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水溶性氯化血红素的主要应用

发布日期:2020/1/8 9:11:07

背景及概述[1]

血红素是一类重要的含铁天然卟啉化合物,广泛存在于动物的血液、肌肉和某些植物组织中。近年来,血红素在食品、医药和精细化工方面均得到了应用,并越来越受到重视。作为天然色素,在食品中可以代替熟肉中的发色剂—亚硝酸盐及人工色素,可避免亚硝酸盐所引起的致癌作用。血红素铁是纯天然的生物补铁剂,具有生物利用度高、无体内铁蓄积中毒及胃肠刺激等不良反应等优点。专家试验证实,血红素铁在小肠内的吸收率高达25%~30%(非血红素铁约为3%~8%),无任何副反应,且不受膳食及其它因素影响,是理想的补铁剂。因其可被开发为保健食品、饮料而越来越受到人们的青睐。同时血红素还是抗贫血和抗肿瘤药物的重要原材料,美国FDA已于1983年7月正式批准雅培公司的氯化血红素作为药品使用。由于氯化血红素的化学结构式中含有较大的疏水的四吡咯环,所以其在水中溶解度小,而结构式中两个游离的羧基使其可溶于碱性水溶液中。

应用[2-3]

水溶性氯化血红素是动物血液中的天然色素,具有重要的生理功能和实用价值,在化工、食品、医药及化妆品行业中都有应用。

在制药行业中,水溶性氯化血红素可以作为半合成胆红素的原料,胆红素再制备人工牛黄;氯化血红素还可以合成血卟啉衍生物,血卟啉衍生物已证实具有抗癌功效,1998年我国正式批准以氯化血红素为原料合成的血卟啉衍生物可作为抗肿瘤药物。另外,氯化血红素在临床上已作为补铁剂,治疗由缺铁导致的贫血症。虽然目前常使用的为非氯化血红素的补铁剂,如葡萄糖酸亚铁、硫酸亚铁、富马酸铁等,但这些物质在人体内吸收率很低,并存在一定的毒副作用;而水溶性氯化血红素作为补铁剂不仅副作用小,还可以被肠粘膜上的绒毛细胞直接吸收,吸收率高达20%以上,且对胃肠道不会造成损伤,有望取代当前的常用补铁剂,成为深受欢迎的一代产品。氯化血红素(Hemin),又称为血晶素或者氯化高铁血红素(HaeminorFerricChlorideHeme)。Hemin是一种含三价铁离子的卟啉化合物。氯化血红素可由天然血红素氧化而来,前者与后者的化学性质相似。血红素普遍存在于动物的血液,肌肉和部分植物组织中,它是许多生物活性大分子(例如血红蛋白、肌蛋白、细胞色素和过氧化物酶等)的关键辅基,因此血红素是生物体中最重要的化合物之一。

在临床治疗中,氯化血红素最广泛的应用是作为铁质强化剂治疗缺铁性贫血。与主要从蔬菜和植物性食物中释放出来的无机铁(非血红素铁)相比,血红素铁在体内以分子形式存在。因此血红素铁可被肠道黏膜直接摄取,其吸收率比非血红素铁高50%-87%,生物利用度也更高。此外,氯化血红素还具有无铁腥臭味、不造成胃肠道刺激、在体内不引起铁蓄积中毒等优点,是首选的纯天然生物补铁剂。其次,氯化血红素在临床中还作为卟啉代谢校正剂用于治疗急性卟啉症。卟啉症可为遗传性或后天获得性的,其病理特征为血红素生物合成的特定酶的缺乏,血红素的合成减少,导致β-氨基乙酰丙酸(ALA)合成酶的代偿性诱导,卟啉合成的中间体的积累和排泄增加。氯化血红素的补充能抑制ALA合成酶的诱导,减少卟啉合成过程中潜在有害的中间体或代谢物的形成和积累,并一定程度上纠正体内的血红素缺乏症。目前已上市用于治疗卟啉症的氯化血红素产品有2种。有一种冻干形式的血红素制剂(商品名Panhematin)。另一种是氯化血红素与精氨酸复合的冻干粉(商品名),以乙醇:丙二醇:水为混合溶剂,静脉注射用于治疗间歇性原卟啉症。

在食品行业中,氯化血红素也有广阔的发展前景。如在传统的肉制品加工中常利用亚硝酸盐发色,会存在一定的致癌风险,而人工合成色素的使用也存在一定的毒副作用。氯化血红素可替代肉制品中的损害人体健康的人工合成色素如亚硝酸盐,不仅能很好的保持肉质固有的天然色,色泽均匀,口感韧性强,同时还增加了营养价值。

制备[1]

一种利用提取SOD后的血渣再提取纯化氯化血红素的方法,是在动物血块提取SOD后产生的血渣经干燥、粉碎、抽提、过滤、沉淀、酸洗、碱溶、絮凝、中和、EDTA洗、水洗、干燥后制得氯化血红素,其步骤如下:

1)、提取SOD后的血渣经日光暴晒或干燥机烘干,再经40~80目筛的粉碎机粉碎,得到血渣粉;

2)、将300~600份的丙酮,5~10份的工业盐酸,30~60份的水混合均匀,得到抽提液,该抽提液pH值为1.0~3.0之间;

3)、将步骤1的血渣粉加入到步骤2的抽提液中,搅拌120~180分钟,搅拌途中取样测pH值并补加工业盐酸,使pH值维持在2.0~3.0之间,得到悬浊液;

4)、将悬浊液抽入到带夹套的搪瓷过滤器中,搪瓷过滤器的四氟滤板上预先铺垫滤布,悬浊液经过滤后,得到氯化血红素丙酮液;

5)、在氯化血红素丙酮液中加入1.0~3.0%的沉淀剂,使氯化血红素沉淀下来,过滤得到氯化血红素滤饼。所述的沉淀剂是乙酸钠溶液,或乙酸钾溶液;

6)、用pH1.0~3.0的分析纯盐酸液洗涤氯化血红素滤饼;

7)、将步骤6的氯化血红素滤饼用0.08~0.12mol/L的碱溶液溶解,经离心得到氯化血红素碱溶液;所述的碱溶液是氢氧化钠溶液,或氢氧化钾溶液;

8)、在氯化血红素碱溶液中加入0.5~2.5%的絮凝剂,使氯化血红素絮凝下来,离心收集氯化血红素沉淀;所述的絮凝剂是氯化钙,或乳酸钙;

9)、先用水溶散步骤8的氯化血红素沉淀,再用2~3mol/L的分析纯盐酸液调pH值至5.5~7.0,离心收集氯化血红素沉淀。

10)、用0.1~0.5%的EDTA溶液洗涤步骤9的氯化血红素沉淀;所述的EDTA溶液是EDTA·2Na的水溶液,或EDTA·4Na的水溶液;

11)、用纯净水洗涤步骤10的氯化血红素沉淀至中性,所述的纯净水是二级反渗透水,或蒸馏水;

12)、将步骤11的氯化血红素沉淀置于80~105℃的烘箱中烘干,粉碎并过80目筛,得到氯化血红素。

主要参考资料

[1] CN201610132507.1利用提取SOD后的血渣再提取纯化氯化血红素的方法

[2] CN201910889283.2氯化血红素及其复合物在医药中的新应用

[3] 提取氯化血红素新工艺的研究

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