[發明專利]液態發酵盾葉薯蕷制備薯蕷皂苷元的方法

有效

• 申請號: 202011245284.2
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112322685B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 余利巖;劉萬倉;向海波;張濤;龐旭;劉紅宇;蘇靜
• 申請（專利權）人: 中國醫學科學院醫藥生物技術研究所
• 主分類號: C12P33/20
• 分類號: C12P33/20;C12N1/14;C12R1/77
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 任鳳華

本發明公開了液態發酵盾葉薯蕷制備薯蕷皂苷元的方法。該制備薯蕷皂苷元的方法包括用含有盾葉薯蕷的液態培養基培養鐮孢屬真菌，得到薯蕷皂苷元；所述鐮孢屬真菌為鐮孢屬菌種(Fusarium sp.)CPCC 400226。實驗證明，采用本發明的液態發酵培養基，在28℃下液態發酵培養鐮孢屬菌種(Fusarium sp.)CPCC 400226 11天，薯蕷皂苷元的得率為2.48±0.21％。本發明可用于清潔生產薯蕷皂苷元。

技術領域

本發明涉及液態發酵盾葉薯蕷制備薯蕷皂苷元的方法。

背景技術

薯蕷皂苷元(diosgenin，工業上稱之為薯蕷皂素)是合成甾體激素藥物的重要中間體，被譽為“藥用黃金”，市場需求巨大。同時，薯蕷皂苷元具有抗癌、抗炎、抗病毒、抗皮膚老化、抗凝血和抗血栓等生理功能。我國是薯蕷皂苷元的出口大國，約占全球總產量的50％以上。我國特有藥用植物——盾葉薯蕷(Dioscorea zingiberensis C.H.Wright，又名黃姜)是生產薯蕷皂苷元最主要的藥源植物，薯蕷皂苷元也是盾葉薯蕷中最關鍵的活性物質，主要以C-3位糖基化的甾體皂苷的形式存在，含量最高的根狀莖部位以薯蕷皂苷元計最高可達16％。盾葉薯蕷中95％以上的甾體皂苷被大量淀粉和纖維素包裹而存在于植物的細胞壁中，理論上徹底水解這些甾體皂苷即可得到薯蕷皂苷元。但是，植物細胞壁比較堅韌，以及甾體皂苷C-3位糖鏈的位阻效應，使薯蕷皂苷元的制備比較困難。

目前，工業上采用化學酸水解法生產薯蕷皂苷元，即：先用硫酸或鹽酸水解，水解產物再經飽和碳酸鈉溶液洗滌至中性，最后用汽油提取薯蕷皂苷元。酸水解法存在的主要問題是：大量的淀粉及纖維素沒有得到綜合利用，其水解導致濾液的化學需氧量(COD)顯著增高，所得水解產物直接用水反復洗滌至中性，從而導致嚴重的環境污染和水污染。近年來，研究人員進行了一系列的技術改進，主要包括預發酵法、淀粉- 纖維素分離法、酶解發酵法、階梯生物催化協同提取法、糖化-膜回收法、酶解與二氧化碳超臨界萃取偶聯法等。然而，這些方法依然無法擺脫酸水解，其造成的大量廢水、廢酸及副產物對環境的污染不可避免，應用前景有限。因此，國家和地方政府積極支持攻克薯蕷皂苷元可持續潔凈生產的難題，如何從源頭根治污染是薯蕷皂苷元產業化持續發展亟待解決的問題，尋找零污染、無酸化生產薯蕷皂苷元的方法將是今后薯蕷皂苷元生產工藝改進的一個必然方向。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何通過液態發酵高效地制備薯蕷皂苷元，即如何提高液態發酵制備薯蕷皂苷元的得率。

為了解決以上技術問題，本發明提供了制備薯蕷皂苷元的方法。

本發明所提供的制備薯蕷皂苷元的方法，包括用含有盾葉薯蕷的液態培養基培養鐮孢屬真菌，得到薯蕷皂苷元；所述鐮孢屬真菌為鐮孢屬菌種(Fusarium sp.)CPCC400226。

上述方法中，所述液態培養基由麩皮、KH₂PO₄、Na₂HPO₄、盾葉薯蕷、Tween-80和水組成。

上述方法中，所述麩皮可為小麥麩皮。

所述液態培養基中，小麥麩皮的含量可為16-24g/L、Na₂HPO₄的含量可為1.6-2.4g/L、KH₂PO₄的含量可為6.4-9.6g/L、盾葉薯蕷的含量可為25-35g/L、Tween-80的含量可為1.5-2.5g/L。

所述液態培養基中，小麥麩皮的含量具體可為21g/L，Na₂HPO₄的含量具體可為2.1g/L、KH₂PO₄的含量具體可為8.4g/L，盾葉薯蕷的含量具體可為26.5g/L、Tween-80 的含量具體可為1.9g/L。