劍麻麻膏水解工藝研究

廖 青，黃尚順，覃佑康,，李華鋒,，王 俊，秦高雄,，黃轉(zhuǎn)香

(1.廣西眾益生物科技有限公司，廣西 崇左 532100；2.廣西化工研究院，廣西 南寧 530001)

劍麻麻膏水解工藝研究

廖 青1，黃尚順2，覃佑康1,2，李華鋒1,2，王 俊2，秦高雄1,2，黃轉(zhuǎn)香1

(1.廣西眾益生物科技有限公司，廣西 崇左 532100；2.廣西化工研究院，廣西 南寧 530001)

以劍麻麻膏為原料，水為溶劑，采用濃硫酸酸解法制備水解物，考察了水解時間、硫酸質(zhì)量濃度、麻膏與濃硫酸質(zhì)量比對水解收率及水解物含量的影響。以高效液相色譜為檢測手段，通過單因素和正交設(shè)計實驗確定了水解的最佳工藝條件：水解時間8h，硫酸質(zhì)量濃度15%，麻膏與濃硫酸質(zhì)量比1∶1。在此條件下水解物收率68.56%，水解物含量12.55%。

劍麻麻膏；水解；劍麻皂素；高效液相色譜

劍麻麻膏是劍麻汁液經(jīng)自然發(fā)酵或酶發(fā)酵后干燥而成的黑褐色固體物質(zhì)，主要含有劍麻皂甙元和其他多種甾體皂甙元，可用來合成200多種激素類藥物，是重要的激素類藥物中間體[1]。在麻膏中，甾體皂甙的C3位和C26位通過皂甙鍵與糖鏈相連[2]，無法提取出甾體皂甙元。因此，要制備劍麻皂甙元，必須水解皂苷鍵，將劍麻皂甙降解為不溶于水的皂甙元，然后再提取、分離及純化。

劍麻膏水解制備劍麻水解物，傳統(tǒng)工藝是以濃硫酸或濃鹽酸作催化劑進行水解反應(yīng)，使劍麻膏中皂甙降解成皂甙元及糖基后，過濾，用水洗至pH=5～7，濾餅干燥后即為水解物產(chǎn)品[3-5]。本文在傳統(tǒng)水解工藝的基礎(chǔ)上，考察各種影響因素，進行反復(fù)實驗對比和研究，尋求最佳工藝。

1 實驗部分

1.1 儀器和原料

島津CTO-20A高效液相色譜儀（配RID-10A示差折光檢測器），HW-2000色譜工作站，電子調(diào)溫電熱套，干燥烘箱。

劍麻麻膏，劍麻皂素標(biāo)準(zhǔn)品，濃硫酸，無水乙醇等。

1.2 實驗步驟

在裝有電動攪拌器、溫度計、回流冷凝管的2000mL三口燒瓶中加入水、濃硫酸、粉碎過的劍麻麻膏200g，攪拌升溫至103℃，在此溫度下水解反應(yīng)一定時間。反應(yīng)完畢，趁熱過濾，濾餅用80℃熱水沖洗，直至濾液pH值為中性，將所得濾餅烘干得水解物，稱重計算水解收率。

1.3 單因素實驗

根據(jù)水解反應(yīng)機理，分別考察反應(yīng)時間（A）、硫酸的質(zhì)量濃度（B）、麻膏與硫酸質(zhì)量比（C）3個因素對水解收率和水解物含量的影響。

1.4 正交設(shè)計實驗

在單因素實驗基礎(chǔ)上，選取以上三因素進行L16(45) 正交設(shè)計實驗，以水解物中實際皂素量（水解物重量×水解物含量）作為評價指標(biāo)。

1.5 產(chǎn)品含量分析

采用高效液相色譜示差法對水解物進行定量分析，從而確定水解物的含量。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 單因素實驗結(jié)果

2.1.1 水解時間對含量及收率的影響

固定水1000mL、濃硫酸200g、麻膏200g、溫度103℃，改變水解時間，考察其對含量及收率的影響，結(jié)果見表1。

表1 水解時間對含量及收率的影響Table 1 Effect of hydrolysis time on the content and yield

從表1可看出，隨著時間的增加，水解物中劍麻皂素的含量增加，水解物收率降低，但8h以后水解物中實際皂素量變化不明顯。這可能是因為8h后總皂甙已經(jīng)水解完全，隨著時間的延長，其它有機質(zhì)被慢慢降解溶于水中，造成水解物產(chǎn)量降低，含量升高，總皂素量基本不變。高含量水解物對劍麻皂素提取有利，可以降低單位酒精消耗，但若一味地追求水解物含量，會造成水解時間的延長，增加能耗和生產(chǎn)設(shè)備的損耗。綜合考慮，水解反應(yīng)時間應(yīng)控制在24h以內(nèi)為宜。

2.1.2 水解硫酸質(zhì)量濃度對含量及收率的影響

固定濃硫酸200g、麻膏200g、溫度103℃、反應(yīng)時間8h，改變水的加入量以改變硫酸質(zhì)量濃度，考察硫酸質(zhì)量濃度對含量及收率的影響，結(jié)果見表2。

