菊葉薯蕷皂素的提取方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出了一種菊葉薯蕷皂素的提取方法，包括如下步驟：1)菊葉薯蕷糊漿化過(guò)程；2)菊葉薯蕷糊漿糖化過(guò)程；3)分離過(guò)程；4)水解過(guò)程；5)發(fā)酵過(guò)程；6)提取菊葉薯蕷皂素過(guò)程。采用本發(fā)明的成品皂素提取方法，不僅可以充分地利用菊葉薯蕷中的有效成分、大幅提高菊葉薯蕷皂素的轉(zhuǎn)化率；抽濾后的殘?jiān)€可以用作肥料，能夠減少?gòu)U物的排放、處理，整體污染小，從而更有利于環(huán)保清潔安全。
【專(zhuān)利說(shuō)明】菊葉薯蕷皂素的提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于薯蕷皂素生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種菊葉薯蕷皂素的提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為解決日趨嚴(yán)重的能源短缺與環(huán)境惡化問(wèn)題，世界各國(guó)大力開(kāi)發(fā)可再生液體燃料，其中生物柴油是最具發(fā)展?jié)摿Φ纳锬茉串a(chǎn)品。目前以動(dòng)植物油脂生產(chǎn)生物柴油面臨成本高、原料總量缺口大、供給季節(jié)性強(qiáng)等不利于規(guī)?；a(chǎn)的難題。而且，持續(xù)擴(kuò)大傳統(tǒng)油料作物種植獲取生物柴油生產(chǎn)原料將存在著與人爭(zhēng)糧、與糧爭(zhēng)地等問(wèn)題。因此，開(kāi)拓新的油脂資源是降低生物柴油價(jià)格和保障生物柴油產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
[0003]薯蕷屬氏薯蕷科中大的一屬，原產(chǎn)于墨西哥熱帶。菊葉薯蕷(Dioscoreacomposita)是薯蕷中的一種，多年生纏繞性草本植物，單葉互生，塊莖形如掌狀，有的棒狀疊生，外皮粗糙，黑褐色，非常發(fā)達(dá)。菊葉薯蕷從引種上看具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，正常生長(zhǎng)產(chǎn)量和皂素含量都明顯高于目前我國(guó)大面積種植的盾薯蕷和小花盾薯蕷。菊葉薯蕷具有種植粗放、管理簡(jiǎn)單、易于推廣、種植容易接受等優(yōu)點(diǎn)。其迅速生長(zhǎng)期在每年3~11月，種植周期為3年，3年后畝產(chǎn)3500千克。
[0004]薯蕷皂甙元(俗稱(chēng)皂素)，薯蕷皂甙元是合成多種留體激素和留體避孕藥比較理想的前體，世界各國(guó)生產(chǎn)的留體激素60%以上以它為原料。目前，我國(guó)有眾多廠家生產(chǎn)甾體激素類(lèi)藥物和留體口服避孕藥，是藥品生產(chǎn)中僅次于抗菌素的一個(gè)重要領(lǐng)域。我國(guó)已利用自產(chǎn)的薯預(yù)皂甙配基合成200多種藥物，除激素抗炎，避孕等用途外，還利用留體起始原料合成鎮(zhèn)痛藥、麻醉藥、治冠心病藥等。`
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種能夠有效提高菊葉薯蕷皂素提取率的菊葉薯蕷皂素的提取方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種菊葉薯蕷皂素的提取方法，包括如下步驟:
[0008]I)菊葉薯蕷糊漿化過(guò)程:將菊葉薯蕷原料洗凈，晾干，經(jīng)粉碎后過(guò)篩得細(xì)粉末，粉末與40~60°C溫水按重量比為1: 3-8的比例攪拌調(diào)漿；
[0009]2)菊葉薯蕷糊漿糖化過(guò)程:向步驟I)得到的漿料中加入α -淀粉酶，α -淀粉酶與菊葉薯蕷的重量比為10-40 μ: I，調(diào)節(jié)pH值為5.0-7.0，加熱至90~100°C并保溫液化30-80min，然后冷卻至55_65°C，加入纖維素酶和糖化酶，調(diào)pH值至4.0-5.0，保溫糖化50-80min得到糖化衆(zhòng)；
[0010]3)分離過(guò)程:將步驟2)得到的糖化漿通過(guò)振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，篩上物進(jìn)行離心分離得到糖化漿沉淀和糖化漿清液，篩下物與糖化漿清液混合后采用微濾膜過(guò)濾得到糖化液，膜截留物與糖化漿沉淀混合得到固體渣；
