专利名称：葛根发酵燃料乙醇剩余物总黄酮提取的方法
技术领域：
本发明涉及一种从葛根发酵生产燃料乙醇剩余物中提取葛根总黄酮的方法。
背景技术：
葛根(Radix Pueraria)是葛属植物的地下根，为多年生豆科藤本植物，始载 于《神农本草经》，被列为中品，因富含淀粉和黄酮成分，被卫生部列为"既是 食品又是药品"名录。近年来，国内外现代医学对葛根的药用成分和药理作用进 行了深入的系统研究，表明葛根黄酮具有增加脑和冠脉流量等功能，可用于心脑 血管等疾病的治疗，国内外的需求旺盛。
丰富的淀粉含量使葛根作为淀粉质原料用来生产燃料乙醇，发^JJ余物丢弃 不用。然而葛根中很大一部分有效成分仍保留在发酵剩余物中，主要有葛根总黄 酮。葛根发酵生产燃料乙醇的剩余物如果忽略葛根总黄酮的提取，不但造成资源 的浪费，更可能造成生态环境问题。
专利内容
本发明的目的是提供一种葛根发酵燃料乙醇剩余物中总黄酮的提取方法。葛 根发酵生产燃料乙醇，是一个破坏葛根纤维结构，释放葛根淀粉并利用葛根淀粉 生产燃料乙醇的过程。葛根发酵生产燃料乙醇的剩余物如果忽略葛根总黄兩的提 取，不但造成资源的浪费，更可能造成生态环境问题。
本发明提供的葛根发酵燃料乙醇剩余物中总黄酮的提取方法，其步骤如下
(1) 将发酵剩余物过滤，按滤液与95%乙醇的体积配比为1: 1.7 3.75加 入95%乙醇或按滤液与无水乙醇的体积配比为1: 1.5 3.0加入无水 乙醇，静置l 3h后离心分离；
(2) 在步骤(1)中过滤得到的滤渣中，按滤渣质量与提取溶剂体积的配比 为l: 4 10加入浓度为60 95%的乙醇，在50 80。C的提取温度下，
加热回流提取1 3次，提取的总提取时间为0.5 3h,将提取液过滤； (3)将步骤(1)离心的上清液与步骤(2)过滤的提取液合并，在真空度 为一0.08Mpa， 50'C条件下回收乙醇，得到葛根总黄酮浸裔，经干燥处 理得葛根总黄酮。
本发明利用葛根发酵乙醇剩余物，建立了从发酵剩余物中提取葛根总黄酮 的方法，提高了葛根资源利用率，具有如下的特点和优点
1. 所述的葛根发酵生产燃料乙醇的步骤为
(1) 原料的破碎将葛根破碎成5 10mm碎葛根段；
(2) 拌料、蒸煮及酶处理
将绞碎后的碎葛根加自来水拌匀，所述自来水与碎葛根的质量份配比为1: 1 1: 6;加6mol/L的HCl调节pH为4.0 4.5,升温至45 5(TC，按每 克碎葛根加入0 3.5U的比例加入纤维素酶进行酶处理10 25min;再升 温至70 90'C，按每克碎葛根加入2.0 10.0U的比例加入a-淀粉酶70 90。C下蒸煮20 50min; (3)同步糖化发酵
将蒸煮后的葛根物料冷却至30~35°C，在无菌条件下，同时加入糖化 酶、(NH4)2S04 、KH2P04和酵母，在30 35'C条件下进行厌氧发酵48 84h， 蒸馏收集发酵产生的乙醇；
2. 葛根发酵生产燃料乙醇，在发酵前加入了纤维素酶，降解葛根外表皮的 纤维素组分，释放葛根淀粉并利用葛根淀粉生产燃料乙醇的同时也有利于葛根黄 酮的溶出，较未发酵葛根中提取的总黄酮，提取率提高了 12.15%。
3. 本发明研究了葛根发酵生产燃料乙醇过程以及发酵前后葛根总黄酮的变 化，发酵前的预处理以及发酵过程中产生的乙醇具有缓慢溶出黄酮的作用。
4. 采用水提醇沉法与醇提法相结合提取发酵剩余物的总黄酮，较单一的水 提取法或醇提取法，提高了黄兩提取率。
5. 葛根富含淀粉与黄酮，利用葛根淀粉发酵生产燃料乙醇，从发酵剩余物提 取葛根总黄酮，综合利用葛根，提高经济效应，有利于葛根的工业化生产。
具体实施例方式
实施例l:取葛根100g，加入800ml的70%乙醇，75'C回流提取3次，每 次2h;合并提取液，在真空度为一0.08Mpa的50。C条件下回收乙醇，得到葛根 总黄兩浸裔，经干燥处理得葛根总黄酮0.4888g。
