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Abstract

本发明提供一种高效制备环黄芪醇的方法，依次包括以下步骤：A.发酵：将黄芪总皂苷装入发酵罐，注入含有复合酶的缓冲液至样品完全被浸没，搅拌后进行催化发酵；B.调碱：催化结束后，将步骤A中得到的发酵液调成碱性溶液，静置1小时；C.逆流萃取：将步骤B中得到的发酵液与萃取剂泵入逆流萃取塔进行萃取；D.将萃取得到的环黄芪醇与萃取剂的混合液真空浓缩。本发明的有益效果为：（1）复合酶发酵技术结合连续逆流萃取技术提取纯化得到高纯度环黄芪醇，转化率高，产品纯度较高；（2）本发明整个工艺完成时间不超过8个小时，操作过程中温度低，保证了环黄芪醇的生物活性，提高了生产效率，降低了能耗，生产成本降低50%以上。

Description

一种高效制备环黄芪醇的方法
技术领域
本发明涉及医药化工领域，具体来说是一种高效制备环黄芪醇的方法。
背景技术
环黄芪醇（CAG）为一种来源于中药黄芪的四环三萜类中环阿屯烷型化合物，分子式为C30H50O5,相对分子量为490.71。环黄芪醇通过对端粒酶的激活作用可以促进淋巴细胞的增殖,从而能够推迟细胞的老化。而目前市场上CAG作为一种有效的创伤修复药和唯一具有激活端粒酶起到抗衰老作用的保健品原料在运用。在抗衰老产品市场有不可替代的作用，具有广阔的市场前景。
黄芪中分离鉴定的皂苷有近20个,大多数为环阿屯烷型四环三萜皂苷,多数皂苷的苷元为环黄芪醇CAG,连接的糖主要有葡萄糖、木糖、鼠李糖，而药材中天然游离的CAG含量较低，直接从药材中提取纯化CAG的成本较高，所以目前国内的生产工艺均是以高含量的黄芪皂苷为原料，利用各种方法打开糖苷键转化生产环黄芪醇，一般的水解方法会生成大量的副产物黄芪醇，且由于两者结构相近，在使用HPLC进行含量测定时不易将两者分开，从而导致测定值比实际值偏高。β-葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶分别是专一性对葡萄糖、木糖糖苷键的水解酶类， 柚苷酶由β-鼠李糖苷酶和β-葡萄糖苷酶组成，可以同时水解鼠李糖和葡萄糖苷键，因为酶解条件温和、专一性强，效率高，这三种水解酶被广泛用于碳苷类化合物的水解生产工艺。
目前国内对环黄芪醇的生产方法的相关报道较少，中国发明专利CN103880910A通过氧化、还原、水解、萃取等步骤纯化制取环黄芪醇，该方法步骤繁琐，转化率低，杂质太多；中国发明专利CN104817610A利用硫酸对中药黄芪粗提物黄芪甲醇进行水解,在一定水解条件下实现黄芪甲醇向环黄芪醇的转化，该方法虽然步骤简单，但是转化效率很低，并且生产条件要求苛刻，难以实现工业化生产。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中环黄芪醇转化效率偏低的缺陷，提供一种高效制备环黄芪醇的方法来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种高效制备环黄芪醇的方法，依次包括以下步骤：
A.发酵：将黄芪总皂苷装入发酵罐，注入含有复合酶的缓冲液至样品完全被浸没，搅拌后进行催化发酵；
B.调碱：催化结束后，将步骤A中得到的发酵液调成碱性溶液，静置1小时；
C.逆流萃取：将步骤B中得到的发酵液与萃取剂泵入逆流萃取塔进行萃取；
D.将萃取得到的环黄芪醇与萃取剂的混合液真空浓缩。
优选地，所述步骤A中的黄芪总皂苷纯度为60%-100%。
优选地，所述步骤A中的复合酶为β-葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶、柚苷酶的混合物。
优选地，所述β-葡萄糖苷酶的质量百分比为40%-60%，所述β-木糖苷酶的质量百分比为10%-20%；所述柚苷酶的质量百分比为20%-50%。
优选地，所述催化发酵在35℃-60℃、pH值为4.0-6.0的条件下进行4-6h。
优选地，所述步骤B中碱性溶液pH值为8.0-10.0。
优选地，所述步骤B使用氢氧化钠或氢氧化钾或两者的混合液做为调碱试剂。
优选地，所述步骤C中的萃取剂为二氯甲烷。
优选地，所述步骤C中的发酵液与萃取剂的流速比为1:2-1:6，萃取温度为20℃-30℃。
优选地，所述步骤D真空浓缩的干燥温度为20℃-30℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：（1）复合酶发酵技术结合连续逆流萃取技术提取纯化得到高纯度环黄芪醇，转化率高，产品纯度较高；（2）传统的提取纯化工艺需要1天，本发明整个工艺完成时间不超过8个小时，操作过程中温度低，保证了环黄芪醇的生物活性，提高了生产效率，降低了能耗，生产成本降低50%以上，适宜于工业化生产。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例说明，说明如下：
实施例1
一种高效制备环黄芪醇的方法为：
（1）发酵：将100%的黄芪总皂苷100克装入发酵罐,注入含有5克复合酶的缓冲液至样品完全被浸没,进行催化发酵；所述酶解所用混合酶制剂中β-葡萄糖苷酶为60%；β-木糖苷酶20%；柚苷酶20%；所述酶解时间为6h，温度为35℃，pH为4.0。
