专利名称：黄姜生产皂素的三步水解方法
技术领域：
本发明涉及黄姜水解生产皂素的方法，特别涉及黄姜经酶解与杂菌发酵及酸解三步水解生产皂素及综合利用资源的方法。
背景技术：
利用黄姜或者穿地龙的植物根茎提取皂素的水解方法有20世纪60年代开始的酶-酸联合水解法和80年代开始的杂菌发酵-酸联合水解法。酶-酸联合水解法，较好地利用了植物淀粉，但没有很好地利用杂菌内源酶的水解作用；杂菌发酵-酸联合水解法，较好地利用了杂菌内源酶的水解作用，但没有很好地利用植物淀粉。
发明内容
本发明的目的在于吸收酶-酸联合水解及杂菌发酵-酸联合水解法的优点，克服其不足，提出一种既利用酶水解又利用杂菌内源酶的水解作用，使植物的资源得到综合利用，提高水解效果，提高皂素收率，节约用酸量，减轻末端工业废水处理的负荷的黄姜水解生产皂素的方法。
实现上述目的的黄姜生产皂素的水解方法，是进行三步水解反应，第一步双酶水解，第二步杂菌发酵水解，第三步无机酸水解，其第一步水解黄姜经洗净粉碎后在酶解罐中加入α-淀粉酶(E.C.3.2.11)在85～90℃搅拌保温2～4小时，加酶量12u/g黄姜，PH值6.0～6.5，然后降温到62±2℃，调节PH为3.8～4.0，加入糖化酶(E.C.3.2.13)，加酶量按12u/g黄姜，搅拌保温2～4小时，然后趋热过滤，得糖液和滤渣，第二步杂菌发酵水解将第一步水解的滤渣，自然条件下堆放发酵，或控制温度在40±2℃利用空气中杂菌发酵内源酶酶水解24～48小时。第三步无机酸水解将第二步的发酵物加水，按1.5～2.5N的浓度加入盐酸或硫酸，在0.13±0.01MPa压力下水解2～6小时，水解物趁热过滤，经水洗至PH到6.5，干燥，用汽油或石油醚作为溶剂提取皂素产品，滤液和漂洗滤液去物化、生化处理。
本发明的方法具有如下优点(1)本法第一步水解是采用二种生物酶，对黄姜中的淀粉实行酶水解，可以定向地将黄姜淀粉转化为葡萄糖，加以回收利用。黄姜淀粉的转化率达75％左右。
(2)本法第二步水解是采用自然发酵的方法，或堆放，或控制40±2℃的温度，利用空气中的杂菌，对第一步水解滤渣中残存的葡萄糖，残存的淀粉，进一步进行杂菌发酵，同时利用杂菌中的内源酶水解皂甙成皂甙元。
(3)第三步水解是利用无机酸(盐酸或硫酸)压力水解。经过前二步生物水解之后，黄姜的物料体积减少40％左右。所以第三步酸水解工序的用酸用水量比原工艺大大减少。节约用酸量50％左右。节约用水量40％左右。皂素收率提高25％左右。
图1是黄姜提取皂素的三步水解法工艺流程图如图1所示，黄姜经洗涤粉碎之后，进入酶解罐，控制温度85～90℃，先加入α-淀粉酶，搅拌保温30min，然后降温到62～64℃调节PH3.8～4.0，加入糖化酶，搅拌保温2～4小时，对黄姜淀粉定向酶解成葡萄糖，过滤得滤液①，滤液①经过脱色、浓缩之后制工业液体葡萄糖，滤渣则利用空气中的杂菌，控制温度(40±2℃)发酵或自然堆放发酵24～48小时之后，再进入压力酸(盐酸或硫酸)水解工序，压力为0.13±0.01MPa，然后过滤的滤液②物化处理后进生化池，水解物滤渣水洗，水洗滤液③去生化处理，水洗后的水解物干燥，然后用汽油或石油醚提取皂素，废渣做工业炭黑，洗气液分离煤焦油。
具体实施例方式
实施例1称鲜黄姜200g(测含水量63.10％)加200ml水，粉碎，加α-淀粉酶0.3g，0.5h升温至85～90℃搅拌保温0.5小时。降温至60℃，调PH到3.8～4.0，加糖化酶0.5g，搅拌保温2小时，趁热甩滤，得糖液130ml，糖度为11.5。滤渣拌细，拌匀后装入烧杯中，置恒温水溶中控温发酵48小时((如果装入烧杯中的物料置于常温下48小时，则为杂菌自然堆放发酵)，)然后加入水100ml，浓盐酸25ml，在灭菌锅中控制压力至0.13MPa水解1小时。取出趁热甩滤，滤渣用500ml水分次漂洗至PH＝6.5左右，烘干，称量干燥水解物重13.98g。
权利要求
1.一种黄姜生产皂素的水解方法，其特征是三步水解法，第一步双酶水解，第二步杂菌发酵水解，第三步无机酸水解，其第一步水解黄姜经洗净粉碎后在酶解罐中加入α-淀粉酶在85～90℃搅拌保温2～4小时，加酶量12u/g黄姜，PH值6.0～6.5，然后降温到62±2℃，调节PH为3.8～4.0，加入糖化酶，加酶量12u/g黄姜，搅拌保温2～4小时，趋热过滤得糖液和滤渣；第二步杂菌发酵水解将第一步水解的滤渣，自然条件下堆放发酵，或控制温度在40±2℃利用空气中杂菌发酵内源酶酶水解24～48小时；第三步无机酸水解将第二步的发酵物加水，按1.5～2.5N的浓度加入盐酸或硫酸，在0.13±0.01MPa压力下水解2～6小时，水解物趁热过滤，经水洗至PH到6.5，干燥，用汽油或石油醚作为溶剂提取皂素产品，滤液和漂洗滤液去物化、生化处理。
全文摘要
本发明提供了一种黄姜生产皂素的三步水解方法。该方法将黄姜先用淀粉酶和糖化酶水解，然后过滤，滤液生产葡萄糖，滤渣采用控温杂菌发酵水解，再用酸盐酸和硫酸在0.13±0.01MPa压力下水解。本发明的黄姜皂素生产工艺。酶水解工序充分地利用了黄姜淀粉资源，定向将淀粉水解成葡萄糖加以利用；发酵工序充分地利用杂菌内源酶的水解作用，最大限度地提高了水解效果。这种三步水解法节约用酸量50％左右，皂素收率提高了25％左右，末端废水COD的去除率达88％以上，酸的去除率达84％以上。
文档编号C12P33/00GK1594589SQ20041001335
公开日2005年3月16日 申请日期2004年6月25日 优先权日2004年6月25日
发明者邹煜平 申请人:华中师范大学