一種薯蕷皂苷次級(jí)苷的工業(yè)化生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)藥化學(xué)工程和天然產(chǎn)物領(lǐng)域，涉及一種薯蕷皂苷次級(jí)苷的工業(yè)化生產(chǎn)方法，尤其涉及一種適用于大規(guī)模薯蕷皂苷的高活性次級(jí)苷生產(chǎn)且沒有任何污水排放的薯蕷皂苷次級(jí)苷的次級(jí)苷的工業(yè)化生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]薯蕷皂苷是重要的醫(yī)藥原料。薯蕷皂苷的次級(jí)苷為脫除了鼠李糖的葡萄糖苷，由于極性更強(qiáng)和結(jié)構(gòu)的特殊性，具有比薯蕷皂苷更強(qiáng)的生理活性，在心腦血管領(lǐng)域和其他甾體激素領(lǐng)域有著更為重要的醫(yī)藥價(jià)值。薯蕷皂苷存在于薯蕷屬植物的根狀莖中。我國(guó)主要栽培盾葉薯蕷，收獲盾葉薯蕷的根狀莖來制備薯蕷皂苷的次級(jí)苷。從盾葉薯蕷根狀莖中制備薯蕷皂苷的次級(jí)苷的關(guān)鍵技術(shù)在于采用合適的方法脫除薯蕷皂苷的鼠李糖來獲得含有葡萄糖的薯蕷皂苷次級(jí)苷。
[0003]關(guān)于薯蕷皂苷次級(jí)苷目前尚無有效的生產(chǎn)技術(shù)。一般可以借鑒薯蕷皂苷元的生產(chǎn)方法進(jìn)行水解生產(chǎn)。其基本原理是通過生物水解法或稀有元素催化水解或者酸解法去除薯蕷皂苷的鼠李糖，從而獲得帶有葡萄糖的薯蕷皂苷次級(jí)苷。生物水解法(酶促水解)和稀有元素催化水解法在薯蕷皂苷元的生產(chǎn)應(yīng)用上由于其生產(chǎn)效率低下以及成本高昂，無法應(yīng)用到大生產(chǎn)，所以應(yīng)用于薯蕷次級(jí)苷的生產(chǎn)更不可能。酸水解法有固體酸催化水解法和液體酸催化水解法。在生產(chǎn)薯蕷皂苷元上成功應(yīng)用的是液體酸水解法。薯蕷皂苷元生產(chǎn)應(yīng)用的液體酸水解工藝落后，其基本工序?yàn)?薯蕷干粉或鮮漿自然預(yù)發(fā)酵—加硫酸或鹽酸高溫(95°C)水解—堿水中和、清水沖洗—烘干殘?jiān)?20號(hào)汽油提取殘?jiān)械氖硎氃碥赵獫饪s結(jié)晶得到薯蕷皂苷元。在這個(gè)過程中，減水中和及清水沖洗步驟排放大量的酸性污水。如果采用該酸水解法生產(chǎn)薯蕷皂苷次級(jí)苷，則同樣會(huì)產(chǎn)生大量的酸性污水。
[0004]傳統(tǒng)酸水解法生產(chǎn)薯蕷皂苷次級(jí)苷的方法為:提取純化得到薯蕷皂苷，然后加入到酸水中加熱水解，然后過濾酸水、加堿水中和濾渣，烘干濾渣，用乙醇提取后上柱層析，將殘余的薯蕷皂苷和水解產(chǎn)生的糖酯等副產(chǎn)物與薯蕷皂苷次級(jí)苷分離開來，洗脫得到薯蕷皂苷次級(jí)苷。該工藝一方面產(chǎn)生大量的酸性廢水，另一方面目的產(chǎn)物薯蕷皂苷次級(jí)苷與殘余薯蕷皂苷和糖酯等副產(chǎn)物混合在一起，分離困難，而且柱層析分離代價(jià)高且消耗大量的溶劑，污染環(huán)境。