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甘草次酸(Glycyrrhetinic acid,GA)是由甘草酸(Glycyrrhizic acid,GL)水解掉两个葡萄糖醛酸基后得到的产物,具有抗炎、增强免疫、抗心律失常、抗癌、抗肿瘤、抗病毒等作用,是一种极具开发价值的药品,被广泛应用于食品、医药、化妆品等行业。目前甘草次酸的制备方法主要有:1)以甘草为原料直接萃取获得;2)以甘草酸(或其盐)为原料进行酸化裂解、碱化裂解和化学转化制得。尽管直接萃取法操作简单,但因甘草中甘草次酸含量很低(质量分数为0.01%~0.2%),导致萃取难度大,产品纯度和得率低;以甘草酸(或其盐)为原料进行酸化裂解尽管可以得到纯度较高的甘草次酸,但存在着反应条件苛刻等问题。因此,利用酶法制备甘草次酸的反应条件温和、化学键选择性好、特异性强等优点,本文以大肠杆菌重组制备的β-葡萄糖醛酸苷酶(PGUS-E)为催化剂开展了甘草酸高效酶解制备甘草次酸及其分离工艺设计的研究,主要研究结果如下:首先考察了PGUS-E的热稳定性、最适反应温度和最适反应p H,结果显示,PGUS-E的最适反应温度为40°C,最适反应pH为5.0。在此基础上,探索了PGUSE制备甘草次酸的工艺,通过对酶与底物最佳比、搅拌转速、不同的补料策略等条件的探索及优化,确定了最佳的制备工艺条件:酶与底物最佳比(1:3),搅拌转速(250rpm),pH(5.0),时间(6 h),温度(40°C)。甘草酸的转化率达96.4%,甘草次酸的得率为93.8%。此工艺操作时间短,转化率和得率高,重现性好。在此工艺基础上,进行了30 L的放大试验,得到的结果与小试一致,为工业化生产提供了依据。最后,对PGUS-E转化甘草酸得到的甘草次酸进行分离纯化及工艺优化。结果表明,反应液pH调节最佳为5.0,离心溶解最佳溶剂为乙醇,乙醇最佳浓度为85%,一次得到甘草次酸的纯度为93.6%。再利用乙醇对甘草次酸进行重结晶,获得了低温冷析纯化甘草次酸的最优工艺条件,最终获得甘草次酸的纯度高达96.9%。该工艺成本低,收率高,污染小,解决了目前因采用酸解法生产甘草次酸过程中存在的条件不易控制、工艺路线长、产品纯度低和环境污染重等问题。