L_鼠李糖的制备及检测方法研究进展_高旭东
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刘叔兴等以盾叶薯蓣（ 黄姜） 为原料，从皂苷酸解液中提 取出 L-鼠李糖［5］。粉碎干黄姜，研磨后过筛，精密称取 10 g， 萃取剂选用体积分数 30% 的乙醇，与适量的十二烷基硫酸钠 混合均匀。试验条件：黄姜和乙醇的质量比是 1∶10，25． 8 kHz 为超声波频率，超声 40 min，对总皂苷进行提取，抽滤后浓缩 滤液，加入浓度为 1． 5 mol / L 的硫酸 20 ml，于电热套内水解 4 h，完毕后抽滤，滤渣冲洗至中性后烘干，可于索氏提取器内 提取 制 备 皂 苷 元，滤 液 即 为 酸 解 液，向 酸 解 液 中 加 入 Ca（OH）2 调节 pH 至中性或者偏酸性，过滤除去 CaSO4 沉淀， 于滤液中加入活性炭进行脱色，过滤除去色素，得到无明显 颜色的滤液。然后加入 2% 的活化酵母，36 ℃ 恒温发酵，用 薄层色谱法跟踪测定葡萄糖，待其耗尽即可终止发酵，过滤 除去杂质，将滤液进行 L-鼠李糖含量测定并计算得率。滤液 浓缩后用甲醇重结晶，可得 L-鼠李糖晶体，最终 L-鼠李糖得 率最高为 1． 5% 。
L-鼠李糖可由 L-鼠李糖脂水解制备。碱法水解可用 1 mol / L NaOH 40 ℃ 回流 12 h，酸法水解可用 1 mol / L HCl 回 流 2． 5 h，或者在 30 ～ 100 ℃ 加 H2 SO4 水解。L-鼠李糖脂水 解后得到 L-鼠李糖和 3-羟基酸，可用乙酸乙酯萃取 3-羟基 酸，L-鼠李糖在水层；也可用离子交换法，调 pH ＞ 5，用阴离 子柱分离 3-羟基酸；还可用层析法分离 L-鼠李糖［11］。
作为方法改进，张美超等利用微生物所产的芦丁 α-L-鼠 李糖苷酶酶解制备 L-鼠李糖［1］。试验前期已筛选出一种芦 丁 α-L-鼠李糖苷酶，该酶能特异性水解芦丁上的 L-鼠李糖苷 键，生成异槲皮苷和 L-鼠李糖［8］。取芦丁 24． 0 g 酶解，产物 用大孔吸附树脂分离，得 L-鼠李糖粗糖液 4． 18 g，产率为 17. 4% 。基于结晶法对 L-鼠李糖粗糖液精制，在 L-鼠李糖水 溶液质量浓度 0． 4 g / ml 时，溶液达到过饱和状态并开始结 晶，得无色透明结晶，产率为 27． 5% 。经高效液相色谱检测， L-鼠李糖纯度高达 99． 0% 。研究可为生物转化法大量生产 L-鼠李糖提供研究依据，生物酶法因其具有水解特异性好、 环境友好等特点，为 L-鼠李糖的制备提供了新的思路。 1． 3 微生物发酵制备 L-鼠李糖 利用微生物生产含有 L鼠李糖的 L-鼠李糖脂是大规模生产 L-鼠李糖较有发展前景 的方法。发酵法生产 L-鼠李糖较常选用假单孢菌，其中铜绿 假单孢菌［9］最为常用。培养的碳源、氮源、无机离子种类及 浓度变化，均会影响 L-鼠李糖脂的生物合成，有些碳源适于 糖脂的形成。在微生物发酵法制备 L-鼠李糖的条件对比研 究中，李祖义等选取糠油为碳源，利用假单胞菌发酵制备 L鼠李糖脂，水解后分离得 L-鼠李糖［7］。
以黄姜为原料，杨谦等研究了 L-鼠李糖的提取工艺［6］。 黄姜，也被称为盾叶薯蓣，内含薯蓣皂甙元的成甙糖类包含 1 个葡萄糖和 2 个 L-鼠李糖，故可用于提取 L-鼠李糖。优化试 验后，以 50 g / L 稀硫酸溶液为水解液水解 2 h 后，加入酵母 菌发酵 2 h（pH 为 6），得出 wenku.baidu.com-鼠李糖提取率为 1． 5% 。
42 卷 18 期
高旭东等 L-鼠李糖的制备及检测方法研究进展
5967
虽然植物是提取 L-鼠李糖的重要来源，但由于其复杂的 分离工艺以及高浓度的多糖限制了发酵中氧和营养物质的 传递，故该方法有一定的局限性。 1． 2 生物酶解法制备 L-鼠李糖 L-鼠李糖多从天然植物 中获得，如从橡树皮中提取栎皮酮，通过水解得到含 L-鼠李 糖的溶液，经分离提纯获得 L-鼠李糖纯品。此类生产方法有 一定缺点，如劳动强度大，分离提纯过程中易生成有毒物质， 原材料受季节、地域及运输等因素影响［7］。
也可利用再生材料制备 L-鼠李糖脂，水解后得 L-鼠李 糖。虽然生产 L-鼠李糖脂的原料一直来源很广，从石油化学 衍生的物质到天然原料，最常用的是植物油、糖和甘油。现 已证明，许多废弃物也可能用于生产 L-鼠李糖脂，如脂肪酸、 废煎炸油、橄榄油的生产废水、乳清废物［10］。总结了“传统 的”生产 L-鼠李糖脂的可再生原料：糖、油、甘油及潜在的可 利用废弃物。总结了对下一代产 L-鼠李糖脂菌种的要求，如 下：扩大原料谱，增加代谢谱，减少副产物的形成和更易于控 制。如果能达到这点，L-鼠李糖脂的规模化生产在经济上是 可行的，并且在不远的将来，可能在商业水平上获得成功。
