專利名稱：一種用催化水解法提取黃姜中薯蕷皂素的工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種薯蕷皂素的提取工藝，具體是指一種用催化水解法提取黃姜中薯 蕷皂素的工藝。
背景技術：
薯蕷皂苷元俗稱薯蕷皂素，它具有溶血、降血脂、抗菌、消炎等作用。它還是合成甾 體激素類藥物和留體避孕藥的重要的醫(yī)藥化工原料。其中留體激素藥物應用廣泛，常用于 治療風濕性關節(jié)炎、心腦血管疾病等，并且留體避孕藥對我國計劃生育的基本國策的執(zhí)行 有著重要作用。此外，近年來國內外許多學者都報告薯蕷皂素還有抗腫瘤作用，還有學者報 告治療高血脂和冠心病的中成藥——地奧心血康膠囊的有效成分實際上也是薯蕷皂素。黃 姜中含有豐富的薯蕷皂素，而且生產周期較其他的薯蕷類作物短，被稱為藥用薯蕷的王牌。 現有技術中從黃姜中提取薯蕷皂素的方法常用的有酸水解、酶解、熱水解等。傳統(tǒng)酸水解過程是先將黃姜清洗，曬干，磨為粉狀，加入稀酸后加熱回流一段時 間，進行充分的水解，水解完全后再進行過濾，過濾時需用大量的清水洗滌濾渣直至中性。 將濾渣干燥后，再用有機溶劑如石油醚、汽油、氯仿、丙酮等來提取后，再進行結晶即可得到 薯蕷皂素。但是該生產過程主要存在如下問題一是原料黃姜直接水解不徹底，大量的纖維 素和淀粉的存在對水解有干擾作用，因此薯蕷皂素的收率低；二是原料經過水解后直接用 水多次反復洗滌，不僅水的消耗量大，而且在水洗過程中半成品流失嚴重；三是廢水排放量 大，環(huán)境污染嚴重。酶解法是利用生物酶將黃姜先進行糖化或者發(fā)酵處理，然后采用稀酸水解，提取出薯蕷皂素。此過程充分利用了黃姜等薯蕷作物中的淀粉和葡萄糖，發(fā)酵來制備乙醇，節(jié)約 了成本，但是還是產生了酸性廢水，對環(huán)境具有一定的污染性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種不產生酸性廢水的、環(huán)保的提取黃姜中薯蕷皂素的工 藝。本發(fā)明是通過以下方式實現的—種用催化水解法提取黃姜中薯蕷皂素的工藝，其特征在于將進行了脫 纖維素和淀粉處理的黃姜原料粉碎，得到精制原料；然后向精制原料中加入濃度為 0. 02-0. 20mol/L的催化劑水溶液，加熱加壓進行催化水解，得到水解產物；所述催化劑為 過渡金屬鹽、過渡金屬鹽的聯吡啶絡合物和過渡金屬鹽的三(2-吡啶甲基)胺絡合物中的 一種，或者過渡金屬鹽與該過渡金屬鹽的聯吡啶絡合物混合物，或者該過渡金屬鹽與該過 渡金屬鹽的三(2-吡啶甲基)胺絡合物混合物；所述過渡金屬鹽的陽離子為Sn4+、Al3+、Fe3+、 Zn2\Cu2+中的一種，陰離子為Cr、S042_、N03-中的一種；最后將水解產物用有機溶劑溶解、提 取并結晶，即可得到薯蕷皂素。催化水解反應的溫度為100_300°C。
催化水解反應的壓力為0. 5-3. 5MPa。催化水解反應的時間為30_300min。黃姜原料粉碎后精制得到的原料粒徑為0. 5_5mm。將水解產物干燥并粉碎后用再有機溶劑提取薯蕷皂素。所述有機溶劑為石油醚。每10克精制原料中加入的催化劑的物質的量為3-30mmol。本發(fā)明用催化水解的方法從黃姜中提取薯蕷皂素，避開了傳統(tǒng)方法中酸水解的過 程，從而避免了產生大量酸性廢水，更有利于環(huán)保。并且本發(fā)明中的過渡金屬鹽及其聯吡啶 絡合物和三(2-吡啶甲基)胺絡合物均為常見化合物，催化水解工藝條件也容易達到，可以 推廣應用。
