没食子酸,亦被称为Gallicacid,其化学名称为3,4,5-三羟基苯甲酸,拥有C7H6O5的分子式。这种关键的芳香族化合物,不仅广泛存在于掌叶大黄、大叶桉、山茱萸等植物中,还在食品、生物、医药及化工等多个领域展现出其广泛的应用价值。没食子这一名称源自无食子树,该树名为muzak,源自波斯语。这种树原产于波斯、亚美尼亚、叙利亚以及小亚细亚等地,唐代时传入我国。无食子内富含高达70%的单宁酸,古代常被制成无食子丸,用于医药、工艺以及鞣皮制革等多个领域。《酉阳杂俎》中记载:“无石子,源自波斯国,当地人称其为摩贼。这种树高达六七丈,树干粗壮,叶子形似桃叶但更长。它在三月开花,花朵洁白,花心略带红色。果实成熟时,外皮由青变黄白,若果实上有虫蛀的孔洞则证明已成熟,而外皮光滑无孔的则适合入药。”无食子,这一特殊的自然产物,实际上是没食子蜂的幼虫在壳斗科植物没食子树的幼枝上所形成的虫瘿。在药用领域,人们通常选择那些尚未长成飞出去的虫瘿,以确保其药用价值。值得一提的是,瑞典科学家卡尔·威尔海姆·舍勒在年从五培子中成功析离出没食子酸,并进一步通过加热得到焦性没食子酸,这进一步证明了无食子及其衍生物在科学领域的重要价值。但令人惊讶的是,古代中国在这之前就已有详尽记载。以明代李挺所著的《医学入门》为例,该书于年详细描述了通过发酵法从五倍子中提取没食子酸的过程。书中记载,将五倍子粗粉与明矾、酒曲混合均匀,再置于瓷器中密封发酵,直至表面生出白色物质,便可取出。而在《本草纲目》中,也有类似的记载,其中“长霜”即为没食子酸的象征,意味着药物已制成。这两部古籍的记载,均彰显了古代中国在没食子酸制备上的卓越成就,其历史甚至早于瑞典科学家舍勒的发现。
事实上,国内没食子酸的主要来源是五倍子,这是一种由漆树科植物盐肤木、青麸杨或红麸杨叶片上的虫瘿所形成的天然产物。这些虫瘿主要由五倍子蚜寄生而形成,分布于四川、贵州、云南、陕西、广西等广阔地域。目前,没食子酸的主要生产流程包括:首先对干燥的五倍子进行热水浸提,随后通过加碱水解和加酸中和酸化步骤。经过冷却结晶和离心,得到粗品。这一粗品在溶解后,加入活性炭进行脱色,再经过滤、结晶、离心和干燥,最终得到没食子酸成品。值得注意的是,国内多数生产过程采用碱水解法,但此法存在得率低和污染严重的问题。
为了改进这一现状,酶法工艺应运而生。它涉及酶种培养、发酵制酶、水解、过滤、浓缩、结晶、分离、脱色以及干燥等步骤。相较于传统的发酵法,酶法显著缩短了反应时间,提高了单宁水解转化率至98%以上,从而增加了得率。然而,该方法仍存在污染问题。
传统生产方式高度依赖五倍子原料,其价格波动和品质问题都会对没食子酸市场造成严重影响。针对这一痛点,南京趣酶公司以葡萄糖为原料,创新地开发了合成生物学方法制取没食子酸的新工艺。这一突破性技术不仅克服了原料供应的瓶颈,还显著降低了成本,并实现了稳定生产供应,有力地推动了没食子酸市场的持续扩大。