一种芥子油苷及其代谢产物异硫氰酸苄酯的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种芥子油苷及其代谢产物异硫氰酸苄酯的制备方法，包括以下步骤：灭酶后的玛咖粉首先采用超临界CO2萃取将脂溶性成分萃取出来，然后冷析将甾醇等杂质除掉，接着用酶催化醇解法将萃取物中的油脂乙酯化，最后经两级分子蒸馏得到异硫氰酸苄酯和芥子油苷。本发明仅使用乙醇作为溶剂，生产安全、无毒、无污染，且工艺简单，易于规模化生产。
【专利说明】一种芥子油苷及其代谢产物异硫氰酸苄酯的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种芥子油苷及其代谢产物异硫氰酸苄酯的制备方法，具体来说是灭酶后的玛咖粉首先采用超临界CO2萃取将脂溶性成分萃取出来，然后冷析将留醇等杂质除掉，接着用酶催化醇解法将萃取物中的油脂乙酯化，最后经两级分子蒸馏得到异硫氰酸苄酯和芥子油苷。本发明属于天然有机化学领域。
【背景技术】
[0002]芥子油苷及其代谢产物异硫氰酸苄酯是玛咖的重要成分，它们可以作为化学合成雌激素的替代品。另有研究表明芥子油苷及其异硫氰酸酯类物质具有对抗多种癌症的功效。
[0003]苄基芥子油苷和间甲氧基苄基芥子油苷对很多肿瘤尤其是胃肠系统的肿瘤具有良好预防作用；异硫氰酸苄酯具有高度的生物活性，如杀菌、抑制血小板聚集等作用，对恶性细胞有选择抑制作用，能够降低人们患肺癌、胃癌、前列腺癌、肠道癌、乳腺癌的危险。
[0004]目前芥子油苷多以有机溶剂提取，然后酸处理，最后大孔树脂吸附或逆流色谱等精制，生产过程中产生大量酸性废水，易造成极大的环境污染，且产量低；异硫氰酸苄酯的提取和分离未见报道。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种简单易实现连续生产芥子油苷及其代谢产物异硫氰酸苄酯的方法。
[0006]本发明的目的是通过如下技术方案实现:
[0007]—种芥子油苷及其代谢产物异硫氰酸苄酯的制备方法，包括如下步骤:
[0008]步骤一:超临界CO2萃取
[0009]灭酶后的玛咖粉采用超临界CO2萃取，萃取压力控制在15.0?24.0MPa之间，萃取温度控制在46.0?65.(TC之间，CO2流量控制在每公斤原料15?30L/h，萃取50.0min?100.0min后，经分离得萃取物，萃取结束；
[0010]所述分离采用二级分离，一级分离压力控制在6.0?9.0Mpa之间，一级分离温度控制在30.0?50.(TC之间，二级分离压力控制在4.5?6.0Mpa之间，二级分离温度控制在30.0 ?50.(TC之间。
[0011]步骤二:冷析
[0012]先将萃取物脱水，再将脱水萃取物与无水乙醇混合，以1.0?5.(TC /h的降温速度开始搅拌冷析，每30.0?60.0min搅拌一次,每次搅拌1.0?5.0min,当到达静态冷析温度-10.0?5.(TC时，停止搅拌，静态冷析6.0?24.0h后，过滤除掉留醇等杂质，得到冷析液；
[0013]所述脱水萃取物和无水乙醇的质量比为:100: (60?200)。
[0014]步骤三:酶催化醇解
[0015]向冷析液中加NovoZym435固定化酶，反应温度控制在30?60°C之间；搅拌反应2?6h后，过滤固定化酶，将醇溶液减压回收后，得到含异硫氰酸苄酯和芥子油苷的醇解液；
[0016]所述萃取物和固定化酶的质量比为100: (I?8)。
[0017]步骤四:三级分子蒸馏分离
[0018]含异硫氰酸苄酯和芥子油苷的醇解液，经一级分子蒸馏，除掉易挥发性组分，二级蒸馏得到异硫氰酸苄酯，三级分子蒸馏除掉脂肪酸乙酯，得到芥子油苷；
[0019]所述一级分子蒸馏真空度为50.0?100.0Pa，一级蒸馏温度为70.0?100.(TC，一级冷凝温度5.0?10.(TC。
[0020]所述二级分子蒸馏真空度为25.0?50.0Pa，二级蒸馏温度为100.0?130.(TC，二级冷凝温度10.0?20.(TC。
[0021]所述三级分子蒸馏真空度为5.0?25.0Pa，三级蒸馏温度为140.0?180.(TC，三级冷凝温度25.0?50.(TC。
[0022]本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0023]1、本发明采用超临界C02萃取，不仅萃取温度低，而且不使用溶剂，萃取萃取过程安全，无毒，避免了有效成分受热破坏。
[0024]2、本发明采用三级串联超临界CO2萃取，两釜处于萃取状态，一釜处于卸料、装料状态，可实现半连续化生产，大大提高了生产效率。
[0025]3、本发明采用酶催化醇解，避免了采用皂化等酸碱操作造成有效成分的破坏，工艺过程中无需水洗，进而不会造成芥子油苷水解，同时也无酸碱等污水产生。