经大量实践后，工业化生产选用发酵法为 L-鼠李糖的 主要制备方法。生产的 L-鼠李糖依据中间产物的不同可分 为 2 类：一类为由微生物或藻类生产含 L-鼠李糖基的多糖， 水解获得 L-鼠李糖；另一类为利用微生物生产 L-鼠李糖脂， 水解 L-鼠李糖脂得到 L-鼠李糖。然而，该法在制备 L-鼠李
肃省新兽药工程重点实验室，甘肃兰州 730050；2． 西北民族大学生命科学与工程学院，甘肃兰州 730030）
摘要 L-鼠李糖作为一种微量糖广泛分布于植物中，是食品加工中常用的甜味剂之一，还可用于生产香精香料。研究发现，L-鼠李糖 还可以诱导酵母甘露聚糖提高在动物机体中 α-甘露糖苷酶的活性，显示出良好的药用价值。一方面介绍了 L-鼠李糖的制备方法及应 用的研究情况，另一方面根据 L-鼠李糖的化学性质及测定原理，结合近年来 L-鼠李糖含量检测研究领域中的最新研究成果，综述了 L鼠李糖的检测方法，并重点从薄层色谱发（TLC）、高效液相色谱法（HPLC）及二硝基水杨酸法（DNS）等几方面介绍 L-鼠李糖的定性、定 量检测方法，并对各种检测方法的优缺点进行了比较。 关键词 L-鼠李糖；薄层色谱；高效液相色谱；二硝基水杨酸法 中图分类号 S 609． 9 文献标识码 A 文章编号 0517 － 6611（2014）18 － 05966 － 03
L-鼠李糖可以在植物中提取，也可以用发酵法等途径进 行工业生产。目前，国内外提取、分离和制备 L-鼠李糖的技 术工艺水平日趋提高，笔者就近年来 L-鼠李糖的制备方法和 检测方法等几方面概述 L-鼠李糖的研究进展。 1 L-鼠李糖的制备方法 1． 1 植物中 L-鼠李糖的提取 在自然界中，由于 L-鼠李糖 多存在于植物和细菌中，故可利用植物资源提取 L-鼠李糖。 肖芳等在穿龙薯蓣皂甙酸解液中提取 L-鼠李糖所选方法为 醇提取联 合 高 压 酸 解 法［4］。具 体 操 作 为： 取 新 鲜 穿 龙 薯 蓣 100 g，研磨并过筛后离心 15 min，加醇提取所得离心沉淀 2 次，合并提取液，水浴蒸馏，溶剂回收，剩余馏渣即皂甙粗提
Ｒesearch Advanceon Preparation and Determination Method of L-rhamnose GAO Xu-dong，LIANG Jian-ping，CHEN Shi-en et al （Key Laboratory of Veterinary Pharmaceutical Development of Ministry of Agriculture，Gansu Key Laboratory of New Animal Drug Project，Lanzhou Institute of Husbandry and Pharmaceutical Sciences of CAAS，Lanzhou， Gansu 730050； College of Life Sciences and Engineering，Northwest University for Nationalities，Lanzhou，Gansu 730030） Abstract L-rhamnose as a trace sugar is widely distributed in plants，it’s one of the common sweeteners in food processing，it also can be used in the production of flavor and fragrance． The study found that L-rhamnose induced yeast mannan can improve α-mannosidase activity in animal body，and show a good medicinal value． On the one hand the research situation about preparation method and application of L-rhamnose was introduced，on the other hand，according to the chemical properties and determination principle of L-rhamnose，combined with the latest achievements，the detection methods of L-rhamnose were reviewed，qualitative，quantitative detection method of L-rhamnose were introduced from aspects of TLC，HPLC，DNS and other aspects，the advantages and disadvantages of various detecting technologies were compared． Key words L-rhamnose； TLC； HPLC； DNS
