本發(fā)明涉及一種從薯蕷植物中提取原薯蕷皂苷的方法,尤其是涉及一種采用酶法進行前處理,然后利用CO2在超臨界狀態(tài)下的特性萃取高純度原薯蕷皂苷的方法。
背景技術:
薯蕷植物具有消炎、祛痰、平喘、增加冠脈流量、降低血脂、改善心血管功能及抗菌、抗病毒等藥理活性,還可減慢心率,增強心肌收縮力,增加每日尿量,改善冠脈循環(huán),降低動脈血壓,尤其適用于輕度動脈硬化。原薯蕷皂苷對人類白細胞HL-60的DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成及細胞生長有抑制作用。另有研究發(fā)現(xiàn)白血病、結腸癌和前列腺癌細胞株對原薯蕷皂苷最敏感。經(jīng)COMPARE程度分析發(fā)現(xiàn),在美國國家癌癥研究所(NC1)抗癌藥篩選數(shù)據(jù)庫中,沒有化合物的細胞毒活性與原薯蕷皂苷相似,表明該化合物可能有新的抗癌機制。原薯蕷皂苷含糖量高、極性大、結構復雜,難以分離和純化。原薯蕷皂苷是合成多種甾體激素和甾體避孕藥比較理想的前體,世界上合成甾體激素類藥物多以原薯蕷皂苷為原料。隨著科學技術的提高,原薯蕷皂苷的用途日益廣泛。據(jù)統(tǒng)計,目前全世界年產(chǎn)原薯蕷皂苷3000噸,其中我國年產(chǎn)1500噸,而國際市場的年需求量為6000噸,國內(nèi)年需求量為3000噸,對原薯蕷皂苷的需求缺口很大,發(fā)展原薯蕷皂苷生產(chǎn)的市場前景十分廣闊。因而使這一產(chǎn)業(yè)健康、快速地發(fā)展,對我國甾體激素類藥物生產(chǎn),滿足醫(yī)療保健事業(yè)和計劃生育的要求,增加出口創(chuàng)匯,增加農(nóng)民收入等都有重大意義。薯蕷屬植物中除了含有皂苷外,還含有40%淀粉和50%纖維素及其它微量化學成分。原薯蕷皂苷與纖維素結合存在于細胞壁中,由于植物細胞壁比較堅韌,因而經(jīng)典的酸水解法僅能提取皂苷元。直接酸水解工藝制取原薯蕷皂苷的工藝主要存在如下問題:一是大量的纖維素和淀粉的存在對水解有干擾作用,因而原薯蕷皂苷的收率低;二是原料經(jīng)水解后用水反復洗滌,水消耗量大,在水洗過程中半成品流失嚴重;三是廢水排放量大,大量的副產(chǎn)物沒有得到利用,環(huán)境污染嚴重。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種提取條件溫和、提取完全、活性成分保留完整、對環(huán)境無污染的原薯蕷皂苷生產(chǎn)方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:一種從薯蕷植物中提取原薯蕷皂苷的方法,包括如下步驟:1)將原料薯蕷植物粉碎至10-20目;2)利用復合酶對步驟1)所得原料薯蕷植物進行酶解,所述復合酶由纖維素酶和淀粉酶按重量比3:1組成;3)酶解后過濾,取濾渣造粒,干燥;4)將步驟3)所得造粒物料進行超臨界萃取,控制萃取溫度為50~60℃,萃取壓力15-20MPa,萃取流體為CO2,流量15-30l/h,萃取1~2h;5)將步驟4)含有原薯蕷皂苷的CO2流體進行分離,制得原薯蕷皂苷;其中分離壓力為10~15MPa,溫度為35℃~45℃。上述方法中,步驟1)將原料薯蕷植物粉碎既可將薯蕷植物中的長纖維打斷,又能增加薯蕷植物與復合酶的接觸面積,提高酶的效率;但是粉碎過細會由于淀粉的粘性而成團,反而降低復合酶的效率;粉碎過粗達不到較高的提取效果。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)將原料薯蕷植物粉碎至10-20目提取效果最佳。步驟2)優(yōu)選地,按原料干重的1%~1.5%添加復合酶進行酶解;酶解時加水量為原料干重的2-3倍;酶解pH值6~8,酶解溫度60℃~80℃,酶解時間90mins~120mins。步驟3)優(yōu)選地,利用10目篩網(wǎng)進行過濾;所述干燥溫度40~50℃,干燥2~3h。