[0026]4、本发明中仅使用乙醇作为溶剂，因而安全、无毒、无污染。
[0027]5、本发明采用分子蒸馏分离异硫氰酸苄酯和芥子油苷，不仅减少了高温对萃取物有效成分的破坏，而且避免了有机溶剂参与，产物无溶剂残留。
[0028]6、本发明在获得产品异硫氰酸苄酯和芥子油苷的同时可以获得副产物脂肪酸乙酯。
[0029]7、本发明异硫氰酸苄酯和芥子油苷不仅得率高，而且产品纯度高。
[0030]8、本发明过程简单，物料损失低，易实现工业生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本发明的工艺流程图。
[0032]图2为本发明的萃取装置图。
[0033]图3为异硫氰酸苄酯标准品气相色谱图。
[0034]图4为本发明实施例1超临界CO2萃取物气相色谱图。
[0035]图5为本发明实施例1制得异硫氰酸苄酯气相色谱图。
【具体实施方式】
[0036]通过如下实施例及其附图对本发明作进一步的详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
[0037]实施例1
[0038]一种芥子油苷及其代谢产物异硫氰酸苄酯的制备方法，步骤及其条件如下:
[0039]步骤一:三级超临界CO2萃取
[0040]10.0Okg玛咖(含异硫氰酸苄酯3.54%，芥子油苷4.05% )微波灭酶后，粉碎至100目，采用三级串联超临界CO2萃取，如图2所示，三个串联的萃取釜1、萃取釜2、萃取釜3连接两个串联的分离釜1、分离釜2，CCV流量为300L/h，萃取压力为16.0MPa，萃取温度为65.(TC，一级分离压力为6.5Mpa，一级分离温度为50.(TC，二级分离压力为4.5Mpa，二级分离温度为50.(TC,萃取100.0min后，从分离爸I和2中放出萃取物；采用三级串联超临界CO2萃取，两釜处于萃取状态，一釜处于卸料、装料状态，可实现半连续化生产，大大提高了生产效率。
[0041]所述步骤二:冷析
[0042]用分液漏斗将萃取物分液除掉水层，得到1.1lkg脱水萃取物，然后向脱水萃取物中加入0.70kg无水乙醇，以4.0°C /h的降温速度开始搅拌冷析，每30.0min搅拌一次，每次搅拌1.0min,当到达静态冷析温度-5.(TC时，停止搅拌，静态冷析6.0h后，抽滤除掉留醇等杂质，得到冷析液；
[0043]步骤三:酶催化醇解
[0044]向冷析液中加25.0g Novozym435固定化酶(诺维信公司)，控制反应温度为35.(TC，搅拌反应6.0h后，过滤固定化酶，将醇溶液减压回收后，得到含异硫氰酸苄酯和芥子油苷的醇解液。
[0045]步骤四:分子蒸馏分离
[0046]含异硫氰酸苄酯和芥子油苷的醇解液经一级分子蒸馏除掉易挥发组分后，经二级分子蒸馏得到354.5g异硫氰酸苄酯(含量为80.23%，萃取率为80.34%),经三级分子蒸馏除掉脂肪酸乙酯，得到489.4g芥子油苷(含量为74.51%，总得率为90.03%)；
[0047]所述一级分子蒸馏真空度为50.0Pa, 一级蒸馏温度为80.(TC，一级冷凝温度5.0°C, 二级分子蒸馏真空度为25.0Pa, 二级蒸馏温度为110.(TC，二级冷凝温度10.(TC，三级分子蒸馏真空度为5.0Pa.，三级蒸馏温度为150.(TC，三级冷凝温度25.(TC。
[0048]所述芥子油苷含量检测方法见NY/T1103.3——2006硫代葡萄糖苷的测定。
[0049]实施例2
[0050]一种芥子油苷及其代谢产物异硫氰酸苄酯的制备方法，除以下不同外，其他步骤及其工艺条件同实施例1:
[0051](I)步骤一:C(V流量为240L/h，萃取压力为20.0MPa，萃取温度为55.(TC，萃取时间为75.0min，一级分尚压力为7.5Mpa，一级分尚温度为40.0 C，_■级分尚压力为5.0Mpa，二级分离温度为40.(TC，获得1.19kg脱水萃取物。
[0052](2)步骤二:加入无水乙醇的质量为1.05kg，间歇搅拌每30.0min搅拌一次，每次搅拌3.0min,间歇搅拌降温速度为3.(TC /h，静态冷析温度为0.(TC，静态冷析时间为12.0h。
[0053](3)步骤三:加入固定化酶的质量为60.0g，反应温度为45.(TC，搅拌反应4.0h。
[0054](4)步骤四:所述一级分子蒸馏真空度为80.0Pa，一级蒸馏温度为90.0°C，一级冷凝温度8.(TC，二级分子蒸馏真空度为35.0Pa，二级蒸馏温度为120.(TC，二级冷凝温度15.(TC，三级分子蒸馏真空度为15.0Pa.，三级蒸馏温度为160.(TC，三级冷凝温度35.(TC，得到361.3g异硫氰酸苄酯(含量为81.09%，萃取率为82.76% )和493.6g芥子油苷(含量为75.12%，总得率为91.55% ) ?