基金项目 作者简介 收稿日期
国家高新技术研究发展计划（863 计划） （2011AA10A214） ； 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目 （1610322012001 ） ； 西 藏 农 牧 厅 横 向 委 托 项 目 （ 2013 － 2014） 。 高旭东（1988 － ） ，女，满族，辽宁鞍山人，硕士研究生，研究 方向：食 品 安 全 与 品 质 控 制。 * 并 列 通 讯 作 者： 梁 剑 平 （1962 － ） ，男，研究员，博士生导师，从事新型中兽药的研 发；陈士恩（1964 － ） ，男，教授，硕士生导师，从事食品安全 与品质控制研究。 2014-05-19
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2014.18.029
安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2014，42（18） ：5966 － 5968
责任编辑 李菲菲 责任校对 况玲玲
L -鼠 李 糖 的 制 备 及 检 测 方 法 研 究 进 展
高旭东1，2 ，郝宝成1 ，梁剑平1* ，陈士恩2* （1． 中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所，农业部兽用药物创制重点实验室，甘
物；60 ℃ 干燥至恒重后，于 0． 14 MPa 下将其加适量酸水解一 定时间，过滤；滤液添加 Ca（ OH）2 中和至中性或偏酸性，脱 色并过滤，添加酵母培养数小时，跟踪测定葡萄糖至耗尽，发 酵终止；过滤除去酵母及部分杂质，测定滤液的 L-鼠李糖含 量，计算 L-鼠李糖得率；滤液浓缩后用乙醇重结晶，得 L-鼠李 糖晶体，最终 L-鼠李糖得率最高为 0． 196% 。
甘露糖六位的一个羟基被氢取代而衍生的一种单糖， 称为 L-鼠李糖（Ｒhamnose），又称鼠李糖、甲基戊糖，L-鼠李糖 的纯品为无色粉末，呈结晶状，自然界里主要存在于植物多 糖、糖苷、植物胶及细菌多糖中，多为 L 型。其甜度是蔗糖的 33% ，可用于生产香精香料，可食用；可以作为药物的中间 体、合成强心药物；可与其他物质反应形成风味物质、用作甜 味剂；可用于农作物疾病的防治；还可作为肠道渗透测试剂 使用，并具有明显的抗癌作用［1 －3］。
L-鼠李糖可由 L-鼠李糖脂水解制备。碱法水解可用 1 mol / L NaOH 40 ℃ 回流 12 h，酸法水解可用 1 mol / L HCl 回 流 2． 5 h，或者在 30 ～ 100 ℃ 加 H2 SO4 水解。L-鼠李糖脂水 解后得到 L-鼠李糖和 3-羟基酸，可用乙酸乙酯萃取 3-羟基 酸，L-鼠李糖在水层；也可用离子交换法，调 pH ＞ 5，用阴离 子柱分离 3-羟基酸；还可用层析法分离 L-鼠李糖［11］。
作为方法改进，张美超等利用微生物所产的芦丁 α-L-鼠 李糖苷酶酶解制备 L-鼠李糖［1］。试验前期已筛选出一种芦 丁 α-L-鼠李糖苷酶，该酶能特异性水解芦丁上的 L-鼠李糖苷 键，生成异槲皮苷和 L-鼠李糖［8］。取芦丁 24． 0 g 酶解，产物 用大孔吸附树脂分离，得 L-鼠李糖粗糖液 4． 18 g，产率为 17. 4% 。基于结晶法对 L-鼠李糖粗糖液精制，在 L-鼠李糖水 溶液质量浓度 0． 4 g / ml 时，溶液达到过饱和状态并开始结 晶，得无色透明结晶，产率为 27． 5% 。经高效液相色谱检测， L-鼠李糖纯度高达 99． 0% 。研究可为生物转化法大量生产 L-鼠李糖提供研究依据，生物酶法因其具有水解特异性好、 环境友好等特点，为 L-鼠李糖的制备提供了新的思路。 1． 3 微生物发酵制备 L-鼠李糖 利用微生物生产含有 L鼠李糖的 L-鼠李糖脂是大规模生产 L-鼠李糖较有发展前景 的方法。发酵法生产 L-鼠李糖较常选用假单孢菌，其中铜绿 假单孢菌［9］最为常用。培养的碳源、氮源、无机离子种类及 浓度变化，均会影响 L-鼠李糖脂的生物合成，有些碳源适于 糖脂的形成。在微生物发酵法制备 L-鼠李糖的条件对比研 究中，李祖义等选取糠油为碳源，利用假单胞菌发酵制备 L鼠李糖脂，水解后分离得 L-鼠李糖［7］。
