CN108558977A - 一种从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于医药中间体领域，具体公开了一种从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法，包括以下步骤：(1)向含麦角甾醇的淀粉发酵物中加入溶剂与皂化剂，得到待滤液I；(2)将待滤液I冷却并过滤；(3)向滤渣中加入提取剂，搅拌得到待滤液II；(4)将待滤液II冷却并过滤；(5)将滤液进行蒸馏，得到结晶物；(6)将结晶物收集，加入提取剂重新溶解，加入脱色剂，搅拌得到待滤液III；(7)将待滤液III趁热过滤，收集滤液，缓慢冷却即析出麦角甾醇粗产品；(8)将收集的麦角甾醇粗产品中加入重结晶溶剂，加热然后缓慢降温，收集结晶物，即得到麦角甾醇产品。本发明工艺流程短；资源浪费少，节约资源；产品纯度高；有害杂质少，保护环境。

Description

一种从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法

技术领域

本发明属于医药中间体领域，具体为一种从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法。

背景技术

麦角甾醇又称麦角固醇。麦角固醇是微生物细胞膜的重要组成部份，对确保细胞膜的完整性，膜结合酶的活性，膜的流动性，细胞活力以及细胞物质运输等起着重要作用。麦角甾醇是生产维生素D2的前体，也是生产激素类药物的中间体，可用来生产可的松。有维生素D2的作用。

传统的麦角甾醇合成方法以微生物发酵辅以传统的化学合成与分离为主，其生产工艺路线如下：ERG9→鲨烯ERG1→环氧鲨烯ERG7→羊毛甾醇ERG11→4,4-二甲基-胆甾-8,14,24-三烯醇ERG24→4,4-二甲基酵母甾醇ERG25→酵母甾醇ERG6→粪甾醇ERG2→上位甾醇ERG3→麦角-5,7,24(28)三烯醇ERG5→麦角-5,7,22,24(28)四烯醇ERG4→麦角甾醇。其中ERG9为编码的蛋白为鲨烯合成酶，催化2分子焦磷酸法呢酯形成麦角甾醇生物合成途径中第一个固醇分子，是麦角甾醇合成的直接前体，由生物酶克隆定向净化得到。该工艺步骤繁琐，副反应多，时空收率低，三废处理困难，生产成本高，导致产品售价偏高，市场供应不足。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法，降低麦角甾的制备成本。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法，包括以下步骤：

(1)皂化：向含麦角甾醇的淀粉发酵物中加入溶剂与皂化剂，在35～63℃下，搅拌6～18小时，得到待滤液I；

(2)过滤I：将步骤(1)中待滤液I冷却至40℃以下，进行过滤；

(3)提取：向步骤(2)过滤得到的滤渣中加入提取剂，在40～60℃下，搅拌2-18小时，得到待滤液II；

(4)过滤II：将步骤(3)中待滤液II冷却至40℃以下，进行过滤；

(5)蒸馏：将步骤(4)中过滤收集的滤液进行蒸馏，得到结晶物；

(6)脱色：将步骤(5)中结晶物收集，加入提取剂重新溶解，加入脱色剂，在65～70℃下，搅拌1～2小时，得到待滤液III；

(7)结晶：将步骤(6)待滤液III趁热过滤，收集滤液，冷却至-20～5℃，收集析出物得麦角甾醇产品。

优选地，在步骤(1)中，所述溶剂为甲醇、乙醇和二氯甲烷中的一种或几种；溶剂与淀粉发酵物的质量比为(1.2～1.8)：1。

优选地，步骤(1)的皂化剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种；皂化剂与淀粉发酵物的质量比为(0.02～0.07)：1。

优选地，步骤(3)的提取剂为三氯甲烷、乙酸乙酯和石油醚中的一种或几种；提取剂与淀粉发酵物的质量比为(0.6～1.2)：1。

优选地，步骤(6)的脱色剂为活性炭和硅藻土中的一种或两种，脱色剂与结晶物的质量比为(0.18～0.22)：1。

优选地，在步骤(7)中，冷却速度为0.5～1℃/min。

优选地，还包括步骤：

(8)重结晶：将步骤(7)收集的麦角甾醇产品加入重结晶溶剂，加热到50-60℃，然后以1～2℃/min的速度降温到-20℃～30℃，收集结晶物，即得到重结晶的麦角甾醇。

优选地，所述的重结晶溶剂为三氯甲烷和乙醇中的一种或几种，重结晶溶剂与麦角甾醇产品的质量比为(4.29～76.2)：1。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供一种新的麦角甾醇生产工艺。与传统麦角甾醇生产工艺相比，本发明工艺流程短，提取率高(提取率稳定在0.1％以上，最高可达0.2％)，与化学合成法相比，资源浪费少，节约资源，降低了生产成本。得到的麦角甾醇产品纯度高，纯度不低于98wt％，产品质量优于目前市售产品(市售产品纯度不高于98％)，产生的有害杂质少，保护环境。