[0011]4)水解過(guò)程:向步驟3)得到的固體渣中加入鹽酸或硫酸，加壓進(jìn)行第一次水解后，用鹽酸或硫酸將固體渣配成0.3mol的鹽酸或硫酸液，進(jìn)行過(guò)濾分離得到濾液和濾渣，濾液調(diào)PH值至5.0-7.0后備用；濾渣加壓進(jìn)行第二次水解后，用清水洗至中性，提取液體備用；
[0012]5)發(fā)酵過(guò)程:將步驟3)得到的糖化液與步驟4)得到的濾液和提取液體混合，并調(diào)整成濃度為50-200g/L的混合液，按比例向每升混合液中加入尿素、豆柏中的一種或兩種混合物，加入無(wú)機(jī)鹽離子MgSO4, KH2PO4, ZnSO4, MnCl2, CuSO4得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將發(fā)酵培養(yǎng)基的PH值調(diào)至5.0-6.0，滅菌冷卻后按發(fā)酵培養(yǎng)基體積的5%-8%接種量接入嗜酸乳桿菌，在搖床及常溫下發(fā)酵培養(yǎng)2-3天得發(fā)酵液；
[0013]6)提取菊葉薯蕷皂素過(guò)程:調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值至6.5-7.5，然后離心分離得到發(fā)酵液清液和發(fā)酵液沉淀，將發(fā)酵液沉淀烘干，加入乙醇進(jìn)行提取后抽濾得到抽濾液和殘?jiān)?；用石油醚反?fù)萃取抽濾液，靜置分層，合并石油醚層，再濃縮結(jié)晶后得到成品皂素。
[0014]進(jìn)一步地，步驟2)中，所述纖維素酶與菊葉薯蕷的重量比為100_120μ:1，所述糖化酶與菊葉薯蕷的重量比為100-200 μ: I。
[0015]進(jìn)一步地,步驟4)中，向固體洛加鹽酸或硫酸使pH < 2,加壓至0.3Mpa進(jìn)行第一次水解，第一次水解時(shí)間為0.5小時(shí)以上；第二次水解時(shí)間為2小時(shí)以上；兩次水解的條件為:酸濃度為0.52-0.66mol/L，反應(yīng)溫度為100_120°C。
[0016]進(jìn)一步地，步驟5)中，按比例向每升混合液中加入下述各物質(zhì)的用量為:
[0017]尿素、豆柏中的一種或兩種混合物的用量為l-10g，無(wú)機(jī)鹽離子MgSO40.5-1.5g，KH2P042_3g，ZnS042_6mg，MnC120.1-0.3umol，CuSO40.1-0.3mg。
[0018]進(jìn)一步地，步驟5)中，發(fā)酵過(guò)程中搖床的轉(zhuǎn)速為100~300r/min，培養(yǎng)溫度為25 ~35?。
[0019]進(jìn)一步地，步驟6)中，用0.75-1.25mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值至
6.5-7.5。
[0020]進(jìn)一步地，步驟6)中，發(fā)酵液離心分離時(shí)的轉(zhuǎn)速為5000-7000171^11,離心時(shí)間為10_15mino
[0021 ] 進(jìn)一步地，步驟6)中，對(duì)烘干后的發(fā)酵液沉淀進(jìn)行提取時(shí)，加入沉淀量2-4倍的乙醇提取3-4h。
[0022]進(jìn)一步地，步驟6)中，用抽濾液體積1/3-1/2的石油醚反復(fù)萃取抽濾液至少3次。
[0023]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0024]采用本發(fā)明的成品皂素提取方法，不僅可以充分地利用菊葉薯蕷中的有效成分、大幅提高菊葉薯蕷皂素的轉(zhuǎn)化率；抽濾后的殘?jiān)€可以用作肥料，能夠減少?gòu)U物的排放、處理，整體污染小，從而更有利于環(huán)保清潔安全。
[0025]本發(fā)明在發(fā)酵過(guò)程中接入嗜酸乳桿菌，因此不僅能夠提取出薯蕷皂素，還可以將發(fā)酵液清液用于生產(chǎn)沼氣，將發(fā)酵液沉淀的殘?jiān)糜谏a(chǎn)飼料，由于殘?jiān)懈缓惺人崛闂U菌，因此將其作為活性飼料，能夠提高飼料利用率，促進(jìn)牲口對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，產(chǎn)品的附加價(jià)值也更高。
[0026]本發(fā)明在菊葉薯蕷糊漿糖化過(guò)程后分離出糖化液和固體渣，便于從固體渣中進(jìn)一步提取菊葉薯蕷的有益成分。【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]本例中菊葉薯蕷皂素的提取方法，包括如下步驟:
