輔酶Q10的合成及分離研究進展

唐起生 濮克淼 張洋洋 彭志國 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展

唐起生 濮克淼 張洋洋 彭志國 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)揮出它的價值，文章總結(jié)了近年來關于輔酶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。為滿足市場需求，那么對輔酶Q10的合成方法及分離技術的要求就更高，下文正是對這幾個方面進行概括。

2 微生物發(fā)酵法

微生物發(fā)酵采取的是細菌發(fā)酵提取，這種生產(chǎn)方法得到的是天然的、有機的產(chǎn)品，具有較好的生物活性容易被人體內(nèi)吸收，因此是目前社會上人們研究最多的一種方法。若要運用微生物法規(guī)模化生產(chǎn)輔酶Q10，那么就要考慮到兩個重要的因素：能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品的菌種，另一個是要有能夠高效率分離出產(chǎn)品技術。其中篩選菌種是一項非常復雜的工程，陳亮[1]等人在篩選菌種方面做過研究，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)基上進行菌種培養(yǎng)；運用硅膠薄層層析法對各酵母所產(chǎn)輔酶Q10類型進行鑒定。此方法生產(chǎn)出來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胞中提取出我們需要的產(chǎn)品，但是動植物細胞中的輔酶Q10含量我們是無法改變，我們只能夠從已經(jīng)檢測出含有輔酶Q10的生物組織中找出含量較高的來研究。例如：含有較多輔酶Q10的生物組織有動物心臟、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采用。

2.2 化學合成法

化學合成法又可以細分為半合成和全合成法，其中全合成法由于其合成步驟多，而且其中一些關鍵步驟得到的產(chǎn)品很難分離提純，合成出來的輔酶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多步反應得到中間體，此中間體再和2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌即輔酶Q0反應就可得到輔酶Q10。此種方法比化學全合成步驟要少很多后續(xù)發(fā)展?jié)摿€很大，現(xiàn)在實驗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)的方法還是化學合成的方法，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品都不是純凈的，必定會含有很多的副產(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]運用誘變劑對本來較好的菌種進行誘變處理篩選出不同類型的菌種，進行細胞脆裂并提取輔酶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為以后的工作節(jié)省大量的時間和精力，因此超聲法更加具有應用前景。

3.1 輔酶Q10高度提純方法

經(jīng)過初步簡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)品還需要進一步的處理。后面實際應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利用，成本低廉工業(yè)上可大量使用，只是耗時較長。楊貞妮[5]等人對柱層析法進行了研究，他們是先將原料重結(jié)晶在用柱層析法過柱分離，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

雖說日本是第一個發(fā)現(xiàn)輔酶Q10并研究它的實際應用的國家，但我們國家的科研人員經(jīng)過幾十年精心鉆研，也得到了不少的突破。目前來講適合于工業(yè)生產(chǎn)的是微生物的合成技術，不少公司生產(chǎn)出來的成品也得到其他國家的認可。化學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。未來經(jīng)過工業(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].西北大學學報，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)大學學報，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，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：湖南瀏陽人，學歷：本科，畢業(yè)于南京理工大學；現(xiàn)有職稱：助理工程師；研究方向：有機合成；