一種利用原人參二醇組皂苷大規模轉化生產人參皂苷Rk1的方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用原人參二醇組皂苷為原料大規模生產人參皂苷Rk1的方法，該方法包括在發酵罐中加入原人參二醇組皂苷和水，并通N2保護，經在線滅菌后加入有機酸和催化量的Keggin結構的雜多酸HxYW12O40·nH2O催化劑，其中Y選自P、Si、Fe或Zn，x為3或4，n為0?30的正整數，在80~105℃下反應24~48小時，最后收集反應產物進行純化即可得到高純度的人參皂苷Rk1。本發明工藝簡單易行，副反應少，產物純度高，易于工業化生產。
【專利說明】 一種利用原人參二醇組皂苷大規模轉化生產人參皂苷RkI的
方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種利用原人參二醇組皂苷大規模轉化生產人參皂苷Rkl的方法，屬于生物化工領域。
【背景技術】
[0002]人參是應用歷史最為久遠的名貴藥用植物，其藥用價值早為世人所公認。人參皂苷是人參的標志性成分，是由皂苷元與糖相聯構成的糖苷類化合物。人參皂苷屬于三萜類皂苷，按其皂苷元結構的不同，可分為三種類型:第一類是齊墩果酸皂苷;第二類是原人參二醇型皂苷，有1^1、1^2、肋1、肋2、1^、1?(1等；第三類是原人參三醇型皂苷，有1^、1^、1^1、Rg2、Rhl等，截止到現在，已經研究發現的人參皂苷已經超過50余種。人們對人參皂苷的藥理活性的研究越來越多，包括抗腫瘤作用，提高機體免疫力、抗菌、改善心腦血管供血不足、調節中樞神經系統、抗疲勞、延緩衰老等作用。一些學者對原人參三醇型皂苷Rg3，Rh2以及PH)在心血管、神經方面的作用做了大量研究，結果顯示其有良好的調節作用，在抗腫瘤，降血糖和抗疲勞等方面效果更加顯著。同時也對原人參三醇型皂苷Rgl和Rhl等的活性也做了大量實驗，研究表明其對提高記憶能力，抗腫瘤均有一定的效果。癌癥發病率高，致死率高，因此人們更加關注人參皂苷的抗腫瘤活性。
[0003]人參皂苷可通過五加科植物人參、西洋參、三七、假人參、姜狀三七、竹節參等植物提取獲得，然而皂苷的含量卻十分低，特別是一些稀有皂苷(1^3，1^2，1^5，？?0，1^4，？?1')，含量微乎其微。不同的皂苷抗腫瘤活性也不同，研究表明:齊墩果酸型>原人參二醇型皂苷>原人參三醇型皂苷;苷元>單糖> 多糖;S型皂苷>R型皂苷。目前制備稀有皂苷的方法主要有酸降解、堿降解、生物轉化法和半合成法等等。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種利用原人參二醇組皂苷大規模轉化生產人參皂苷Rkl的方法。具體是以原人參二醇組皂苷為原料，采用相對溫和的有機酸，在發酵罐中定向轉化大規模生產人參皂苷Rkl。
[0005]本發明的實現過程如下:
一種利用原人參二醇組皂苷大規模轉化生產人參皂苷Rkl的方法，包括以下步驟:在發酵罐中加入原人參二醇組皂苷和水，并通N2保護，經在線滅菌后加入有機酸和催化量的Keggin結構的雜多酸HxYW12O4Q.IiH2O催化劑，其中Y選自P、S1、FeSZn，xS3S4，r^0_3(^正整數，在80?105°C下反應24?48小時，最終經沉淀、干燥、純化得到目標產物Rkl。
[0006]所述的原人參二醇組皂苷的濃度為50?300g/L，純度大于80%，水的添加量不大于發酵罐有效容積的70%。
[0007]所述的滅菌溫度為121°C，時間20min，且加熱前通N2進行保護，仏的流速為發酵罐有效容積量的50%/min?200%/min，時間Imin?5min。
[0008]所述的有機酸選自為乳酸、蘋果酸、檸檬酸、α-酮戊二酸、丁二酸、反丁烯酸、丙酮酸，有機酸的濃度為0.01?0.1mol/Lo
