薯蓣皂苷元是薯蓣属植物中薯蓣皂苷的配基,主要以薯蓣皂苷的形式与纤维素结合存在于细胞壁中。薯蓣皂苷元是异螺旋甾烷的衍生物,在植物体内是以薯蓣皂苷配基形式存在的,即在C3位通过皂苷键与糖链相连进而与植物细胞壁紧密连接。由于盾叶薯蓣皂苷元的结构特征和它在植物体内的存在形式,决定了提取它的步骤:首先必须使薯蓣皂苷元与植物细胞壁分开,再断开薯蓣皂苷元与糖连接的苷键,使薯蓣皂苷元游离出来,利用它的亲脂性,用丙酮或石油醚把它提取出来,
盾叶薯蓣叶工业上用高标号的汽油来提取。
酸水解是使苷键断裂生成苷元和糖。传统的提取薯蓣皂苷元的方法是采用Rothrock法,即直接将盾叶薯蓣根茎用硫酸水解成苷元,然后用有机溶剂提取薯蓣皂苷元。郭文松等报道,用盐酸作为水解酸比硫酸好,工艺简单,效果差异不大,同时以盐酸为水解液时,加压法比常压法水解苷元收率高,缺点是盐酸对不锈钢设备有严重腐蚀。薯蓣皂苷元在植物体内存在形式的复杂性,使直接酸水解法仅能提取1/4的皂苷元,且此法费时很多,薯蓣皂素收率较低,由于使用溶剂汽油,易发生危险;另外,盾叶薯蓣中的淀粉和纤维素等其它成分也在酸水解过程中被破坏而不能利用,因此该工艺不够理想。
一般认为预发酵法可提高薯蓣皂苷元的收率。预发酵法有自然发酵法、酶解法、微生物发酵法。王元兰报道用蒸馏水浸泡药材干粉,置于39℃的恒温箱中发酵。并筛选出提取条件,即:发酵48 h,水解4 h,抽提物pH=7,回流速度25min/次,皂苷元的提取率达到最佳值为3.358%。另有报道,在发酵过程中加入果胶酶、苦杏仁酶和植物生长激素2,4,5-三氯苯氧乙酸、吲哚-3-乙酸,均可提高产率。还有用黑曲霉菌株对盾叶薯蓣发酵也可提高产率。这样的工艺既提高了皂苷收率,反应条件也比较温和,保持了有效成分的本来理化性质。但自然发酵法影响因素较多,产品质量不稳定。
从盾叶薯蓣中首先分离出植物纤维和淀粉,剩余部分再经自然发酵提取薯蓣皂苷元。该法比不分离出植物纤维和淀粉而直接进行自然发酵的常规方法能将薯蓣皂苷元的收率提高5%。
4 CO2超临界萃取薯蓣皂苷元的工艺研究
葛发欢等报道用CO2超临界萃取法从盾叶薯蓣中提取薯蓣皂苷元的研究,其萃取薯蓣皂苷元的条件为:萃取压力29 MPa,温度55℃;分离方法一为压力10MPa,温度60℃;分离方法二为压力5.6 MPa,温度45℃;分离柱压力18 MPa,温度为7O℃,CO2流量为每千克原料每小时12kg;萃取时间3h;夹带剂为药用酒精。和传统的汽油法比较,收率提高了1.5倍,生产周期大大缩短,避免了使用汽油引起易燃易爆的危险,且成本相差不大。但存在设备一次投资过大的缺点。此外,利用超声波破碎细胞壁也可提高薯蓣皂苷元的收率。用盐酸—丙酮/乙醇混合液直接加热提取薯蓣皂苷元的工艺虽可节约物料,缩短工艺过程,但对资源的综合利用不足,在实际生产中应用该工艺的还未见报道。