近日,吉林大学发布了科技成果转化公示,学校计划通过挂牌交易的方式,将“一种从落叶松树根中工业化提取二氢槲皮素的方法”相关专利转让给吉林省健维天然生物科技有限公司,转让金额为9万元。此专利的发明人为汤钧教授及其团队。
汤钧:吉林大学教授,吉林大学化学学院高分子科学系主任,吉林大学化学学科学位评定委员会委员。主要从事绿色可控聚合制备生物医用高分子材料及其应用的研究。曾获得国家人社部给予的中国海外留学归国创业计划入选人才、国家级新区长春高新区“长白慧谷”英才计划入选英才及吉林省拔尖创新人才等荣誉。近五年来,在高分子研究领域期刊以通讯作者发表论文30余篇,获得资助达千万以上,年可支配经费达百万。
本次专利的受让方为吉林省健维天然生物科技有限公司,该公司以二氢槲皮素、阿拉伯半乳聚糖为核心产品,提供覆盖“研发+生产+销售+全流程品质管控”的全链条生物提取及健康产品解决方案。其产品涵盖二氢槲皮素、阿拉伯半乳聚糖等核心原料,以及以这些原料为主要成分的系列食品、护肤品、日用品、保健食品原料、化妆品原料等品类,适用于健康养生、美妆护肤、食品加工、医药研发等多个应用场景。
该专利是一种从东北地区落叶松树根进行工业化提取高纯度二氢槲皮素的方法,其核心目标是借助废弃资源,高效且环保地生产具备高药用和应用价值的二氢槲皮素。
二氢槲皮素是一种强抗氧化剂(清除自由基能力达32μmol/mg),属于维生素P族,可作为医药主辅原料、食品生物活性添加剂,还具有调节脂代谢、抗癌、抗病毒、保护心脑血管等潜在功效。
该专利产品纯度高(≥94%),且无有害杂质,能够满足生物医用等高端需求。
二氢槲皮素作为一种具有强大抗氧化能力的天然活性物质,在医药、保健食品、工业等众多领域均有广泛应用,市场需求呈现出持续增长的态势。长白落叶松是二氢槲皮素的重要天然来源,其树根中该成分的含量极为丰富,本应成为工业化提取的优质原料。然而,现有的提取技术存在诸多关键问题,这些问题严重制约了二氢槲皮素的产业化发展以及市场供给。
传统二氢槲皮素提取技术遭遇核心技术瓶颈:一方面,溶剂选择存在显著缺陷。部分工艺运用甲基叔丁基醚、乙腈、含氯溶剂等有毒或易燃易爆试剂,这不仅对生产操作人员的健康构成威胁,还存在严重的环境风险,后续环保处理成本极高。
另一方面,提取效率与纯度难以两全。传统工艺大多以水或普通醇类作为提取剂,容易带出阿拉伯半乳糖、松香、木质素等大量杂质,分离纯化过程繁杂,致使产品纯度普遍较低。而且,多次结晶等操作进一步降低了产率,已报道工艺的产率普遍难以达到5‰,无法满足规模化生产的效益需求。
从工业化应用角度而言,现有技术仍存在明显的实用性缺陷。部分工艺的步骤繁杂,操作条件严苛,对设备要求极高且难以实现标准化,因而不具备大规模量产的可能性;部分工艺虽尝试简化流程,然而原料利用率较低,且未针对富含二氢槲皮素的特定原料进行筛选,致使生产效率低下、成本居高不下。
同时,传统工艺对林业废弃资源的回收利用不够充分,长白落叶松砍伐后的树根大多被废弃,这不仅造成了资源的浪费,也未能挖掘其作为高含量二氢槲皮素原料的价值,与绿色可持续发展的产业趋势背道而驰。
此外,现有技术缺少统一的工业化生产标准,原料选择缺乏明确规范,工艺参数波动较大,这使得产品质量稳定性欠佳,纯度波动范围较宽,难以满足医药、高端保健食品等领域对原料纯度(需≥94%)的严格要求。
这些问题共同致使二氢槲皮素的工业化生产陷入“低质低效、高毒高耗、难以规模化”的困境。当前,市场迫切需要一套低毒环保、高产高纯且适配工业化的提取解决方案,以破解从原料利用到产品产出全流程的痛点。
针对二氢槲皮素提取领域长期存在的“溶剂高毒、产率与纯度偏低、工业化适配性差”等行业难题,吉林大学汤钧、齐心等团队经过专项攻关,成功研发出“从落叶松树根中工业化提取二氢槲皮素的方法”。该技术以“林业废弃资源高值化利用+全流程低毒高效工艺”为两大核心优势,构建了一套涵盖原料筛选、提取纯化、结晶干燥的一体化解决方案,显著突破了传统工艺“污染严重、效率低下、产品劣质”的局限,为天然活性成分的绿色工业化提取树立了新典范。
在原料利用方面,该技术实现了颠覆性创新,通过变废为宝打造出绿色原料供应链。传统工艺要么忽视原料品质对提取效果的影响,要么依赖新伐木材,从而加剧了资源消耗与生态压力。而本技术精准锁定位于北纬N41°46′16.72″、东经E126°56′9.73″附近的长白落叶松采伐废弃树根,并明确限定了优选标准,即树龄为45–50年、生长于背坡且伐前冬季积雪较厚。将主根与侧根按1:1混合后,二氢槲皮素含量稳定达到1.5%–1.9%,为高收率奠定了坚实基础。