具體地,一種從薯蕷植物中提取原薯蕷皂苷的方法,包括如下步驟:1)將原料薯蕷植物粉碎至10-20目;2)利用復合酶對步驟1)所得原料薯蕷植物進行酶解,所述復合酶由纖維素酶和淀粉酶按重量比3:1組成;按原料干重的1%~1.5%添加所述復合酶進行酶解;酶解時加水量為原料干重的2-3倍;酶解pH值6~8,酶解溫度60℃~80℃,酶解時間90mins~120mins;3)酶解后利用10目篩網(wǎng)進行過濾,取濾渣造粒,于溫度40~50℃,干燥2~3h;4)將步驟3)所得造粒物料進行超臨界萃取(例如放入萃取釜),控制萃取溫度為50~60℃,萃取壓力15-20MPa,萃取流體為CO2,流量15-30l/h,萃取1~2h;5)將步驟4)含有原薯蕷皂苷的CO2流體進行分離,制得原薯蕷皂苷;其中分離壓力為10~15MPa,溫度為35℃~45℃。本發(fā)明所述薯蕷植物優(yōu)選為穿龍薯蕷、盾葉薯蕷。本發(fā)明所述原薯蕷皂苷CAS號為55056-80-9。本發(fā)明的優(yōu)點是:酶解工藝有效地打破了纖維素對原薯蕷皂苷的束縛,使目標成分能有效釋放出來,同時酶解也改善了薯蕷植物的結構,有利于原料在超臨界CO2中均勻分布,提高了提取的效率。提取完成后,隨著壓力的逐漸降低,CO2變成氣體揮發(fā)掉,減少了殘留,提高了目標成分的純度和得率,使活性成分保持完整,對環(huán)境無污染。具體實施方式以下實施例用于說明本發(fā)明,但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術或條件者,按照本領域內(nèi)的文獻所描述的技術或條件,或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者,均為可通過正規(guī)渠道商購買得到的常規(guī)產(chǎn)品。實施例1本實施例原料采用穿龍薯蕷。一種從薯蕷植物中提取原薯蕷皂苷的方法,包括如下步驟:將原料穿龍薯蕷粉碎至15目,加入原料干重3倍重量的水和原料干重1.5%的復合酶進行酶解120mins;所述復合酶由纖維素酶和淀粉酶按重量比3:1組成;酶解后過濾,取濾渣造粒,造粒后在50℃下干燥2.5h;再進行超臨界萃取,保持CO2流量25l/h,壓力20MPa,萃取溫度55℃;萃取1.5h后放入分離釜進行分離,分離壓力為15MPa,分離溫度為45℃,分離得到原薯蕷皂苷產(chǎn)品。經(jīng)檢測,所得原薯蕷皂苷純度95%,得率95%。實施例2本實施例原料采用盾葉薯蕷。一種從薯蕷植物中提取原薯蕷皂苷的方法,包括如下步驟:將原料盾葉薯蕷粉碎至20目,加入原料干重2倍重量的水和原料干重1%的復合酶進行酶解90mins;所述復合酶由纖維素酶和淀粉酶按重量比3:1組成;酶解后過濾,取濾渣造粒,造粒后在40℃下干燥2h;再進行超臨界萃取,保持CO2流量15l/h,壓力15MPa,萃取溫度50℃;萃取1h后放入分離釜進行分離,分離壓力為10MPa,分離溫度為35℃,分離得到原薯蕷皂苷產(chǎn)品。經(jīng)檢測,所得原薯蕷皂苷純度98%,得率98%。對比例1與實施例1的區(qū)別僅在于酶解采用的復合酶由纖維素酶和淀粉酶按重量比1:1組成。經(jīng)檢測,得到的原薯蕷皂苷產(chǎn)品純度90%,略有降低,得率僅為80%,說明由于纖維素酶比例過低使產(chǎn)品提取不完全。對比例2與實施例2的區(qū)別僅在于超臨界萃取和分離方法不同,本對比例超臨界萃取條件:CO2流量15l/h,壓力15MPa,萃取溫度40℃;萃取1h后放入分離釜進行分離,分離壓力為10MPa,分離溫度為25℃,分離得到原薯蕷皂苷產(chǎn)品。經(jīng)檢測,所得原薯蕷皂苷純度80%,得率75%。說明超臨界溫度條件的改變極大降低了產(chǎn)品的純度和得率。對比例3與實施例1的區(qū)別僅在于酶解后取濾渣不經(jīng)造粒,直接進行超臨界萃取,發(fā)現(xiàn)管路出現(xiàn)堵塞,分離釜出現(xiàn)結塊的現(xiàn)象,嚴重影響萃取過程的進行。經(jīng)檢測,得到的原薯蕷皂苷產(chǎn)品純度70%,含雜質(zhì)嚴重,得率僅為70%,大量原料由于無法充分接觸到CO2而得率較低。雖然,上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述,但在本發(fā)明基礎上,可以對之作一些修改或改進,這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此,在不偏離本發(fā)明精神的基礎上所做的這些修改或改進,均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。