进一步地，当提取的麦角甾醇通过本发明的重结晶工艺进行重结晶后，麦角甾醇的纯度最高可达到99.5wt％。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

申请人在生产实践中发现，通过某些特定发酵工艺的淀粉发酵物中含有麦角甾醇。尽管已经知晓，一些发酵体系中含有麦角甾醇，且已经在实验室中通过提取的方式获得了麦角甾醇，但是，由于淀粉发酵物中所含有的代谢产物和组分的不同，仍需要通过仔细、全面的研究才能寻找到一个适合于淀粉发酵物的提取工艺，以便在保持较好的提取率的同时，尽可能减少杂质的提取，以及通过特殊的后处理方法剔除提取物中引入的淀粉发酵物中特有的杂质。发明人通过开展从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的试验研究，成功提取出了麦角甾醇产品。与现有的繁琐的生化合成法相比，从淀粉发酵物中提取麦角甾醇步骤相对较少，设备投资与消耗低，因而生产成本相对较低，具有较大的市场竞争力。提取过程安全、环保，不影响提取后淀粉发酵物的后续处理，是一种环境友好型工艺。本发明提供了一种从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的工艺，该工艺具有工艺流程短、产品质量好、三废排放少、提取率高、生产成本低等优点。

本发明从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)皂化：称量一定重量的含麦角甾醇的淀粉发酵物，按一定比例加入溶剂与皂化剂，通过加热控制温度在35～63℃，搅拌6～18小时。

(2)过滤I：将步骤(1)中物料冷却至40℃，然后过滤，滤液回收。

(3)提取：将步骤(2)过滤得到的滤渣按一定比例加入提取剂，通过加热控制温度在40～60℃，搅拌2～18小时。

(4)过滤II：将步骤(3)中物料冷却至40℃，然后过滤。

(5)蒸馏：将步骤(4)收集的滤液进行加热蒸馏，冷凝回收提取剂。提取剂蒸发后，逐渐析出结晶物。

(6)脱色：将步骤(5)中结晶物收集，按一定比例加入提取剂和脱色剂，通过加热控制温度在65～70℃，搅拌1-2小时。

(7)结晶：将步骤(6)物料趁热过滤，收集滤液，缓慢冷却至-20～5℃，逐渐析出白色晶体，收集结晶物，即得到麦角甾醇粗产品。

(8)重结晶：将步骤(7)中收集的粗产品加入到一定比例的重结晶溶剂中，缓慢加热至50～60℃，然后缓慢降温至-20～30℃，收集析出的结晶，即得到麦角甾醇产品。

根据本发明的一些具体实施例，步骤(2)、(4)所述的冷却采用循环冷却水。步骤(7)与(8)冷却采用低温冷冻液。

根据本发明的一些具体实施例，步骤(2)(4)过滤所用的过滤机不限于形式，能达到过滤效果即可。

根据本发明的一些具体实施例，步骤(1)(3)(5)(6)(8)加热介质不限于种类，能达到加热效果即可。

根据本发明的一些具体实施例，经步骤(8)得到的麦角甾醇产品纯度不低于98％。更进一步，采用本发明工艺得到的麦角甾醇的纯度为98wt％～99.5wt％，该纯度可根据客户需求通过调整工艺参数实现。

本发明工艺所涉及的装置及其连接关系可以根据所述工艺将常规装置进行连接以实现所述效果即可，并无特定的限制。

本发明提供一种新的麦角甾醇生产工艺。与传统麦角甾醇生产工艺相比，本发明工艺流程短，投资与生产成本低，市场竞争力较强，具有较大的商业价值；

本发明工艺稳定可靠，得到的麦角甾醇产品纯度不低于98wt％，最高可达99.5wt％，产品质量优于目前市售产品；麦角甾醇产品提取率(麦角甾醇产品质量/淀粉发酵物原料质量)稳定的在0.1％以上，最高可达0.2％。

本发明采用的溶剂、皂化剂、提取剂、脱色剂、重结晶溶剂等都是大宗产品，来源广泛，可有效控制提取成本；

本发明提取过程安全、环保，通过适当的环保措施，三废排放很少；提取麦角甾醇产品后，未增加有害杂质，不影响淀粉发酵物的后续处理与使用。

为了更好的解释本发明的内容，以下通过具体实施例来对本发明作进一步的说明，但不应将其理解为本发明的保护范围仅限于此，本发明的发明内容中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本发明中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