具體實施例方式以下通過具體實施例來進一步說明本發(fā)明實施例1將鮮黃姜根莖，洗凈后粉碎，進行脫纖維素和淀粉處理，然后將剩余固體烘干，冷 卻后粉碎至0. 5mm粒徑大小的精制原料，將原料中薯蕷皂甙的含量提高到15-20%。取精制 原料10. Og,加入含1. 21g的Fe (NO3) 3 · 9H20的150ml水溶液(濃度為0. 02M)，置于高壓反 應釜中，升溫至100°C催化水解。采用水蒸氣作為加壓介質，控制釜內壓力為0. 5MPa，保持 30分鐘，然后冷卻至室溫，將反應后的產物過濾，濾渣置于110°C的烘箱中干燥過夜。將干 燥后含水量為6%的物料置于500ml的圓底燒瓶中加入石油醚(60ml X 3)，在85°C回流提取 240分鐘，回收石油醚，室溫冷卻結晶，過濾，將冷卻析出的晶體烘干得到薯蕷皂素0. 155g。實施例2將鮮黃姜根莖，洗凈后粉碎，進行脫纖維素和淀粉處理，然后將剩余固體烘干，冷 卻后粉碎至2. Omm粒徑大小，將原料中薯蕷皂甙的含量提高到15-20%。取精制原料10. Og, 加入含3. OOgCuSO4 · 5H20的150ml水溶液(濃度為0. 08M)，置于高壓反應釜中，升溫至 150°C催化水解。采用水蒸氣作為加壓介質，控制釜內壓力為0. 8MPa，保持60分鐘，然后冷 卻至室溫，將反應后的產物過濾，濾渣置于60°C的烘箱中干燥過夜。將干燥后含水量為9% 的物料置于500ml的圓底燒瓶中加入石油醚(60ml X 3)，在85°C回流提取240分鐘，回收石 油醚，室溫冷卻結晶，過濾，將冷卻析出的晶體烘干得到薯蕷皂素0. 172g。實施例3將鮮黃姜根莖，洗凈后粉碎，進行脫纖維素和淀粉處理，然后將剩余固體烘干，冷 卻后粉碎至1.0mm粒徑大小的精制原料，將原料中薯蕷皂甙的含量提高到15-20%。取精 制原料10. Og,加入含1. 75g聯吡啶與氯化銅絡合物[(bpy)CuCl2]的150ml水溶液(濃 度為0.04M)，置于高壓反應釜中，升溫至190°C催化水解。采用水蒸氣作為加壓介質，控制 釜內壓力為1. 2MPa，保持90分鐘，然后冷卻至室溫，將反應后的產物過濾，濾渣置于120°C 的烘箱中干燥過夜。將干燥后含水量為3%的物料置于500ml的圓底燒瓶中加入石油醚 (60mlX3)，在85°C回流提取240分鐘，回收石油醚，室溫冷卻結晶，過濾，將冷卻析出的晶 體烘干得到薯蕷皂素0. 187g。實施例4
將鮮黃姜根莖，洗凈后粉碎，進行脫纖維素和淀粉處理，然后將剩余固體烘干，冷卻后粉碎至2. Omm粒徑大小的精制原料，將原料中薯蕷皂甙的含量提高到15-20%。取精制 原料10. Og,加入含2. OOg的AlCl3的150ml水溶液(濃度為0. 1M)，置于高壓反應中，升溫 至210°C催化水解。采用水蒸氣作為加壓介質，控制釜內壓力為1.6MPa，保持150分鐘，然 后冷卻至室溫，將反應后的產物過濾，濾渣置于110°C的烘箱中干燥過夜。將干燥后含水量 為8%的物料置于500ml的圓底燒瓶中加入石油醚(60ml X 3)，在85°C回流提取240分鐘， 回收石油醚，室溫冷卻結晶，過濾，將冷卻析出的晶體烘干得到薯蕷皂素0. 228g。實施例5將鮮黃姜根莖，洗凈后粉碎，進行脫纖維素和淀粉處理，然后將剩余固體烘干，冷 卻后粉碎至5. Omm粒徑大小的精制原料，將原料中薯蕷皂甙的含量提高到15-20%。取精制 原料10. Og,加入含4. 