表2 水解硫酸質(zhì)量濃度對含量及收率的影響Table 2 Effect of hydrolysis acid concentration on the content and yield

從表2可看出，隨著酸濃度的增加，水解物的含量先增后減，收率逐漸降低，水解物中實際皂素量也是先增加后減少。其原因可能是：酸濃度低時，水解反應(yīng)不完全，酸濃度高時，水解物被氧化。而且高濃度硫酸會產(chǎn)生較大量的酸解廢水，增加廢水處理成本。因此，水解酸濃度選15%為宜。

2.1.3 麻膏與濃硫酸質(zhì)量比對含量及收率的影響

固定麻膏200g、溫度103℃、反應(yīng)時間8h，硫酸質(zhì)量濃度15%，改變麻膏與濃硫酸的質(zhì)量比，考察其對含量及收率的影響，結(jié)果見表3。

從表3可看出，隨著麻膏與濃硫酸配比的提高，水解物的含量先增后減，收率則逐漸降低，水解物中實際皂素量也是先增加后減少。因此，麻膏與濃硫酸的質(zhì)量比以1∶1為宜。

表3 麻膏與濃硫酸質(zhì)量比對含量及收率的影響Table 3 Effects of ratios of hemp paste and sulfuric acid content and yield

2.2 正交設(shè)計實驗結(jié)果

正交實驗因素水平表見表4，正交實驗結(jié)果見表5。

表4 正交實驗因素水平表Table 4 Factors of orthogonal experiment

表5 正交實驗結(jié)果Table 5 Results of orthogonal experiment

由表5可知，對水解物總產(chǎn)量的影響大小順序為B＞ C ＞A ，即酸濃度最大，麻膏與濃硫酸配比其次，水解時間影響最低。正交實驗最優(yōu)選的方案為A2B3C3。結(jié)合單因素實驗結(jié)果，確定最佳條件為：水解時間8h，硫酸質(zhì)量濃度15%，麻膏與濃硫酸質(zhì)量比1∶1。

3 結(jié)論

（1）劍麻麻膏硫酸水解法最佳工藝條件為：水解時間8h，硫酸質(zhì)量濃度15%，麻膏與濃硫酸質(zhì)量比1∶1。在此條件下水解物收率68.56%，水解物含量12.55%。

（2）在該條件下生產(chǎn)的水解物，含量高，雜質(zhì)少，在提取生產(chǎn)中能降低單位酒精消耗和蒸汽等能源消耗，為工業(yè)化生產(chǎn)提供了技術(shù)參數(shù)。

[1] 李華鋒，覃佑康，等. 劍麻皂甙元高效液相色譜分析方法[J]. 化工技術(shù)與開發(fā)，2013，42(8)：60-62.

[2] 彭勝良.一種從劍麻渣榨汁提取劍麻皂素的方法：中國，103087143A[P].2013-5-8.

[3] 李亞飛，張容霞，等.改進的替告皂甙元提取工藝：中國，1446820A[P].2003-10-8.

[4] 陳延鏞，馬資化，顏邦寧.皂甙元生產(chǎn)工藝研究-用溶劑汽油提取替告皂甙元[J].醫(yī)藥工業(yè)，1978(10)：7-8.

[5] 高士武，宋克平，等.提取分離高含量替可吉寧工藝方法：中國，93107668.4[P].1993.

Study on Hydrolysis Process of Sisal Paste

LIAO Qing1, HUANG Shang-shun2, QIN You-kang1,2, LI Hua-feng1,2, WANG Jun2, QIN Gao-xiong1,2, HUANG Zhuan-xiang1
(1. Guangxi Zhongyi Biology Technology Limited Company, Chongzuo 532100, China;2.Guangxi Research Institute of Chemical Industry, Nanning 530001, China)

Hydrolysis process of sisal paste catalyzed by concentrated sulfuric acid was studied. Hydrolysis time, sulfuric acid concentration, sisal paste and concentrated sulfuric acid ratio affected the hydrolysis yield and the saponin content of sisal hydrolysate were investigated. Through single factor experiments, orthogonal experiments and HPLC detector, the optimum preparation process was determined: hydrolysis time 8h, acid concentration 15%, sisal paste and concentrated sulfuric acid ratio 1:1. Under the conditions, the yield of sisal hydrolysate reached to 62%, and the saponin content of sisal hydrolysate was 13.26%.

sisal paste; hydrolysis; tigogenin; high performance liquid chromatography

TQ 946.83

A

1671-9905(2014)04-0008-03

廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃項目(桂科攻1355003-15, 桂科攻12118008-1)；廣西自然科學(xué)基金資助項目(桂科自2011GXNSFA018047)

廖青(1985-)，男，廣西眾益生物科技有限公司助理工程師，主要從事植物提取研究，Tel：15240673014，E-mail：lq530004@163.com

2014-02-10