尤为关键的是,原料完全来源于人工林择伐或皆伐后的废弃物,提取后剩余的木屑可进一步加工为生物质颗粒燃料,形成了“废弃树根→高纯二氢槲皮素→生物质能源”的闭环资源循环链条。此举不仅有效解决了林业废料处理难题,更避免了额外砍伐带来的生态扰动,完全契合绿色可持续发展理念。初步测算,原料获取成本可降至传统工艺的30%–50%。
在核心工艺方面,借助多环节协同创新,达成“低毒、高产、高纯”三项突破。
其一,溶剂体系兼具绿色安全与高度选择性:完全舍弃甲基叔丁基醚、乙腈、含氯溶剂等高毒或易燃易爆的试剂,选用工业成熟、低毒且易于回收的95%优级正己烷作为主要提取溶剂(此溶剂在植物油萃取等领域应用广泛,拥有完善的回收与安全管控体系),并搭配纯化水与微量分析纯冰乙酸,按照原料:正己烷:纯化水:冰乙酸 = 1:4:1:0.001的精确比例进行调配。该溶剂体系选择性极高,仅浸出松节油这一种主要杂质,极大地简化了后续的分离流程。提取和浓缩过程全程在封闭真空系统中开展,正己烷的回收率超过90%,有效降低了溶剂消耗和对环境的排放。
其二,结晶技术革新提高效率与纯度:创新性地采用“乙醇辅助 + 钛棒异相结晶”模式,在初结晶和重结晶阶段添加适量 95% 乙醇,以优化结晶环境,并放入 8 - 10 根洁净钛棒作为异相结晶核,有效突破物料平衡临界点。该方法不仅把结晶周期缩短至 96 - 108 小时,还大幅提升了晶体的纯度与均一性。结合两次离心分离以及 -15℃ 真空冷冻干燥,最终产品的纯度稳定高于 94%,最高可达 94.98%,远远超过传统粗提品的水平。
在工业化适配性方面,该技术呈现出“规模化、标准化、高稳定性”的显著优势。此工艺单次可处理 1000kg 原料,配备 6m³ 多功能提取罐、500L/h 单效外循环蒸发器等成熟的工业设备,关键参数明确且可控(如冷浸 14h、浓缩真空度 0.06 - 0.08MPa、离心转速 1500rpm),有效避免了传统工艺因参数模糊而导致的批次波动。经过五组平行实施例验证,产品收率稳定在 5.75‰ - 8.34‰,明显优于已报道的传统方法。
在安全性与合规性方面,原料清洗严格依照 GAP 规范执行,全程未使用高危试剂,产品无有害溶剂残留,可直接满足医药原料及高端保健食品的准入要求。工艺流程清晰,包含原料预处理、提取、纯化、结晶、干燥等多个标准化操作单元,各环节均设有明确的质量控制节点,便于快速复制并推广至化工及天然产物提取企业,无需进行复杂的设备改造。
此外,该技术在成本控制和市场竞争力方面优势显著。通过利用废弃原料、高效回收溶剂、简化与优化流程等多种降本机制,经评估,综合生产成本较传统工艺降低了40%–60%。产品纯度≥94%、粒度达200目,质量高度稳定。相较于传统粗品(纯度通常低于80%),该产品在医药中间体、功能性食品添加剂等高端应用领域具有显著的品质溢价潜力,市场竞争力强劲。
二氢槲皮素作为具有高价值的天然活性物质,在医药、保健食品、抗氧化材料等领域的市场需求持续上升,推动着国内外企业与科研机构围绕“原料拓展、工艺优化、降本增效”开展技术研发与产业化布局。
目前市场上的同类技术主要聚焦于三大核心方向,即原料来源(如树皮、树叶、树根)、提取溶剂(有机溶剂、水提、酶法辅助)以及纯化工艺(结晶、层析、膜分离),形成了“传统工艺升级”与“绿色新技术研发”并行的竞争态势。
浙江康恩贝制药股份有限公司公布了一项二氢槲皮素复合泡腾片制备技术,该技术解决了二氢槲皮素水溶性欠佳、透明质酸钠在酸性条件下不稳定的难题,成功研发出便于服用、能高效吸收的二氢槲皮素食品剂型。
北京理工大学重庆创新中心所研发的光学纯(2R,3R)-二氢槲皮素化学合成方法,其核心在于借助五步化学反应,高效制备出具备高光学纯度的(2R,3R)构型二氢槲皮素,从而解决传统方法依赖植物提取、使用毒性试剂以及光学纯度不足等问题。该方法突破了现有二氢槲皮素制备的局限,提供了一条原料廉价、步骤简便、绿色安全且适宜工业化的合成路径,最终能够获得光学纯度≥98%、收率≥80%的(2R,3R)-二氢槲皮素(天然优势构型,生物活性更强)。
诺德溯源(广州)生物科技有限公司聚焦二氢槲皮素依赖稀缺植物提取、量产受限这一行业痛点,推出两步法化学合成二氢槲皮素的专利技术。该技术以廉价且易于获取的芳香醛/不饱和醛与含羟基苯酚作为起始原料,首先借助氮杂卡宾催化氧化偶联反应,一步即可制备出高收率的含酚官能团酮类中间体;再以该中间体为核心,在碱性条件下与双氧水进行氧化 - 开环 - 环化反应,之后通过高温溶解、冷却析晶完成纯化。其核心优势在于摆脱了对落叶松等稀缺植物资源的依赖,反应条件温和(主要为 25 - 30℃),不使用高毒试剂,两步反应的总收率超过 80%。并且,该工艺步骤简洁,对设备要求适中,目前已通过核磁共振与红外光谱验证了产物的纯度。

















