剑麻麻膏水解工艺研究

廖 青，黄尚顺，覃佑康,，李华锋,，王 俊，秦高雄,，黄转香

(1.广西众益生物科技有限公司，广西 崇左 532100；2.广西化工研究院，广西 南宁 530001)

剑麻麻膏水解工艺研究

廖 青1，黄尚顺2，覃佑康1,2，李华锋1,2，王 俊2，秦高雄1,2，黄转香1

(1.广西众益生物科技有限公司，广西 崇左 532100；2.广西化工研究院，广西 南宁 530001)

以剑麻麻膏为原料，水为溶剂，采用浓硫酸酸解法制备水解物，考察了水解时间、硫酸质量浓度、麻膏与浓硫酸质量比对水解收率及水解物含量的影响。以高效液相色谱为检测手段，通过单因素和正交设计实验确定了水解的最佳工艺条件：水解时间8h，硫酸质量浓度15%，麻膏与浓硫酸质量比1∶1。在此条件下水解物收率68.56%，水解物含量12.55%。

剑麻麻膏；水解；剑麻皂素；高效液相色谱

剑麻麻膏是剑麻汁液经自然发酵或酶发酵后干燥而成的黑褐色固体物质，主要含有剑麻皂甙元和其他多种甾体皂甙元，可用来合成200多种激素类药物，是重要的激素类药物中间体[1]。在麻膏中，甾体皂甙的C3位和C26位通过皂甙键与糖链相连[2]，无法提取出甾体皂甙元。因此，要制备剑麻皂甙元，必须水解皂苷键，将剑麻皂甙降解为不溶于水的皂甙元，然后再提取、分离及纯化。

剑麻膏水解制备剑麻水解物，传统工艺是以浓硫酸或浓盐酸作催化剂进行水解反应，使剑麻膏中皂甙降解成皂甙元及糖基后，过滤，用水洗至pH=5～7，滤饼干燥后即为水解物产品[3-5]。本文在传统水解工艺的基础上，考察各种影响因素，进行反复实验对比和研究，寻求最佳工艺。

1 实验部分

1.1 仪器和原料

岛津CTO-20A高效液相色谱仪（配RID-10A示差折光检测器），HW-2000色谱工作站，电子调温电热套，干燥烘箱。

剑麻麻膏，剑麻皂素标准品，浓硫酸，无水乙醇等。

1.2 实验步骤

在装有电动搅拌器、温度计、回流冷凝管的2000mL三口烧瓶中加入水、浓硫酸、粉碎过的剑麻麻膏200g，搅拌升温至103℃，在此温度下水解反应一定时间。反应完毕，趁热过滤，滤饼用80℃热水冲洗，直至滤液pH值为中性，将所得滤饼烘干得水解物，称重计算水解收率。

1.3 单因素实验

根据水解反应机理，分别考察反应时间（A）、硫酸的质量浓度（B）、麻膏与硫酸质量比（C）3个因素对水解收率和水解物含量的影响。

1.4 正交设计实验

在单因素实验基础上，选取以上三因素进行L16(45) 正交设计实验，以水解物中实际皂素量（水解物重量×水解物含量）作为评价指标。

1.5 产品含量分析

采用高效液相色谱示差法对水解物进行定量分析，从而确定水解物的含量。

2 实验结果与讨论

2.1 单因素实验结果

2.1.1 水解时间对含量及收率的影响

固定水1000mL、浓硫酸200g、麻膏200g、温度103℃，改变水解时间，考察其对含量及收率的影响，结果见表1。

表1 水解时间对含量及收率的影响Table 1 Effect of hydrolysis time on the content and yield

从表1可看出，随着时间的增加，水解物中剑麻皂素的含量增加，水解物收率降低，但8h以后水解物中实际皂素量变化不明显。这可能是因为8h后总皂甙已经水解完全，随着时间的延长，其它有机质被慢慢降解溶于水中，造成水解物产量降低，含量升高，总皂素量基本不变。高含量水解物对剑麻皂素提取有利，可以降低单位酒精消耗，但若一味地追求水解物含量，会造成水解时间的延长，增加能耗和生产设备的损耗。综合考虑，水解反应时间应控制在24h以内为宜。

2.1.2 水解硫酸质量浓度对含量及收率的影响

固定浓硫酸200g、麻膏200g、温度103℃、反应时间8h，改变水的加入量以改变硫酸质量浓度，考察硫酸质量浓度对含量及收率的影响，结果见表2。

表2 水解硫酸质量浓度对含量及收率的影响Table 2 Effect of hydrolysis acid concentration on the content and yield

从表2可看出，随着酸浓度的增加，水解物的含量先增后减，收率逐渐降低，水解物中实际皂素量也是先增加后减少。其原因可能是：酸浓度低时，水解反应不完全，酸浓度高时，水解物被氧化。而且高浓度硫酸会产生较大量的酸解废水，增加废水处理成本。因此，水解酸浓度选15%为宜。

2.1.3 麻膏与浓硫酸质量比对含量及收率的影响

固定麻膏200g、温度103℃、反应时间8h，硫酸质量浓度15%，改变麻膏与浓硫酸的质量比，考察其对含量及收率的影响，结果见表3。

从表3可看出，随着麻膏与浓硫酸配比的提高，水解物的含量先增后减，收率则逐渐降低，水解物中实际皂素量也是先增加后减少。因此，麻膏与浓硫酸的质量比以1∶1为宜。

表3 麻膏与浓硫酸质量比对含量及收率的影响Table 3 Effects of ratios of hemp paste and sulfuric acid content and yield

2.2 正交设计实验结果

正交实验因素水平表见表4，正交实验结果见表5。

表4 正交实验因素水平表Table 4 Factors of orthogonal experiment

表5 正交实验结果Table 5 Results of orthogonal experiment

由表5可知，对水解物总产量的影响大小顺序为B＞ C ＞A ，即酸浓度最大，麻膏与浓硫酸配比其次，水解时间影响最低。正交实验最优选的方案为A2B3C3。结合单因素实验结果，确定最佳条件为：水解时间8h，硫酸质量浓度15%，麻膏与浓硫酸质量比1∶1。

3 结论

（1）剑麻麻膏硫酸水解法最佳工艺条件为：水解时间8h，硫酸质量浓度15%，麻膏与浓硫酸质量比1∶1。在此条件下水解物收率68.56%，水解物含量12.55%。

（2）在该条件下生产的水解物，含量高，杂质少，在提取生产中能降低单位酒精消耗和蒸汽等能源消耗，为工业化生产提供了技术参数。

[1] 李华锋，覃佑康，等. 剑麻皂甙元高效液相色谱分析方法[J]. 化工技术与开发，2013，42(8)：60-62.

[2] 彭胜良.一种从剑麻渣榨汁提取剑麻皂素的方法：中国，103087143A[P].2013-5-8.

[3] 李亚飞，张容霞，等.改进的替告皂甙元提取工艺：中国，1446820A[P].2003-10-8.

[4] 陈延镛，马资化，颜邦宁.皂甙元生产工艺研究-用溶剂汽油提取替告皂甙元[J].医药工业，1978(10)：7-8.

[5] 高士武，宋克平，等.提取分离高含量替可吉宁工艺方法：中国，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

广西科学研究与技术开发计划项目(桂科攻1355003-15, 桂科攻12118008-1)；广西自然科学基金资助项目(桂科自2011GXNSFA018047)

廖青(1985-)，男，广西众益生物科技有限公司助理工程师，主要从事植物提取研究，Tel：15240673014，E-mail：lq530004@163.com

2014-02-10