08g的ZnCl2的150ml水溶液(濃度為0. 2M)，置于高壓反應釜中，升 溫30(TC催化水解。采用水蒸氣作為加壓介質，控制釜內壓力為3. 5MPa，保持300分鐘，然 后冷卻至室溫，將反應后的產物過濾，濾渣置于110°C的烘箱中干燥過夜。將干燥后含水量 為8%的物料置于500ml的圓底燒瓶中加入石油醚(60ml X 3)，在85°C回流提取240分鐘， 回收石油醚，室溫冷卻結晶，過濾，將冷卻析出的晶體烘干得到薯蕷皂素0. 149g。實施例6將鮮黃姜根莖，洗凈后粉碎，進行脫纖維素和淀粉處理，然后將剩余固體烘干，冷 卻后粉碎至3. Omm粒徑大小的精制原料，將原料中薯蕷皂甙的含量提高到15-20%。取精制 原料10. Og,加入含1. 75g的聯吡啶氯化銅絡合物[(bpy) CuCl2](濃度為0. 06M)和2. 03g的 CuCl2 ·2Η20(濃度為0. 10Μ)混合催化劑的150ml水溶液，置于高壓反應釜中，升溫至240°C 催化水解。采用水蒸氣作為加壓介質，控制釜內壓力為2. 2MPa，保持180分鐘，然后冷卻至 室溫，將反應后的產物過濾，濾渣置于110的烘箱中干燥過夜。將干燥后含水量為8%的物 料置于500ml的圓底燒瓶中加入石油醚(60ml X 3)，在85°C回流提取240分鐘，回收石油 醚，室溫冷卻結晶，過濾，將冷卻析出的晶體烘干得到薯蕷皂素0. 275g。實施例7將鮮黃姜根莖，洗凈后粉碎，進行脫纖維素和淀粉處理，然后將剩余固體烘干，冷 卻后粉碎至2. Omm粒徑大小的精制原料，將原料中薯蕷皂甙的含量提高到15-20%。取精制 原料10. Og,加入2. 06g的三(2-吡啶甲基)胺氯化鋅絡合物[(TPA) ZnCl2](濃度為0. 03M) 和2. 04g的ZnCl2 (濃度為0. 10M)混合催化劑的150ml水溶液，置于高壓反應釜中，升溫至 200°C催化水解。采用水蒸氣作為加壓介質，控制釜內壓力為2. OMPa，保持240分鐘，然后冷 卻至室溫，將反應后的產物過濾，濾渣置于110的烘箱中干燥過夜。將干燥后含水量為8% 的物料置于500ml的圓底燒瓶中加入石油醚(60ml X 3)，在85°C回流提取240分鐘，回收石 油醚，室溫冷卻結晶，過濾，將冷卻析出的晶體烘干得到薯蕷皂素0. 252g。實施例8將鮮黃姜根莖，洗凈后粉碎，進行脫纖維素和淀粉處理，然后將剩余固體烘干，冷 卻后粉碎至1. Omm粒徑大小的精制原料，將原料中薯蕷皂甙的含量提高到15-20%。取精制 原料10. Og,加入含10. 50g的SnCl4 · 5H20的150ml水溶液(濃度為0. 2M)，置于高壓反應 中，升溫至210°C催化水解。采用水蒸氣作為加壓介質，控制釜內壓力為1.6MPa，保持150 分鐘，然后冷卻至室溫，將反應后的產物過濾，濾渣置于110°C的烘箱中干燥過夜。將干燥后含水量為8%的物料置于500ml的圓底燒瓶中加入石油醚(60ml X 3)，在85°C回流提取240 分鐘，回收石油醚，室溫冷卻結晶，過濾，將冷卻析出的晶體烘干得到薯蕷皂素0. 195g。實施例9將鮮黃姜根莖，洗凈后粉碎，進行脫纖維素和淀粉處理，然后將剩余固體烘干，冷 卻后粉碎至2. Omm粒徑大小的精制原料，將原料中薯蕷皂甙的含量提高到15-20%。取精制 原料10. 0g，加入6. 36g三(2-吡啶甲基)胺氯化鋅絡合物[(TPA) ZnCl2](濃度為0. 09M) 的150ml水溶液，置于高壓反應釜中，升溫至200°C催化水解。