法還是化學(xué)合成的方法，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品都不是純凈的，必定會(huì)含有很多的副產(chǎn)物，所以如何高效的分離出高含量的輔酶Q10也是研究的重中之重。在提純微生物生產(chǎn)的輔酶Q10方面，許芳[4]運(yùn)用誘變劑對(duì)本來(lái)較好的菌種進(jìn)行誘變處理篩選出不同類型的菌種，進(jìn)行細(xì)胞脆裂并提取輔酶Q10，發(fā)現(xiàn)誘變能篩選到更高產(chǎn)量的突變株，選取凍融輔助超聲法作為提取方法能夠?yàn)橐院蟮墓ぷ鞴?jié)省大量的時(shí)間和精力，因此超聲法更加具有應(yīng)用前景。

3.1 輔酶Q10高度提純方法

經(jīng)過(guò)初步簡(jiǎn)單的方法提取的輔酶Q10含量大概在20%左右，要想得到高純度含量大于98%的產(chǎn)品還需要進(jìn)一步的處理。后面實(shí)際應(yīng)用到的方法主要是柱層析分離和結(jié)晶兩種。柱層析主要是用到不同粒度的硅膠然后用展開(kāi)液將雜質(zhì)與產(chǎn)品分離，此分離由于硅膠便宜且能夠重復(fù)利用，成本低廉工業(yè)上可大量使用，只是耗時(shí)較長(zhǎng)。楊貞妮[5]等人對(duì)柱層析法進(jìn)行了研究，他們是先將原料重結(jié)晶在用柱層析法過(guò)柱分離，所用溶劑為正己烷與異丙醚的混合溶劑，能夠得到99%以上的產(chǎn)品。

4 結(jié)語(yǔ)

雖說(shuō)日本是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)輔酶Q10并研究它的實(shí)際應(yīng)用的國(guó)家，但我們國(guó)家的科研人員經(jīng)過(guò)幾十年精心鉆研，也得到了不少的突破。目前來(lái)講適合于工業(yè)生產(chǎn)的是微生物的合成技術(shù)，不少公司生產(chǎn)出來(lái)的成品也得到其他國(guó)家的認(rèn)可?；瘜W(xué)合成方法還需要更多研究人員的不斷努力以得到適用于公司生產(chǎn)的工藝路線。未來(lái)經(jīng)過(guò)工業(yè)試產(chǎn)，參與生產(chǎn)的人員不斷調(diào)試必定能將此工藝達(dá)到更高的水平。

[1]陳亮，朱振華，陳五嶺，等.輔酶Q10的高產(chǎn)菌種篩選及發(fā)酵工藝優(yōu)化[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)，2007,37(3):429-432.

[2]袁藝.豬心中提取和純化輔酶Q10（聯(lián)產(chǎn)Cyt C）[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997,000(002):200-203.

[3]許芳.輔酶Q10提取方法研究和高產(chǎn)光合菌的選育[D].北京：北京化工大學(xué)，2008.

[4]楊貞妮，楊桂清.一種高效純化輔酶Q10的新工藝[J].信息記錄材料，2016,17(1):29-31.

唐起生（1991-）；性別：男，籍貫：湖南瀏陽(yáng)人，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于南京理工大學(xué)；現(xiàn)有職稱：助理工程師；研究方向：有機(jī)合成；