[0009]采用工業化色譜柱對目標產物精制純化。
[0010]上述方法制備的人參皂苷Rkl作為原料藥制成硬膠囊、軟膠囊、片劑、沖劑、滴丸或注射劑。
[0011]本發明的積極效果:本發明綜合使用有機酸和雜多酸催化劑，催化效果得到大大提升，將水溶性良好的原人參二醇組皂苷定向轉化為醇溶性(甲醇溶解)的人參皂苷Rkl，轉化率高，收率高，后期精制純化工藝簡單，生產成本低，有利于工業化生產，可顯著提高原料藥及成品藥的市場競爭力。
【附圖說明】
[0012]圖1為原人參二醇組皂苷轉化為人參皂苷Rkl的示意圖；
圖2為人參皂苷Rkl標準品的液相色譜圖；
圖3為本發明方法生產的人參皂苷Rkl的液相色譜圖。
具體實施方案
[0013]下面給出的實施例，是為了便于理解本發明。并不以任何方式限定本發明的權利要求和核心內容。
[0014]實施例1
將有效容積為100L的全自動發酵罐中加入65L的去離子水，然后加入3kg純度為80%的人參皂苷Rbl (雜質為其他類型的人參皂苷及多糖)，通犯，通氣流量為40L/min，持續5min，然后停止通氣開始加熱在線滅菌，滅菌條件為121°C，維持20min。降溫至110°C以下后，補加濃度為0.0lmol/L的無菌檸檬酸溶液4L，50g雜多酸H3PW12O4Q.29H20，然后加熱發酵罐內液體至110 °C并維持48h，同時保持攪拌轉速為200rpm，反應結束后將所有液體放出于容器中靜置12h，棄上清液，將剩余底部含有沉淀的液體約6L離心棄上清液，收集沉淀物并烘干，得到人參皂苷Rkl粗品約1.68kg APLC檢測人參皂苷Rkl的純度為92%。
[0015]對比實例:與上述制備方法類似，不同的是僅使用有機酸或雜多酸，人參皂苷Rkl粗品僅能得到不足1.0kg。
[0016]實施例2
將有效容積為500L的全自動發酵罐中加入300L的去離子水，然后加入5kg純度為95%的人參皂苷Ral(雜質為其他類型的人參皂苷及多糖)，通犯，通氣流量為200L/min，持續4min，然后停止通氣開始在線滅菌，滅菌條件為121°C，維持20min。降溫至110°C以下后，補加濃度為0.0lmol/L的無菌蘋果酸溶液50L，濃度為0.0lmoVL的無菌丁二酸溶液10L，10g雜多酸H3Pffi2O40.6H20，然后加熱發酵罐至120°C并維持24h，同時保持攪拌轉速為150rpm，反應結束后將所有液體放出靜置于容器中24h，棄上清，底部約有100L固液混合物，再加入100L去離子水洗滌一次，再靜置24h后棄上清，將底部混合物攪拌均勻后離心棄上清，收集沉淀物并烘干，得到人參皂苷Rkl粗品約3.1kg，HPLC檢測人參皂苷Rkl的純度為96%。
[0017]實施例3
將有效容積為200L的全自動發酵罐中加入120L的去離子水，然后加入8kg純度為90%的人參皂苷Rd(雜質為其他類型的人參皂苷及多糖)，通犯，通氣流量為160L/min，持續3min，然后停止通氣開始在線滅菌，滅菌條件為121°C，維持20min。降溫至110°C以下后，補加濃度為0.2mol/L的無菌蘋果酸溶液8L，濃度為0.lmol/L的α-酮戊二酸溶液5L，乳酸225mL，20g雜多酸H3SiW12O4Q,然后加熱發酵罐至105°C并維持36h，同時保持攪拌轉速為150rpm，反應結束后將所有液體放出在容器中靜置24h，棄上清，將剩余底部含有沉淀的液體約55L，離心棄上清，再加入40L去離子水洗滌一次，再靜置24h后棄上清，將底部混合物攪拌均勻后離心棄上清，收集沉淀物并烘干，得到人參皂苷Rkl粗品約5.9kg，HPLC檢測人參皂苷Rkl的純度為95%。
[0018]實施例4