因此薯蕷皂苷次級(jí)苷的高效環(huán)保生產(chǎn)技術(shù)仍舊至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于突破傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸，提供一種高效的薯蕷皂苷次級(jí)苷脫糖反應(yīng)體系、可迅速獲得高純度的薯蕷皂苷次級(jí)苷、完全沒有廢水排放同時(shí)符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的薯蕷皂苷次級(jí)苷的工業(yè)化生產(chǎn)方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種薯蕷皂苷次級(jí)苷的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于:所述薯蕷皂苷次級(jí)苷的工業(yè)化生產(chǎn)方法包括如下步驟:
[0008]I)制備薯蕷皂苷次級(jí)苷的原材料，所述薯蕷皂苷次級(jí)苷的原材料是薯蕷皂苷的正丁醇萃取液、乙酸乙酯萃取液、正丁醇提取液或乙酸乙酯提取液:
[0009]所述薯蕷皂苷的正丁醇萃取液或乙酸乙酯萃取液的制備方法是:將新鮮的或者干燥的薯蕷根狀莖用70-95v/v %乙醇打漿，過濾得到乙醇提取液，將乙醇提取液干燥粉碎或濃縮成膏狀后得到乙醇提取物，再用水飽和正丁醇或水飽和乙酸乙酯萃取，得到薯蕷皂苷的正丁醇萃取液或乙酸乙酯萃取液；
[0010]所述薯蕷皂苷的正丁醇提取液或乙酸乙酯提取液的制備方法是:將新鮮的或者干燥的薯蕷根狀莖用水飽和正丁醇或水飽和乙酸乙酯打漿，將打漿得到的漿液混合物在沉淀池中加入清水靜置分層，得到上層清液以及下層沉淀，抽取上層清液得到薯蕷皂苷的正丁醇提取液或乙酸乙酯提取液；
[0011]2)配制酸水相:將98wt%濃硫酸或者37被％濃鹽酸加入到純凈水或者普通自來水中得到酸水相;所述98wt %濃硫酸或者37wt %濃鹽酸與純凈水或者普通自來水的體積比是0.1:10-1:10；
[0012]3)將步驟2)中配制得到的酸水相加入到反應(yīng)罐中，在反應(yīng)罐中加入步驟I)制備的薯蕷皂苷次級(jí)苷的原材料;所述薯蕷皂苷次級(jí)苷的原材料與酸水相共同構(gòu)成一個(gè)兩相反應(yīng)體系;所述薯蕷皂苷次級(jí)苷的原材料與酸水相的體積比是I: 1-1: 10；
[0013]4)對(duì)步驟3)所得到的兩相反應(yīng)體系加熱到50_110°C后進(jìn)行攪拌，攪拌速度為200-1500轉(zhuǎn)/分鐘，在常壓下使反應(yīng)體系反應(yīng)1-10小時(shí)；
[0014]5)待步驟3)的兩相反應(yīng)體系在步驟4)中反應(yīng)完成后，停止攪拌，靜置I小時(shí)，反應(yīng)罐中的反應(yīng)體系自上而下依次分為三相:上層的黑色正丁醇相、中層的紅褐色酸水相以及底層白色沉淀相；丟棄上層的黑色正丁醇相和中層的紅褐色酸水相，收集底層的白色沉淀相；
[0015]6)將步驟5)所收集得到的底層的白色沉淀相依次用純凈水和水飽和正丁醇進(jìn)行攪拌洗滌，靜置過濾后將底層的白色沉淀相在60_70°C烘干得到薯蕷皂苷次級(jí)苷(薯蕷皂素葡萄糖苷)；
[0016]或者，將步驟5)所收集得到的底層的白色沉淀相用純凈水和正丁醇的混合液攪拌洗滌，洗滌完成后過濾烘干底層的白色沉淀，得到薯蕷皂苷次級(jí)苷;所述純凈水和正丁醇的體積比是1:1。