(1)皂化：称量淀粉发酵物1kg，加入到带搅拌的容器中，加入乙醇1.2kg，加热维持温度在50-60℃，加入氢氧化钾70g，搅拌16小时。然后冷却至室温。

(2)过滤I：采用真空抽滤，回收乙醇。

(3)提取：将步骤(2)中滤渣加入带搅拌的容器中，加入乙酸乙酯1.2kg，加热维持温度50-60℃，搅拌8小时。然后冷却至室温。

(4)过滤II：采用真空抽滤，收集滤液。

(5)蒸馏：步骤(4)中收集的滤液在常压下加热蒸馏，冷凝回收乙酸乙酯。残留物冷至室温后过滤，得到浅棕色固体。

(6)脱色：将步骤(5)得到的结晶物加入到密闭容器中，加入750g三氯甲烷，搅拌至完全溶解，加入活性炭1g，搅拌2小时。

(7)结晶：将步骤(6)趁热过滤，蒸发掉三氯甲烷，得白色固体0.7g，即为麦角甾醇产品。

实施例2

(1)皂化：称量淀粉发酵物5kg，加入到带搅拌的容器中，加入甲醇1.8kg，二氯甲烷4.2kg；加热维持温度在35-45℃，加入氢氧化钠250g，搅拌12小时。然后冷却至25℃。

(2)过滤I：采用真空抽滤，回收甲醇与二氯甲烷。

(3)提取：将步骤(2)中滤渣加入带搅拌的容器中，加入三氯甲烷5kg，加热维持温度50-60℃，搅拌8小时。然后冷却至室温。

(4)过滤II：采用真空抽滤，收集滤液。

(5)蒸馏：步骤(4)中收集的滤液在常压下加热蒸馏，冷凝回收三氯甲烷。残留物冷至室温后过滤，得到麦角甾醇粗产品4.7g。

实施例3

(1)皂化：称量淀粉发酵物1kg，加入到带搅拌的容器中，加入甲醇1.2kg，加热维持温度在50-55℃，加入氢氧化钠50g，搅拌18小时。然后冷却至室温。

(2)过滤I：采用真空抽滤，回收甲醇。

(3)提取：将步骤(2)中滤渣加入带搅拌的容器中，加入石油醚1.2kg，加热维持温度40-50℃，搅拌18小时。然后冷却至室温。

(4)过滤II：采用真空抽滤，收集滤液。

(5)蒸馏：步骤(4)中收集的滤液在常压下加热蒸馏，冷凝回收石油醚。残留物冷至室温后过滤，得到浅棕色麦角粗产品。

(6)脱色：将步骤(5)得到的粗产品加入到密闭容器中，加入三氯甲烷600g，加热至50℃，搅拌至完全溶解，加入硅藻土1g，搅拌2小时。

(7)结晶：将步骤(6)趁热过滤，收集滤液，按照0.5℃/min的降温速度冷却至-10℃，抽滤得白色固体1.2g，即为麦角甾醇粗产品。

实施例4

(1)皂化：称量淀粉发酵物5kg，加入到带搅拌的容器中，加入甲醇9kg，加热维持温度在58-63℃，加入氢氧化钠300g，搅拌8小时。然后冷却至室温。

(2)过滤I：采用真空抽滤，回收甲醇。

(3)提取：将步骤(2)中滤渣加入带搅拌的容器中，加入乙酸乙酯3kg，加热维持温度60℃，搅拌2小时。然后冷却至室温。

(4)过滤II：采用真空抽滤，收集滤液。

(5)蒸馏：步骤(4)中收集的滤液在常压下加热蒸馏，冷凝回收乙酸乙酯。残留物冷至室温后过滤，得到结晶物11.0g。

(6)脱色：将步骤(5)得到的结晶物加入到密闭容器中，加入1.0kg乙酸乙酯剂，加热至65℃，搅拌至完全溶解，加入活性炭2g，于65～70℃搅拌2小时。

(7)将步骤(6)趁热过滤，收集滤液，按照1℃/min的降温速度冷却至-20℃，抽滤得白色固体7.0g，即为麦角甾醇粗产品。

(8)将步骤(7)中粗产品加入到300g乙醇中，加热至60℃，至粗产品完全溶解，然后按照1℃/min的降温速度降温至30℃，抽滤得白色固体，真空干燥后得6.3g产品。提取率为0.126％，经分析，产品纯度为98.1％。