[0029]I)菊葉薯蕷糊漿化過(guò)程:將菊葉薯蕷原料洗凈，晾干，經(jīng)粉碎后過(guò)篩得細(xì)粉末，粉末與40~60°C溫水按重量比為1: 3-8的比例攪拌調(diào)漿；
[0030]2)菊葉薯蕷糊漿糖化過(guò)程:向步驟I)得到的漿料中加入α -淀粉酶，α -淀粉酶與菊葉薯蕷的重量比為10-40 μ: 1，調(diào)節(jié)pH值為5.0---7.0，加熱至90~100°C并保溫液化30-80min，然后冷卻至55_65°C，加入纖維素酶和糖化酶，纖維素酶與菊葉薯蕷的重量比為100-120 μ: 1，糖化酶與菊葉薯蕷的重量比為100-200 μ: 1，調(diào)節(jié)pH值至4.0-5.0，保溫糖化50-80min得到糖化衆(zhòng)；
[0031]3)分離過(guò)程:將步驟2)得到的糖化漿通過(guò)振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，篩上物進(jìn)行離心分離得到糖化漿沉淀和糖化漿清液，篩下物與糖化漿清液混合后采用微濾膜過(guò)濾得到糖化液，膜截留物與糖化漿沉淀混合得到固體渣；
[0032]4)水解過(guò)程:將步驟3)得到的固體渣加HCl或硫酸使pH < 2，加壓0.3Mpa進(jìn)行第一次水解，第一次水解時(shí)間為0.5小時(shí)以上，用鹽酸或硫酸將固體渣配成0.3mol的鹽酸或硫酸液，進(jìn)行過(guò)濾分離得到濾液和濾渣，濾液調(diào)PH值至5.0-7.0后備用，濾渣加壓進(jìn)行第二次水解，水解時(shí)間為2小時(shí)以上，清水洗至中性，提取液體備用；
[0033]5)發(fā)酵過(guò)程:將步驟3)得到的糖化液與步驟4)得到的濾液和提取液體混合，并調(diào)整成濃度為50-200g/L的混合液，向混合液中加入尿素、豆柏中的一種或兩種混合物、用量為 l-10g/L,加入無(wú)機(jī)鹽離子 MgSO40.5-1.5g/L，KH2P042_3g/L，ZnS042_6mg/L，MnCl20.1-0.3umol/L, CuSO40.1-0.3mg/L,得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將發(fā)酵培養(yǎng)基的pH值調(diào)至
5.0-6.0，滅菌冷卻后按發(fā)酵培養(yǎng)基體積的5% -8%接種量接入嗜酸乳桿菌，在搖床及常溫下發(fā)酵培養(yǎng)2-3天得發(fā)酵液，搖床的轉(zhuǎn)速為100~300r/min，培養(yǎng)溫度為25~35°C ；
[0034]6)提取菊葉薯蕷皂素過(guò)程:用0.75-1.25mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值至
6.5-7.5，然后離心分離得到發(fā)酵液清液和發(fā)酵液沉淀，離心分離時(shí)的轉(zhuǎn)速為5000-7000r/min，離心時(shí)間為10-15min，，離心時(shí)的氛圍為常溫，將發(fā)酵液沉淀烘干，加入沉淀量2_4倍的乙醇提取3-4h后抽濾得到抽濾液和殘?jiān)?；用抽濾液體積1/3-1/2的石油醚反復(fù)萃取抽濾液至少3次，靜置分層，合并石油醚層，再濃縮結(jié)晶后得到成品皂素。
[0035]最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本申請(qǐng)的技術(shù)方案而非對(duì)其保護(hù)范圍的限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀本申請(qǐng)后依然可對(duì)申請(qǐng)的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行種種變更、修改或者等同替換，這些變更、修改或者等同替換，其均在其申請(qǐng)待批的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種菊葉薯蕷皂素的提取方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 1)菊葉薯蕷糊漿化過(guò)程:將菊葉薯蕷原料洗凈，晾干，經(jīng)粉碎后過(guò)篩得細(xì)粉末，粉末與40~60°C溫水按重量比為1: 3-8的比例攪拌調(diào)漿； 