CN1535973A - 一种联产薯蓣皂素、葡萄糖的洁净工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种联产薯蓣皂素、葡萄糖的洁净工艺方法，涉及以薯蓣类植物为原料连续生产薯蓣皂甙、皂甙元、淀粉及纤维素分解的医药化工和食品原料产品的洁净工艺及方法。首先在相对温和的条件下，获得高品质的还原糖；对皂甙混合物的浓酸水解液体积小，而且循环使用，不会有富营养的浓酸废液污染环境；同期增产的皂素和葡萄糖，使得薯蓣类植物(黄姜或穿山龙)资源得到充分利用，价值得以实现。

Description

一种联产薯蓣皂素、葡萄糖的洁净工艺方法

                      技术领域

本发明涉及以薯蓣类植物为原料连续生产薯蓣皂甙、皂甙元、淀粉及纤维素分解的医药化工和食品原料产品的洁净工艺及方法。

本发明尤其涉及以物理方法和温和的化学方法解离薯蓣皂甙与淀粉及纤维素的缔合结构，进而获得良好品质的淀粉及纤维素分解产品；以及富集薯蓣皂甙后只使用少量的酸水解获得薯蓣皂素的工艺。

                      背景技术

薯蓣类植物，由于含有医药工业合成激素的薯蓣皂甙元(薯蓣皂素)，因而一直被医药工业所重视。

薯蓣类植物，包括穿山龙、黄姜，除了含有薯蓣皂甙外，还有大量的淀粉(40-45％)、纤维素(45-50％)，及其他成分。

获得薯蓣皂素的方法，主要是通过公知的酸水解处理，去除皂甙的糖分子部分。

薯蓣类植物，包括穿山龙、黄姜的加工利用从50年代的直接酸水解，到现在的自然发酵后酸水解，都只简单地利用了其中的皂甙部分，并且由于大量的富营养酸水排放，导致了严重的环境污染。

专利85108564描述了利用黑曲霉发酵黄姜生产柠檬酸及黄姜皂素的方法。由于发酵过程长，逐步分离出越来越多的黄姜皂甙，由此会产生大量的泡沫，难以生产操作。并且有大量的废水需要处理。

专利94110810.4描述了利用黄姜酸水解后经过中和反应的废水中的糖份，添加含氮化合物发酵酒精的方法。中和反应产生大量的、含杂质多的副产物，难以处理，形成二次污染。

专利02138773.7描述了利用鲜黄姜中的淀粉成分，添加含氮化合物发酵白酒，然后制备黄姜皂素的方法。同样由于发酵过程长达几天，逐步分离出越来越多的黄姜皂甙，由此会产生大量的泡沫，影响生产操作，并且需要比传统工艺更大的生产容器(量)，增加生产投资成本；更加影响生产操作的问题是在蒸馏白酒的过程中，会不断地出现大量皂甙泡沫溢出罐体，无法实现完全或基本的蒸馏操作。也没有给出使用过的6N的酸水解废液以及冲洗的废水处理的方法。

也有专利描述了利用极性溶剂提取薯蓣皂甙，通过树脂吸附或柱层析富集纯化，之后进行其他使用或再处理。

还有文献描述了将薯蓣类植物块茎粉碎，冲洗获得淀粉及薯蓣皂甙沉淀部分，经过淀粉酶处理后，对糖渣部分酸水解获得薯蓣皂素的工艺。该方法由于只利用了与淀粉缔合的薯蓣皂甙，最终皂素的收得率偏低。

                      发明内容

本发明涉及生产薯蓣类制品的多步方法，所述方法可至少部分分批或连续进行，并包括：

1、将洗净的鲜黄姜(或穿山龙)或浸泡过的其干燥块茎充分破碎；

2、将经充分破碎的原料浆装入反应罐中，按照原料浆体积比，加入0.2-2％的氢氧化纳搅拌混合均匀(少量水溶解)，优选的0.5-1.5％，升温至100-135℃，优选的115-130℃，反应20-120分钟，优选的30-60分钟，以对纤维素解晶；

3、上步反应完成后，泵入原料浆体积比0.5-1％的硫酸溶液，升温至100-130℃，优选的105-110℃，反应30-120分钟，优选的45-60分钟，以使淀粉及部分纤维素分解为还原糖；

4、将上步反应物过滤，并以少量的水冲洗一次，滤渣质量约是原料干物质的25-30％，主要是纤维素和薯蓣皂甙；若以2×5倍量乙醇萃取滤渣，回收乙醇可获得薯蓣皂甙粗品，按照公知方法以溶剂法或层析拄纯化；