以黄姜为原料，杨谦等研究了 L-鼠李糖的提取工艺［6］。 黄姜，也被称为盾叶薯蓣，内含薯蓣皂甙元的成甙糖类包含 1 个葡萄糖和 2 个 L-鼠李糖，故可用于提取 L-鼠李糖。优化试 验后，以 50 g / L 稀硫酸溶液为水解液水解 2 h 后，加入酵母 菌发酵 2 h（pH 为 6），得出 wenku.baidu.com-鼠李糖提取率为 1． 5% 。
42 卷 18 期
高旭东等 L-鼠李糖的制备及检测方法研究进展
5967
虽然植物是提取 L-鼠李糖的重要来源，但由于其复杂的 分离工艺以及高浓度的多糖限制了发酵中氧和营养物质的 传递，故该方法有一定的局限性。 1． 2 生物酶解法制备 L-鼠李糖 L-鼠李糖多从天然植物 中获得，如从橡树皮中提取栎皮酮，通过水解得到含 L-鼠李 糖的溶液，经分离提纯获得 L-鼠李糖纯品。此类生产方法有 一定缺点，如劳动强度大，分离提纯过程中易生成有毒物质， 原材料受季节、地域及运输等因素影响［7］。
也可利用再生材料制备 L-鼠李糖脂，水解后得 L-鼠李 糖。虽然生产 L-鼠李糖脂的原料一直来源很广，从石油化学 衍生的物质到天然原料，最常用的是植物油、糖和甘油。现 已证明，许多废弃物也可能用于生产 L-鼠李糖脂，如脂肪酸、 废煎炸油、橄榄油的生产废水、乳清废物［10］。总结了“传统 的”生产 L-鼠李糖脂的可再生原料：糖、油、甘油及潜在的可 利用废弃物。总结了对下一代产 L-鼠李糖脂菌种的要求，如 下：扩大原料谱，增加代谢谱，减少副产物的形成和更易于控 制。如果能达到这点，L-鼠李糖脂的规模化生产在经济上是 可行的，并且在不远的将来，可能在商业水平上获得成功。
经大量实践后，工业化生产选用发酵法为 L-鼠李糖的 主要制备方法。生产的 L-鼠李糖依据中间产物的不同可分 为 2 类：一类为由微生物或藻类生产含 L-鼠李糖基的多糖， 水解获得 L-鼠李糖；另一类为利用微生物生产 L-鼠李糖脂， 水解 L-鼠李糖脂得到 L-鼠李糖。然而，该法在制备 L-鼠李
肃省新兽药工程重点实验室，甘肃兰州 730050；2． 西北民族大学生命科学与工程学院，甘肃兰州 730030）
摘要 L-鼠李糖作为一种微量糖广泛分布于植物中，是食品加工中常用的甜味剂之一，还可用于生产香精香料。研究发现，L-鼠李糖 还可以诱导酵母甘露聚糖提高在动物机体中 α-甘露糖苷酶的活性，显示出良好的药用价值。一方面介绍了 L-鼠李糖的制备方法及应 用的研究情况，另一方面根据 L-鼠李糖的化学性质及测定原理，结合近年来 L-鼠李糖含量检测研究领域中的最新研究成果，综述了 L鼠李糖的检测方法，并重点从薄层色谱发（TLC）、高效液相色谱法（HPLC）及二硝基水杨酸法（DNS）等几方面介绍 L-鼠李糖的定性、定 量检测方法，并对各种检测方法的优缺点进行了比较。 关键词 L-鼠李糖；薄层色谱；高效液相色谱；二硝基水杨酸法 中图分类号 S 609． 9 文献标识码 A 文章编号 0517 － 6611（2014）18 － 05966 － 03
L-鼠李糖可以在植物中提取，也可以用发酵法等途径进 行工业生产。目前，国内外提取、分离和制备 L-鼠李糖的技 术工艺水平日趋提高，笔者就近年来 L-鼠李糖的制备方法和 检测方法等几方面概述 L-鼠李糖的研究进展。 1 L-鼠李糖的制备方法 1． 1 植物中 L-鼠李糖的提取 在自然界中，由于 L-鼠李糖 多存在于植物和细菌中，故可利用植物资源提取 L-鼠李糖。 肖芳等在穿龙薯蓣皂甙酸解液中提取 L-鼠李糖所选方法为 醇提取联 合 高 压 酸 解 法［4］。具 体 操 作 为： 取 新 鲜 穿 龙 薯 蓣 100 g，研磨并过筛后离心 15 min，加醇提取所得离心沉淀 2 次，合并提取液，水浴蒸馏，溶剂回收，剩余馏渣即皂甙粗提
Ｒesearch Advanceon Preparation and Determination Method of L-rhamnose GAO Xu-dong，LIANG Jian-ping，CHEN Shi-en et al （Key Laboratory of Veterinary Pharmaceutical Development of Ministry of Agriculture，Gansu Key Laboratory of New Animal Drug Project，Lanzhou Institute of Husbandry and Pharmaceutical Sciences of CAAS，Lanzhou， Gansu 