將有效容積為200L的全自動發酵罐中加入120L的去離子水，然后加入8kg純度為90%的人參皂苷Rb2(雜質為其他類型的人參皂苷及多糖)，通犯，通氣流量為160L/min，持續3min，然后停止通氣開始在線滅菌，滅菌條件為121°C，維持20min。降溫至110°C以下后，補加濃度為0.lmol/L的α-酮戊二酸溶液7L，乳酸225mL，10g雜多酸H3PW12O4Q.29H20，然后加熱發酵罐至110°C并維持36h，同時保持攪拌轉速為150rpm，反應結束后將所有液體放出在容器中靜置24h，棄上清，將剩余底部含有沉淀的液體約55L，離心棄上清，再加入40L去離子水洗滌一次，再靜置24h后棄上清，將底部混合物攪拌均勻后離心棄上清，收集沉淀物并烘干，得到人參皂苷Rkl粗品約5.04kg，HPLC檢測人參皂苷Rk3的純度為94%。
[0019]實施例5
將有效容積為200L的全自動發酵罐中加入100L的去離子水，然后加入Ikg純度為90%的人參皂苷Rg3(雜質為其他類型的人參皂苷及多糖)，通犯，通氣流量為160L/min，持續3min，然后停止通氣開始在線滅菌，滅菌條件為121°C，維持20min。降溫至110°C以下后，補加濃度為0.lmol/L的α-酮戊二酸溶液lL，10g雜多酸H3SiW12O4Q,然后加熱發酵罐至110°C并維持12h，同時保持攪拌轉速為150rpm，反應結束后將所有液體放出在容器中靜置24h，棄上清，將剩余底部含有沉淀的液體約30L，離心棄上清，再加入30L去離子水洗滌一次，再靜置24h后棄上清，將底部混合物攪拌均勻后離心棄上清，收集沉淀物并烘干，得到人參皂苷Rkl粗品約0.91kg，HPLC檢測人參皂苷Rk3的純度為96%。
【主權項】
1.一種利用原人參二醇組皂苷大規模轉化生產人參皂苷Rkl的方法，其特征在于:在發酵罐中加入原人參二醇組皂苷和水，并通N2保護，經在線滅菌后加入有機酸和催化量的Keggin結構的雜多酸HxYW12O4Q.ηΗ20催化劑，其中Y選自P、S1、FeSZn，xS3S4，r^0_3(^正整數，在80?105°C下反應24?48小時，最終經沉淀、干燥、純化得到目標產物Rkl。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的原人參二醇組皂苷的濃度為50?300g/L，純度大于80%，水的添加量不大于發酵罐有效容積的70%。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的滅菌溫度為121°C，時間20min，且加熱前通N2進行保護。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于:犯的流速為發酵罐有效容積量的50%/min?200%/min，時間 Imin?5min。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的有機酸選自為乳酸、蘋果酸、檸檬酸、α-酮戊二酸、丁 二酸、反丁烯酸、丙酮酸。6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于:所述的有機酸的濃度為0.01?0.1mol/L07.根據權利要求1至6所述的方法，其特征在于:采用工業化色譜柱對目標產物精制純化。8.利用權利要求1所述方法制備的人參皂苷Rkl作為原料藥制成硬膠囊、軟膠囊、片劑、沖劑、滴丸或注射劑。
【文檔編號】C07J17/00GK106008642SQ201610344506
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月24日
【發明人】范代娣, 段志廣, 惠俊峰, 米鈺, 馬沛, 朱晨輝, 李偉娜, 馬曉軒
【申請人】西北大學