[发明专利]一种从黄姜中无污染提取薯蓣皂素的新工艺

说明书

技术领域

 本发明涉及植物有效成分提取技术，具体涉及一种从黄姜中无污染提取薯蓣皂素的新工艺。

背景技术

薯蓣皂素又称薯蓣皂苷元，化学名为异螺环-5-烯-3β-醇，分子式为C₂₇H₄₂O₃，是生产甾体激素类药物的基础原料，存在于薯蓣类植物的根茎中，在薯蓣类植物中又以盾叶薯蓣（俗名黄姜）的薯蓣皂素含量最高。传统工业生产是以黄姜为主要原料，将黄姜洗净、粉碎，用无机酸溶液（盐酸或者硫酸溶液）水解，过滤、然后水洗并干燥过滤物，用石油醚或者汽油提取薯蓣皂素，最后浓缩结晶干燥得到薯蓣皂素成品。

    该传统工业生产工艺虽工艺简单、操作简便，但存在以下问题：一、黄姜中除含约2%～5%的薯蓣皂素外，还含有40%的淀粉、50%的纤维素和少量色素等，薯蓣皂素通过 C₃ 位的糖苷键与糖类物质结合形成薯蓣皂苷存在于植物细胞壁中，在用酸水解时由于淀粉和纤维素等糖类物质的干扰，薯蓣皂苷不能完全释放出来，导致薯蓣皂素的产率较低；二、在用酸水解时，一般为盐酸或者硫酸，对设备的腐蚀大，用水洗涤时耗水量极大，并且很难洗干净，排出的废水酸性强、COD浓度高、环境污染严重，废水处理成本高，完全处理存在技术困难；三、在用石油醚或汽油提取薯蓣皂素后剩余的废渣中因混有酸难以利用，造成资源的极大浪费。

    近年来国内外出现了很多传统无机酸水解改进工艺，如在酸水解前将皂苷与淀粉和纤维素类物质分离开，然后用无机酸溶液水解皂苷获得薯蓣皂素，此类工艺薯蓣皂素得率较高，但废水中含有的酸对环境污染仍然较大；或者使用非无机酸水解工艺，比如用离子交换树脂催化法、离子液体催化法、热分解处理法等方法来生产薯蓣皂素，此类工艺对环境几乎无污染，但生产成本较高，生产工艺以及废渣的利用也尚处于探索阶段。因而急需开发一种低成本、绿色高效、适合工业化生产的薯蓣皂素清洁化生产新工艺。

发明内容

本发明旨在解决薯蓣皂素传统生产工艺中皂素产率较低、废水污染大、废渣浪费严重等制约皂素产业健康发展的难点问题，以提供一种低成本、无污染、资源可循环利用、皂素产率高的清洁化生产新工艺。

 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种从黄姜中无污染提取薯蓣皂素的新工艺，包括如下步骤：

（1）原料预处理：将新鲜的黄姜洗净、切片、烘干、粉碎、过筛；

（2）提取薯蓣皂苷：将黄姜粉用溶剂并辅以其它手段连续重复提取，提取后过滤得到滤液和滤渣，滤液即为薯蓣皂苷提取液；

（3）制备固体酸：将滤渣烘干、磨碎，加入浓硫酸进行碳化、磺化，用水洗至中性，烘干后即得炭基固体酸催化剂；

 （4）固体酸水解：将皂苷提取液用固体酸水解；

 （5）提取薯蓣皂素：将上述水解物过滤，用有机溶剂萃取滤渣中的薯蓣皂素，并浓缩、结晶、干燥，得到薯蓣皂素成品。

 所述步骤（1）中，黄姜烘干的温度为50～120℃，时间12～48h，烘干后粉碎并过20～100目筛。

所述步骤（2）中，溶剂为工业酒精、水中的任意一种或其组合，工业酒精与水组合的体积比为1:1～5，溶剂与黄姜粉的ml/g比值为2～20:1。

所述步骤（2）中辅以其它手段，其它手段指用超声波或表面活性剂强化提取皂苷，超声时间范围为10～60min，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或其组合，溶剂中所加表面活性剂的质量分数为0.1～10%，在50～100℃水浴中连续提取1～5h，重复提取1～4次。

 所述步骤（3）中，滤渣烘干温度为50～120℃，时间6～12h，然后按滤渣与浓硫酸的质量比1:3～30的比例混合，搅拌速度300～800r/min，搅拌时间12～24h，再碳化、磺化；按固体酸质量与水体积比1:3～5的比例于50～90℃的水浴中水洗固体酸，水洗次数4～8次，水洗后置于50～120℃烘箱烘干，时间4～12h。

  所述步骤（4）中，按50ml的皂苷提取液中加入2～20g制得的固体酸，在60～90℃的水浴中水解2～12h。

  所述步骤（5）中，所用有机溶剂为石油醚或汽油，在60～80℃水浴中回流提取2～4h，重复提取1～3次。

    本发明的有益效果：