实施例5

(1)皂化：称量淀粉发酵物10kg，加入到带搅拌的容器中，加入氢氧化钠200g，加入甲醇12kg，加热维持温度在55-60℃，搅拌7.5小时。然后冷却至30℃。

(2)过滤I：采用真空抽滤，回收甲醇。

(3)提取：将步骤(2)中滤渣加入带搅拌的容器中，加入乙酸乙酯8kg，加热维持温度55-60℃，搅拌2小时。然后冷却至室温。

(4)过滤II：采用真空抽滤，收集滤液。

(5)蒸馏：步骤(4)中收集的滤液在常压下加热蒸馏，冷凝回收乙酸乙酯。残留物冷至室温后过滤，得到结晶物12.0g。

(6)脱色：将步骤(5)得到的结晶物加入到密闭容器中，加入2.0kg乙酸乙酯，加热至65℃，搅拌至完全溶解，加入硅藻土2.5g，于65℃搅拌2小时。

(7)结晶：将步骤(6)趁热过滤，收集滤液，按照0.5℃/min的降温速度冷却至5℃。抽滤得白色固体10.5g，即为麦角甾醇粗产品。

(8)重结晶：将步骤(7)中粗产品加入到800g三氯甲烷中，加热至50℃，至粗产品完全溶解，按照2℃/min的降温速度降温至-10℃，抽滤得白色固体，真空干燥后得9.4g产品。

提取率为0.094％，经分析，产品纯度为98.5％。

实施例6

(1)皂化：称量淀粉发酵物15kg，加入到带搅拌的容器中，加入氢氧化钠0.9kg，加入甲醇20kg，加热维持温度在55-60℃，搅拌6小时。然后冷却至室温。

(2)过滤I：采用真空抽滤，回收甲醇。

(3)提取：将步骤(2)中滤渣加入带搅拌的容器中，加入乙酸乙酯18kg，加热维持温度55-60℃，搅拌4小时。然后冷却至25℃。

(4)过滤II：采用真空抽滤，收集滤液。

(5)蒸馏：步骤(4)中收集的滤液在常压下加热蒸馏，冷凝回收乙酸乙酯。残留物冷至室温后过滤，得到结晶物36.0g。

(6)脱色：将步骤(5)得到的结晶物加入到密闭容器中，加入3.0kg乙酸乙酯，加热至65℃，搅拌至完全溶解，加入活性炭8g，于65℃搅拌1小时。

(7)结晶：将步骤(6)趁热过滤，收集滤液，按照1℃/min的降温速度冷却至5℃。抽滤得白色固体33.2g，即为麦角甾醇粗产品。

(8)重结晶：将步骤(7)中粗产品加入到1500g乙醇中，加热至60℃，至粗产品完全溶解，按照1℃/min的降温速度降温至-20℃，抽滤得白色固体，真空干燥后得27.5g产品。

提取率为0.183％，经分析，产品纯度为99％。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)皂化：向含麦角甾醇的淀粉发酵物中加入溶剂与皂化剂，在35～63℃下，搅拌6～18小时，得到待滤液I；

(2)过滤I：将步骤(1)中待滤液I冷却至40℃以下，进行过滤；

(3)提取：向步骤(2)过滤得到的滤渣中加入提取剂，在40～60℃下，搅拌2-18小时，得到待滤液II；

(4)过滤II：将步骤(3)中待滤液II冷却至40℃以下，进行过滤；

(5)蒸馏：将步骤(4)中过滤收集的滤液进行蒸馏，得到结晶物；

(6)脱色：将步骤(5)中结晶物收集，加入提取剂重新溶解，加入脱色剂，在65～70℃下，搅拌1～2小时，得到待滤液III；

(7)结晶：将步骤(6)待滤液III趁热过滤，收集滤液，冷却至-20～5℃，收集析出物得麦角甾醇产品。

2.根据权利要求1所述的从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述溶剂为甲醇、乙醇和二氯甲烷中的一种或几种；溶剂与淀粉发酵物的质量比为(1.2～1.8)：1。

3.根据权利要求1所述的从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法，其特征在于，步骤(1)的皂化剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种；皂化剂与淀粉发酵物的质量比为(0.02～0.07)：1。

4.根据权利要求1所述的从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法，其特征在于，步骤(3)的提取剂为三氯甲烷、乙酸乙酯和石油醚中的一种或几种；提取剂与淀粉发酵物的质量比为(0.6～1.2)：1。

5.根据权利要求1所述的从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法，其特征在于，步骤(6)的脱色剂为活性炭和硅藻土中的一种或两种，脱色剂与结晶物的质量比为(0.18～0.22)：1。

6.根据权利要求1所述的从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法，其特征在于，在步骤(7)中，冷却速度为0.5～1℃/min。

7.根据权利要求1所述的从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法，其特征在于，还包括步骤：

(8)重结晶：将步骤(7)收集的麦角甾醇产品加入重结晶溶剂，加热到50-60℃，然后以1～2℃/min的速度降温到-20℃～30℃，收集结晶物，即得到重结晶的麦角甾醇。

8.根据权利要求7所述的从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法，其特征在于，所述的重结晶溶剂为三氯甲烷和乙醇中的一种或几种，重结晶溶剂与麦角甾醇产品的质量比为(4.29～76.2)：1。