[0055]实施例3
[0056]一种芥子油苷及其代谢产物异硫氰酸苄酯的制备方法，除以下不同外，其他步骤及其工艺条件同实施例1:
[0057](I)步骤一:C02流量为180L/h，萃取压力为24.0MPa，萃取温度为46.(TC，萃取时间为50.0min，一级分尚压力为8.5Mpa，一级分尚温度为30.0 C，_■级分尚压力为6.0Mpa，二级分离温度为30.(TC，获得1.25kg脱水萃取物。
[0058](2)步骤二:加入无水乙醇的质量为1.20kg,间歇搅拌每60.0min搅拌一次，每次搅拌5.0min,间歇搅拌降温速度为2.(TC /h，静态冷析温度为5.(TC，静态冷析时间为18.0h。
[0059](3)步骤三:加入固定化酶的质量为90.0g，反应温度为55.(TC，搅拌反应2.0h。
[0060](4)步骤四:一级分子蒸馏真空度为100.0Pa，一级蒸馏温度为100.(TC，一级冷凝温度10.(TC，二级分子蒸馏真空度为45.0Pa，二级蒸馏温度为130.(TC，二级冷凝温度20.(TC，三级分子蒸馏真空度为25.0Pa，三级蒸馏温度为175.(TC，三级冷凝温度45.(TC，得到367.7g异硫氰酸苄酯(含量为81.85%，萃取率为85.01% )和490.9g芥子油苷(含量为75.46%，总得率为91.46% ) ?
【权利要求】
1.一种芥子油苷代谢产物异硫氰酸苄酯的制备方法，包括如下步骤: 步骤一:超临界CO2萃取 将灭酶后的玛咖粉采用超临界CO2萃取，萃取压力控制在15.0?24.0MPa之间，萃取温度控制在46.0?65.(TC之间，CO2流量控制在每公斤原料15?30L/h，萃取50.0min?100.0min后，经分离得到萃取物； 步骤二:冷析 先将萃取物脱水，再将脱水萃取物与无水乙醇混合，以1.0?5.(TC /h的降温速度开始搅拌冷析，当达到静态冷析温度-10.0?5.(TC时，停止搅拌，静态冷析6.0?24.0h后，过滤除杂后，得到冷析液； 步骤三:酶催化醇解反应 向冷析液中加Novozym435固定化酶,反应温度控制在30?60°C之间；搅拌反应2?.6h后，过滤固定化酶，将醇溶液减压回收后，得到含异硫氰酸苄酯和芥子油苷的醇解液； 步骤四:分子蒸馏分离 含异硫氰酸苄酯和芥子油苷的醇解液，经一级分子蒸馏，除掉易挥发性组分，经二级分子蒸馏即得到异硫氰酸苄酯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一所述分离包括一级分离和二级分离，其中一级分离压力控制在6.0?9.0Mpa之间，一级分离温度控制在30.0?50.(TC之间，二级分离压力控制在4.5?6.0Mpa之间，二级分离温度控制在30.0?50.(TC之间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二所述搅拌是每30.0?60.0min搅拌一次，每次搅拌1.0?5.0min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二所述脱水萃取物和无水乙醇的质量比为:100: (60 ?200)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三所述脱水萃取物和固定化酶的质量比为100: (I?8)。
6.根据权利要求1?5任意一项所述的方法，其特征在于，步骤四所述一级分子蒸馏的条件:真空度为50.0?100.0Pa，蒸馏温度为70.0?100.(TC，冷凝温度为5.0?10.(TC。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤四所述二级分子蒸馏的条件:真空度为25.0?50.0Pa,蒸馏温度为100.0?130.(TC，冷凝温度为10.0?20.(TC。
8.一种芥子油苷的制备方法，其特征在于，权利要求1?7中任意一项方法的步骤四所述醇解液经三级分子蒸馏除掉脂肪酸乙酯，即得到芥子油苷。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述三级分子蒸馏的条件:真空度为.5.0?25.0Pa,蒸馏温度为140.0?180.(TC，冷凝温度为25.0?50.(TC。
【文档编号】C07H15/14GK104356178SQ201410717306
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】木立忠, 郑武, 张之会 申请人:丽江百岁坊生物科技开发有限公司