2)菊葉薯蕷糊漿糖化過(guò)程:向步驟I)得到的漿料中加入α-淀粉酶，α-淀粉酶與菊葉薯蕷的重量比為10-40μ:1，調(diào)節(jié)pH值為5.0-7.0，加熱至90~100°C并保溫液化30-80min,然后冷卻至55-65°C，加入纖維素酶和糖化酶，調(diào)pH值至4.0-5.0,保溫糖化50-80min得到糖化衆(zhòng)； 3)分離過(guò)程:將步驟2)得到的糖化漿通過(guò)振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，篩上物進(jìn)行離心分離得到糖化漿沉淀和糖化漿清液，篩下物與糖化漿清液混合后采用微濾膜過(guò)濾得到糖化液，膜截留物與糖化漿沉淀混合得到固體渣； 4)水解過(guò)程:向步驟3)得到的固體渣中加入鹽酸或硫酸，加壓進(jìn)行第一次水解后，用鹽酸或硫酸將固體渣配成0.3mol的鹽酸或硫酸液，進(jìn)行過(guò)濾分離得到濾液和濾渣，濾液調(diào)pH值至5.0-7.0后備用；濾渣加壓進(jìn)行第二次水解后，用清水洗至中性，提取液體備用； 5)發(fā)酵過(guò)程:將步驟3)得到的糖化液與步驟4)得到的濾液和提取液體混合，并調(diào)整成濃度為50-200g/L的混合液，按比例向每升混合液中加入尿素、豆柏中的一種或兩種混合物，加入無(wú)機(jī)鹽離子MgSO4, KH2PO4, ZnSO4, MnCl2, CuSO4得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將發(fā)酵培養(yǎng)基的pH值調(diào)至5.0-6.0，滅菌冷卻后按發(fā)酵培養(yǎng)基體積的5% -8%接種量接入嗜酸乳桿菌，在搖床及常溫下發(fā)酵培養(yǎng)2-3天得發(fā)酵液； 6)提取菊葉薯蕷皂素過(guò)程:調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值至6.5-7.5，然后離心分離得到發(fā)酵液清液和發(fā)酵液沉淀，將發(fā)酵液沉淀烘干，加入乙醇進(jìn)行提取后抽濾得到抽濾液和殘?jiān)挥檬兔逊磸?fù)萃取抽濾液，靜置分層，合并石油醚層，再濃縮結(jié)晶后得到成品皂素。
2.如權(quán)利要求1所述的菊葉薯蕷皂素的提取方法，其特征在于，步驟2)中，所述纖維素酶與菊葉薯蕷的重量比為100-120μ: 1，所述糖化酶與菊葉薯蕷的重量比為100-200 μ: I。
3.如權(quán)利要求1所述的菊葉薯蕷皂素的提取方法，其特征在于，步驟4)中，向固體渣加鹽酸或硫酸使PH < 2，加壓至0.3Mpa進(jìn)行第一次水解，第一次水解時(shí)間為0.5小時(shí)以上；第二次水解時(shí)間為2小時(shí)以上；兩次水解的條件為:酸濃度為0.52-0.66mol/L,反應(yīng)溫度為100-120。。。
4.如權(quán)利要求1所述的菊葉薯蕷皂素的提取方法，其特征在于，步驟5)中，按比例向每升混合液中加入下述各物質(zhì)的用量為: 尿素、豆柏中的一種或兩種混合物的用量為l-10g，無(wú)機(jī)鹽離子MgSO40.5-1.5g，KH2P042_3g，ZnS042_6mg，M nCl20.1-0.3umol，CuSO40.1-0.3mg。
5.如權(quán)利要求1所述的菊葉薯蕷皂素的提取方法，其特征在于，步驟5)中，發(fā)酵過(guò)程中搖床的轉(zhuǎn)速為100~300r/min，培養(yǎng)溫度為25~35°C。
6.如權(quán)利要求1所述的菊葉薯蕷皂素的提取方法，其特征在于，步驟6)中，用0.75-1.25mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值至6.5-7.5。
7.如權(quán)利要求1所述的菊葉薯蕷皂素的提取方法，其特征在于，步驟6)中，發(fā)酵液離心分離時(shí)的轉(zhuǎn)速為5000-7000r/min，離心時(shí)間為10_15min。
8.如權(quán)利要求1所述的菊葉薯蕷皂素的提取方法，其特征在干，步驟6)中，對(duì)烘干后的發(fā)酵液沉淀進(jìn)行提取時(shí)，加入沉淀量2-4倍的乙醇提取3-4h。
9.如權(quán)利要求1所述的菊葉薯蕷皂素的提取方法，其特征在于，步驟6)中，用抽濾液體積1/3-1 /2的石油醚反復(fù)萃取抽濾液至少3次。
【文檔編號(hào)】C12P33/20GK103882086SQ201310757073
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月28日
【發(fā)明者】畢桂燦, 趙長(zhǎng)偉 申請(qǐng)人:趙長(zhǎng)偉