（2）调碱：催化结束后，将步骤（1）中得到的发酵液用氢氧化钠调至pH值为8.0，静置1h。
（3）逆流萃取：将步骤（2）中得到的发酵液和萃取剂二氯甲烷泵入逆流萃取塔进行萃取，发酵液和萃取剂的流速之比为1:2，萃取温度20℃。
（4）将步骤（3）中萃取得到的环黄芪醇与萃取剂的混合液20℃真空浓缩干燥。
经检测本实施例可得到纯度91.2%的环黄芪醇，转化率86.1%。
实施例2
（1）发酵：将60%的黄芪总皂苷100克装入发酵罐,注入含有0.5克复合酶的缓冲液至样品完全被浸没,进行催化发酵；所述酶解所用混合酶制剂中β-葡萄糖苷酶为40%；β-木糖苷酶10%；柚苷酶50%；所述酶解时间为4h，温度为60℃，pH为6.0；
（2）调碱：催化结束后，将步骤（1）中得到的发酵液用氢氧化钾调至pH10.0，静置1h。
（3）逆流萃取：将步骤（2）中得到的发酵液和萃取剂二氯甲烷泵入逆流萃取塔进行萃取，发酵液和萃取剂的流速之比为1:6，萃取温度30℃
（4）将步骤（3）中萃取得到的环黄芪醇与萃取剂的混合液30℃真空浓缩干燥。
经检测本实施例可得到纯度92.4%的环黄芪醇，转化率87.3%。
实施例3
一种高效制备环黄芪醇的方法为：
（1）发酵：将80%的黄芪总皂苷1千克装入发酵罐,注入含有25克复合酶的缓冲液至样品完全被浸没,进行催化发酵；所述酶解所用混合酶制剂中β-葡萄糖苷酶为50%；β-木糖苷酶20%；柚苷酶30%；所述酶解时间为5h，温度为50℃，pH为5.0；
（2）调碱：催化结束后，将步骤（1）中得到的发酵液用氢氧化钠调至pH9.0，静置1h。
（3）逆流萃取：将步骤（2）中得到的发酵液和萃取剂二氯甲烷泵入逆流萃取塔进行萃取，发酵液和萃取剂的流速之比为1:4，萃取温度25℃
（4）将步骤（3）中萃取得到的环黄芪醇与萃取剂的混合液25℃真空浓缩干燥。
经检测本实施例可得到纯度91.7%的环黄芪醇，转化率86.3%。
实施例4
一种高效制备环黄芪醇的方法为：
（1）发酵：将85%的黄芪总皂苷1千克装入发酵罐,注入含有35克复合酶的缓冲液至样品完全被浸没,进行催化发酵；所述酶解所用混合酶制剂中β-葡萄糖苷酶为40%；β-木糖苷酶10%；柚苷酶50%；所述酶解时间为6h，温度为50℃，pH为5.0；
（2）调碱：催化结束后，将步骤（1）中得到的发酵液用氢氧化钠和氢氧化钾混合物调至pH9.0，静置1h。
（3）逆流萃取：将步骤（2）中得到的发酵液和萃取剂二氯甲烷泵入逆流萃取塔进行萃取，发酵液和萃取剂的流速之比为1:5，萃取温度30℃。
（4）将步骤（3）中萃取得到的环黄芪醇与萃取剂的混合液20℃真空浓缩干燥。
将得到的环黄芪醇样品用高压液相色谱仪检测纯度，色谱条件：色谱柱为分析柱Shim-pack VP-ODS C18 （φ250mm×4.6mm，5μm；）；柱温30℃；流动相：0min～13min甲醇：水=75：25，13min～20min甲醇：水=85：15，20min～30min甲醇100%；流速：1 mL/min；上样量为20 μL，ELSD 漂移管温度 80℃，ELSD 气流量 2.1 L/min。
经检测本实施例可得到纯度92.3%的环黄芪醇，转化率85.7%。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种高效制备环黄芪醇的方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
A.发酵：将黄芪总皂苷装入发酵罐，注入含有复合酶的缓冲液至样品完全被浸没，搅拌后进行催化发酵，所述复合酶包括以下质量百分比的组份：
β-葡萄糖苷酶：40％-60％，
β-木糖苷酶：10％-20％；
柚苷酶：20％-50％；
B.调碱：催化结束后，将步骤A中得到的发酵液调成碱性溶液，静置1小时；
C.逆流萃取：将步骤B中得到的发酵液与萃取剂泵入逆流萃取塔进行萃取；
D.将萃取得到的环黄芪醇与萃取剂的混合液真空浓缩。
2.根据权利要求1所述的高效制备环黄芪醇的方法，其特征在于，所述步骤A中的黄芪总皂苷纯度为60％-100％。
3.根据权利要求1所述的高效制备环黄芪醇的方法，其特征在于，所述催化发酵在35℃-60℃、pH值为4.0-6.0的条件下进行4-6h。
4.根据权利要求1所述的高效制备环黄芪醇的方法，其特征在于，所述步骤B中碱性溶液pH值为8.0-10.0。
5.根据权利要求1所述的高效制备环黄芪醇的方法，其特征在于，所述步骤B使用氢氧化钠或氢氧化钾或两者的混合液做为调碱试剂。
6.根据权利要求1所述的高效制备环黄芪醇的方法，其特征在于，所述步骤C中的萃取剂为二氯甲烷。
7.根据权利要求1所述的高效制备环黄芪醇的方法，其特征在于，所述步骤C中的发酵液与萃取剂的流速比为1:2-1:6，萃取温度为20℃-30℃。
8.根据权利要求1所述的高效制备环黄芪醇的方法，其特征在于，所述步骤D真空浓缩的干燥温度为20℃-30℃。
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