[0017]作為優(yōu)選，本發(fā)明所提供的薯蕷皂苷次級(jí)苷的原材料是薯蕷皂苷的正丁醇提取液或乙酸乙酯提取液時(shí)，所述步驟3)中的兩相反應(yīng)體系包括酸水相以及正丁醇相或乙酸乙酯相;所述正丁醇相或乙酸乙酯相與酸水相的體積比為1:2-1:10。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0019]本發(fā)明提供了一種薯蕷皂苷次級(jí)苷的工業(yè)化生產(chǎn)方法，該方法通過不同的方法制備薯蕷皂苷次級(jí)苷的原材料、將98wt%濃硫酸或者37wt%濃鹽酸加入到純凈水或者普通自來水中得到酸水相;將配制得到的酸水相以及薯蕷皂苷次級(jí)苷的原材料加入到反應(yīng)罐中；對(duì)反應(yīng)罐中的反應(yīng)體系加熱到50-110°C后進(jìn)行攪拌;待反應(yīng)罐中的反應(yīng)體系反應(yīng)完成后，靜置后自上而下依次分為三相:上層的黑色正丁醇相、中層的紅褐色酸水相以及底層白色沉淀相;丟棄上層的黑色正丁醇相和中層的紅褐色酸水相，收集底層的白色沉淀相;將底層的白色沉淀相依次用純凈水和水飽和正丁醇進(jìn)行攪拌洗滌，靜置過濾后將底層的白色沉淀相在60-70°C烘干得到薯蕷皂苷次級(jí)苷;或者，將收集得到的底層的白色沉淀相用純凈水和正丁醇的混合液攪拌洗滌，洗滌完成后過濾烘干底層的白色沉淀，得到薯蕷皂苷次級(jí)苷。本發(fā)明的原理是薯蕷皂苷在反應(yīng)體系里溶解在正丁醇相，在高速攪拌下，薯蕷皂苷接觸酸水發(fā)生水解反應(yīng)，水解反應(yīng)產(chǎn)物有三種:鼠李糖、薯蕷皂苷次級(jí)苷和糖酯類混合物，其中鼠李糖溶解到酸水相，糖酯類產(chǎn)物溶解到正丁醇相，薯蕷皂苷次級(jí)苷不溶于水也不溶于正丁醇，以沉淀的形式析出，在反應(yīng)體系靜置后，薯蕷皂苷次級(jí)苷沉淀在底層，可以直接分離出來用純凈水和正丁醇洗滌即可得到高純的的薯蕷皂苷次級(jí)苷；回收反應(yīng)體系的正丁醇后得到糖酯類化合物，具有殺蟲抗菌作用，是很好的飼料添加劑。本發(fā)明采用高效一體化反應(yīng)，同時(shí)獲得高純度的薯蕷皂苷次級(jí)苷，整個(gè)過程沒有任何污水排放;可一次性獲得高純度目的產(chǎn)物，無需繁瑣的分離純化;反應(yīng)體系中的溶劑和酸水無限循環(huán)使用，且副產(chǎn)物一一糖酯作為飼料添加劑增加了附加值，大大降低成本和提高效益。
【附圖說明】
[0020]圖1本發(fā)明所提供的薯蕷皂苷次級(jí)苷的工業(yè)化生產(chǎn)過程中采用的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖中:
[0022]1-耐酸反應(yīng)罐;2-攪拌電機(jī);3-攪拌桿;4-攪拌螺旋片;5-酸水相懸浮液;6_正丁醇相;7-抽吸管/加液管;8-加料口蓋板;9-放料口蓋板;I O-加熱層。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明的反應(yīng)原理為:薯蕷皂苷在反應(yīng)體系里溶解在正丁醇相，在高速攪拌下，薯蕷皂苷接觸酸水發(fā)生水解反應(yīng)，水解反應(yīng)產(chǎn)物有三種:鼠李糖、薯蕷皂苷次級(jí)苷和糖酯類混合物，其中鼠李糖溶解到酸水相，糖酯類產(chǎn)物溶解到正丁醇相，薯蕷皂苷次級(jí)苷不溶于水也不溶于正丁醇，以沉淀的形式析出，在反應(yīng)體系靜置后，薯蕷皂苷次級(jí)苷沉淀在底層，可以直接分離出來用純凈水和正丁醇洗滌即可得到高純的的薯蕷皂苷次級(jí)苷；回收反應(yīng)體系的正丁醇后得到糖酯類化合物，具有殺蟲抗菌作用，是很好的飼料添加劑。
[0024]實(shí)施例1:
[0025]如圖1所示，一種薯蕷皂苷次級(jí)苷的工業(yè)化生產(chǎn)反應(yīng)體系所用的裝置，包括耐酸反應(yīng)罐I，攪拌電機(jī)2，攪拌桿3，攪拌螺旋片4，酸水相懸浮液5，正丁醇相6，抽吸管/加液管7，加料口蓋板8，放料口蓋板9以及加熱層1。<