730050； College of Life Sciences and Engineering，Northwest University for Nationalities，Lanzhou，Gansu 730030） Abstract L-rhamnose as a trace sugar is widely distributed in plants，it’s one of the common sweeteners in food processing，it also can be used in the production of flavor and fragrance． The study found that L-rhamnose induced yeast mannan can improve α-mannosidase activity in animal body，and show a good medicinal value． On the one hand the research situation about preparation method and application of L-rhamnose was introduced，on the other hand，according to the chemical properties and determination principle of L-rhamnose，combined with the latest achievements，the detection methods of L-rhamnose were reviewed，qualitative，quantitative detection method of L-rhamnose were introduced from aspects of TLC，HPLC，DNS and other aspects，the advantages and disadvantages of various detecting technologies were compared． Key words L-rhamnose； TLC； HPLC； DNS
基金项目 作者简介 收稿日期
国家高新技术研究发展计划（863 计划） （2011AA10A214） ； 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目 （1610322012001 ） ； 西 藏 农 牧 厅 横 向 委 托 项 目 （ 2013 － 2014） 。 高旭东（1988 － ） ，女，满族，辽宁鞍山人，硕士研究生，研究 方向：食 品 安 全 与 品 质 控 制。 * 并 列 通 讯 作 者： 梁 剑 平 （1962 － ） ，男，研究员，博士生导师，从事新型中兽药的研 发；陈士恩（1964 － ） ，男，教授，硕士生导师，从事食品安全 与品质控制研究。 2014-05-19
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2014.18.029
安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2014，42（18） ：5966 － 5968
责任编辑 李菲菲 责任校对 况玲玲
L -鼠 李 糖 的 制 备 及 检 测 方 法 研 究 进 展
高旭东1，2 ，郝宝成1 ，梁剑平1* ，陈士恩2* （1． 中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所，农业部兽用药物创制重点实验室，甘
物；60 ℃ 干燥至恒重后，于 0． 14 MPa 下将其加适量酸水解一 定时间，过滤；滤液添加 Ca（ OH）2 中和至中性或偏酸性，脱 色并过滤，添加酵母培养数小时，跟踪测定葡萄糖至耗尽，发 酵终止；过滤除去酵母及部分杂质，测定滤液的 L-鼠李糖含 量，计算 L-鼠李糖得率；滤液浓缩后用乙醇重结晶，得 L-鼠李 糖晶体，最终 L-鼠李糖得率最高为 0． 196% 。
甘露糖六位的一个羟基被氢取代而衍生的一种单糖， 称为 L-鼠李糖（Ｒhamnose），又称鼠李糖、甲基戊糖，L-鼠李糖 的纯品为无色粉末，呈结晶状，自然界里主要存在于植物多 糖、糖苷、植物胶及细菌多糖中，多为 L 型。其甜度是蔗糖的 33% ，可用于生产香精香料，可食用；可以作为药物的中间 体、合成强心药物；可与其他物质反应形成风味物质、用作甜 味剂；可用于农作物疾病的防治；还可作为肠道渗透测试剂 使用，并具有明显的抗癌作用［1 －3］。