采用水蒸氣作為加壓介質， 控制釜內壓力為2. OMPa，保持240分鐘，然后冷卻至室溫，將反應后的產物過濾，濾渣置于 110°C的烘箱中干燥過夜。將干燥后含水量為8%的物料置于500m 1的圓底燒瓶中加入石 油醚(60ml X 3)，在85°C回流提取240分鐘，回收石油醚，室溫冷卻結晶，過濾，將冷卻析出 的晶體烘干得到薯蕷皂素0. 164g。由以上實施例可以知道，用本發(fā)明的工藝提取黃姜中的薯蕷皂素避免了傳統(tǒng)工藝中大量酸性廢水的產生，對環(huán)保具有重大意義。并且本發(fā)明的工藝條件也很容易達到，具有 很強的實用性。
權利要求
一種用催化水解法提取黃姜中薯蕷皂素的工藝，其特征在于將進行了脫纖維素和淀粉處理的黃姜原料粉碎，得到精制原料；然后向精制原料中加入濃度為0.02-0.20mol/L的催化劑水溶液，加熱加壓進行催化水解，得到水解產物；所述催化劑為過渡金屬鹽、過渡金屬鹽的聯吡啶絡合物和過渡金屬鹽的三(2-吡啶甲基)胺絡合物中的一種，或者過渡金屬鹽與該過渡金屬鹽的聯吡啶絡合物混合物，或者該過渡金屬鹽與該過渡金屬鹽的三(2-吡啶甲基)胺絡合物混合物；所述過渡金屬鹽的陽離子為Sn4+、Al3+、Fe3+、Zn2+、Cu2+中的一種，陰離子為Cl-、SO42-、NO3-中的一種；最后將水解產物用有機溶劑溶解、提取并結晶，即可得到薯蕷皂素。
2.根據權利要求1所述的用催化水解法提取黃姜中薯蕷皂素的工藝，其特征在于催 化水解反應的溫度為100-300°C。
3.根據權利要求1所述的用催化水解法提取黃姜中薯蕷皂素的工藝，其特征在于催 化水解反應的壓力為0. 5-3. 5MPa。
4.根據權利要求1所述的用催化水解法提取黃姜中薯蕷皂素的工藝，其特征在于催 化水解反應的時間為30-300min。
5.根據權利要求1所述的用催化水解法提取黃姜中薯蕷皂素的工藝，其特征在于將 黃姜原料粉碎后得到的精制原料粒徑為0. 5-5mm。
6.根據權利要求1所述的用催化水解法提取黃姜中薯蕷皂素的工藝，其特征在于將 水解產物干燥并粉碎后用再有機溶劑提取薯蕷皂素。
7.根據權利要求1所述的用催化水解法提取黃姜中薯蕷皂素的工藝，其特征在于所 述有機溶劑為石油醚。
8.根據權利要求1所述的用催化水解法提取黃姜中薯蕷皂素的工藝，其特征在于每 10克精制原料中加入的催化劑的物質的量為3-30mmol。
全文摘要
一種用催化水解法提取黃姜中薯蕷皂素的工藝，其步驟包括將進行了脫纖維素和淀粉處理的黃姜原料粉碎，得到精制原料；向精制原料中加入濃度為0.02-0.20mol/L的催化劑水溶液，加熱加壓進行催化水解，得到水解產物；所述催化劑為過渡金屬鹽、過渡金屬鹽的聯吡啶絡合物和過渡金屬鹽的三(2-吡啶甲基)胺絡合物中的一種，或過渡金屬鹽與該金屬鹽的聯吡啶絡合物混合物，或者該過渡金屬鹽與該金屬鹽的三(2-吡啶甲基)胺絡合物混合物；最后將水解產物用有機溶劑溶解、提取并結晶，即可得到薯蕷皂素。本發(fā)明用催化水解的方法從黃姜中提取薯蕷皂素，避免了大量酸性廢水的產生，有利于環(huán)保。并且本發(fā)明中的催化劑均為常見化合物，工藝條件也容易達到，可以推廣應用。
文檔編號C07J71/00GK101817868SQ201010156208
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權日2010年4月23日
發(fā)明者胡泉源, 趙濤濤 申請人:湖北大學