5、合并两次过滤液，石灰中和至pH值＝6.5，离心过滤，滤液浓缩至第一次滤液的1/3体积；冷却；按照公知的接种方法，加入葡萄糖使其结晶；结晶基本完成后，再离心分离滤液；粗结晶的葡萄糖可以按照公知的方法纯化、重结晶，获得原料干物质质量比40-55％的高品质葡萄糖，或者作为原料通过生物发酵的方法生产其他产品；

5、将上述分离出还原糖的滤渣，按照公知的酸水解皂素条件及提取方法，以2-6N的硫酸二次水解，然后以溶剂提取皂素，由于第2、3步骤的处理充分解离了淀粉及纤维素与薯蓣皂甙的缔合结构，其收得率比较发酵-酸水解工艺增加5-10％；

6、上述酸水解后过滤的废液，以适量的活性炭吸附脱色后，返回到上述第4步骤循环使用。

本发明的特点是：1、分步水解，首先利用稀碱溶液，在加压条件下对纤维素解晶，同时解离与薯蓣皂甙的缔合，增加后期皂素的得率；2、利用稀酸在相对温和的条件下，先期水解淀粉和已解晶纤维素为还原糖，避免浓酸水解破坏物质结构，产生大量的有害物质，使得以后难以纯化还原糖，甚至失去利用价值；3、皂甙的浓酸水解液体积小，而且循环使用，只有在稀酸水解液中和的过程产生很少量的废渣，容易处理，整个工艺不会有富营养的浓酸废液污染环境；4、同期增加的皂素和全部皂素产量25-30倍的纯化葡萄糖，使得薯蓣类植物(黄姜或穿山龙)资源得到充分利用，价值得以实现。

                    具体实施方法

以下以本发明的实施例对技术特征作进一步说明，但本发明并不仅限于此：

实施例一：鲜黄姜10kg，洗净，添加10L的水，用打浆机处理后，泵入50L反应罐中；加入100g的氢氧化纳搅拌混合均匀，升温至125℃，搅拌反应45分钟，以对纤维素解晶；反应完成后，加入100ml的硫酸溶液，升温至105℃，反应60分钟，以使淀粉及部分纤维素分解为还原糖；反应完成后，从反应罐底部放出还原糖液；趁热加入少量的活性炭脱色，过滤，石灰中和，过滤，浓缩，冷却，按照公知的方法加入葡萄糖促使结晶形成，干燥包装，得到2.0-2.2kg纯化葡萄糖结晶产品；滤过还原糖后的滤渣，按照公知的酸水解皂素条件及提取方法，以2-6N的硫酸二次水解，然后以溶剂提取得皂素75g。皂素酸水解的废液约1.2-1.5L，以活性炭脱色后，在下一次投料中，代替纤维素解晶后加入的100ml硫酸溶液使用；冲洗酸水解物的废水数量少、浓度低，经过简单处理即可以达标排放。

实施例二：鲜黄姜100kg，洗净，添加100L的水，用打浆机处理后，泵入500L反应罐中；加入1kg的氢氧化纳搅拌混合均匀，升温至130℃，搅拌反应40分钟，以对纤维素解晶；反应完成后，加入1L的硫酸溶液，升温至110℃，反应60分钟，以使淀粉及部分纤维素分解为还原糖；反应完成后，从反应罐底部放出还原糖液；趁热加入少量的活性炭脱色，过滤，石灰中和，过滤，浓缩，冷却，按照公知的方法加入葡萄糖促使结晶形成，干燥包装，得到22-25kg纯化葡萄糖结晶产品；滤过还原糖后的滤渣，按照公知的酸水解皂素条件及提取方法，以2-6N的硫酸二次水解，然后以溶剂提取得皂素760g。皂素酸水解的废液约12L，以活性炭脱色后，在下一次投料中，代替纤维素解晶后加入的1L硫酸溶液使用；冲洗酸水解物的废水数量少、浓度低，经过简单处理即可以达标排放。

Claims (4)

1、薯蓣类植物块茎破碎后分步水解，连续生产纯化葡萄糖、薯蓣皂素。

2、使用0.2-2％的稀碱溶液，在常压或加压条件下对纤维素物质解晶，同时解离纤维素与薯蓣皂甙的缔合；

3、利用0.5-1％的稀酸溶液，在相对温和的条件下，先期水解淀粉和已解晶纤维素为还原糖；

4、皂甙的浓酸水解液体积小，通过过滤脱色后循环使用，没有富营养的浓酸废液排放；