[其他]用黑曲霉菌發酵聯產薯蕷皂素和檸檬酸

在審

• 申請號: 101985000008564
• 申請日: 1985-11-19
• 公開（公告）號: CN85108564B
• 公開（公告）日: 1987-02-25
• 發明（設計）人: 趙書申;柳衛莉;姚鼎文;陳四發
• 申請（專利權）人: 湖北省化學研究所
• 代理公司: 華中工學院專利事務所
• 代理人: 紀元;陳志凌

以含薯蕷皂甙的薯蕷屬植物為原料，用黑曲霉菌發酵，可聯合生產薯蕷皂素和檸檬酸兩項產品。通過發酵，薯蕷皂素的分子結構保持不變，并使薯蕷皂素的產率成倍提高；經過發酵，將淀粉轉為檸檬酸進入液相，使投入水解過程的物料減少，酸、溶劑和能量的消耗降低，可使每噸薯蕷皂素的生產成本降低約３萬元。

本發明是一種由薯蕷屬植物提取薯蕷皂素的科學發酵方法。

薯蕷皂素是生產多種甾體藥物的前體，全世界生產的甾體激素，60%以上取材于薯蕷皂素。世界上最大生產國是墨西哥，年產量約500噸，原料品種為菊葉薯蕷和多花薯蕷。其次是我國，原料品種為盾葉薯蕷和穿龍薯蕷，其它如危地馬拉、波多黎哥、印度等國都有一定量的生產。預計1985年世界年產量（不包括我國）將增長為2400噸，平均每年增長速度為10%。

早期，生產薯蕷皂素的方法是直接酸水解法-將薯蕷片放入水解罐中，用一定濃度的硫酸或鹽酸催化水解，然后用有機溶劑從水解物中浸提薯蕷皂素，糖和淀粉留在廢渣廢液中。這種方法水解不徹底，皂素得率低，一般達到2%左右。

若經預發酵處理，可使產量提高17～48%，然而，現行的預發酵處理是將薯蕷片潑水加濕，成堆堆放，自然發酵，或稱為自酵發酵。有的在池中浸泡發酵，有的加入外源酶促進發酵。上述方法簡便易行但不科學，名曰自酶發酵，實則雜菌發酵，空氣和水中的任何菌種都可參加，往往造成霉變。穿龍、盾葉、福州和蜀葵葉等薯蕷根莖，發霉后皂素得量高，但熔點降低，經分離可得到表-絲蘭皂甙元和絲蘭皂甙元酮，未經發霉的則沒有。這兩種衍生物的出現，使產品質量不合要求，同時使產量下降。特別是氣候條件對自酶發酵影響大，發酵條件和發酵程度很難控制。某皂素廠因一場突降的大雨使三、四十噸正在發酵的黃姜片全部霉壞，失去提取價值而被迫倒掉。自酶發酵不僅難于有效地促進水解提高得率，而且經常由于局部霉變，使薯蕷皂素結構改變，轉變為其他衍生物，降低產品熔點，拉大熔距，造成更大損失。因而，絕大多數廠家的皂素得率仍然在2～2.2%。

為尋求提高皂素得率和利用淀粉的途徑，Rothock，J.W.等曾用土曲霉MF-118菌株酶解D.barbasco薯蕷皂素產率未超出直接酸水解法水平;四川生物所曾進行過預發酵提高薯蕷皂素產率及淀粉綜合利用方面的研究，并提出“盾葉薯蕷在預發酵過程中有種能影響皂甙轉化為皂甙元的酶存在，當適合這種酶催化的條件存在時，其酶活性強，就能促進皂素產率的提高。反之，當這種酶活性受到破壞后，雖然按預發酵條件處理，都不能提高皂素產率”，因而，“不經預發酵，當酒精發酵時的高溫、高壓蒸料，就起到了殺滅皂甙酶的作用，故不能提高皂素產率。”亦即酒母在發酵過程中產生的酶，不能使皂甙降解為次級甙，因而不能取代“自酶發酵”;一年后，陜西省輕工業研究所將盾葉薯蕷粉碎后即行蒸煮、糖化，接入1300^＃酵母進行酒精發酵，每百斤薯蕷生產96度酒精12.65斤（淀粉出酒率27.3%），生產皂素0.78斤（原料中皂素含量0.9至1.5%）。

他們只著眼于利用淀粉，對酵母發酵能否提高皂素得率未加以探討。本發明為根治“自酶發酵”的弊病，篩選了幾種純種黑曲霉菌，進行了多次發酵實驗，然后取直接酸水解法提取的總皂甙元，和純種黑曲霉菌發酵后，又經酸水解而提取的總皂甙元，與薯預皂素標樣對照，進行薄層分析，得到了兩對色斑。第一對色斑R_f＝0.45，與標樣的R_f值完全一致，可見這種色斑就是薯蕷皂素的色斑。第二對色斑小而色淺，R_f＝0.85，這是共存的其他皂甙元或其衍生物的色斑，除此以外未見其他明顯色斑。

將發酵和未發酵的兩類總皂甙元樣品，分次經氧化鋁干柱吸附后，先后用乙醚和苯洗脫，得到兩個洗脫峰，分別收集產物，測定紅外光譜。結果，這兩類樣品的乙醚洗脫物的紅外光譜是相同的ν〈`;film;max`〉cm^-1;1057（C₃-OH和△⁵），986，926＜904，868（25R螺留烷），與薩德勒商品譜圖S-092對照可判定為薯蕷皂素;質譜M/Z：414（M⁺），139（基峰）282，300，經庫檢索也可判定為薯蕷皂素。這兩類樣品的苯洗脫物的紅外光譜也相同，它們是同一衍生物。