实施例2:取葛根100g，切成小段，然后绞碎成约0.5 1.0cm的碎段，葛 根与自来水按质量份为3: 1的比例加自来水拌料，加6mol/LHCl调节pH为4.5， 当料温为45"加入纤维素酶(1.5U/g葛根)，保温进行酶处理20min;然后当料 温升高到901C加入a-淀粉酵蒸煮(5.0U / g葛根)保温蒸煮30min;将蒸煮后的发 酵料冷却至30'C，在无菌条件下，同时加入糖化酶(65u/g葛根)、0.1% (NH4)2S04、 0.1%冊2 04以及0.25%活化后的酵母、之后在30'C条件下进行厌 氧发酵60-72h，蒸馏收集乙醇。过滤发酵剩余物，按滤液与95%乙醇的体积配 比为l: 1.7加入95%乙醇或按滤液与无水乙醇的体积配比为1: 1. 5加入无水 乙醇，静置3h后离心分离；在滤渣中按滤渣质量与提取溶剂体积的配比为1:6 的75%乙醇，75'C回流提取2次，每次1.5h;合并提取液，在真空度为一0.08Mpa 的50X:条件下回收乙醇，得到葛根总黄酮浸膏，经干燥处理得葛根总黄酮 0.5217g。
实施例3:取葛根100g,切成小段，然后绞碎成约0.5-1.0 11的碎段，葛根 与自来水按质量份为6: l的比例加自来水拌料，加6mol/LHCl调节pH为4.3， 当料温为48'C加入纤维素酶U.5U/g葛根)，保温进行酶处理20min;然后当料 温升高到70'C加入淀粉酶蒸煮(5.0U / g葛根)40min，之后冷却至32'C，在无菌 条件下，同时加入糖化酶(20U/g葛根)、0.10%干酵母、0.1%(NH4)2SO4、 0.1%KH2PO4,之后在35'C条件下进行发酵，60h后取发酵醪蒸馏乙醇。过滤发 酵剩余物，按滤液与95%乙醇的体积配比为1: 2.1加入95%乙醇或按滤液与无 水乙醇的体积配比为l: 1.8加入无水乙醇，静置2.0h后离心分离；在滤渣中按 滤渣质量与提取溶剂体积的配比为1:8的60%乙醇，75'C回流提取2次，每次 1.5h;合并提取液，在真空度为一0.08Mpa的5(TC条件下回收乙醇，得到葛根总 黄酮浸膏，经干燥处理得葛根总黄酮0.5307g。
实施例4:取葛根100g,切成小段，然后绞碎成约0.5-1.0cm的碎段，葛根 与自来水按质量份为3: 1的比例加自来水拌料，加6mol/LHCl调节pH为4.5， 当料温为50t:加入纤维素酶(1.5U/g葛根)，保温进行酶处理10min;然后当料 温升高到85'C加入淀粉酶蒸煮(6.5U/g葛根)30min，之后冷却至35'C，在无菌 条件下，同时加入糖化酶(100U/g葛根)、0.35%干酵母、0.1%(NH4)2SO4、 0.1%KH2PO4,之后在3(TC条件下进行发酵，72h后取发酵醪蒸馏乙醇。过滤发 酵剩余物，按滤液与95%乙醇的体积配比为1: 2.8加入95%乙醇或按滤液与无 水乙醇的体积配比为1: 2. 3加入无水乙醇，静置1. Oh后离心分离；在滤渣中按 滤渣质量与提取溶剂体积的配比为1:8的70%乙醇，75'C回流提取2次，每次 1.5h;合并提取液，在真空度为—0.08Mpa的50t:条件下回收乙醇，得到葛根总 黄酮浸膏，经干燥处理得葛根总黄酮0.54828。
实施例5:取葛根100g，切成小段，然后绞碎成约0.5-1.0cm的碎段，葛根 与自来水按质量份为3: 1的比例加自来水拌料，加6mol/LHCl调节pH为4.5, 当料温为45'C加入纤维素酶(2.5U/g葛根)，保温进行酶处理25min;然后当料 温升高到90。C加入淀粉酶蒸煮(10.0U/g葛根)50min，之后冷却至30。C，在无菌 条件下，同时加入糖化酶(65U/g葛根)、0.25%干酵母、0.1%(NH4)2SO4、 0.05%KH2PO4,之后在33'C条件下进行发酵，72h后取发酵醪蒸馏乙醇。过滤 发酵剩余物，按滤液与95%乙醇的体积配比为1: 3.75加入95%乙醇或按滤液 与无水乙酵的体积配比为1:3加入无水乙醇，静置1.0h后离心分离；在滤渣中 按滤渣质量与提取溶剂体积的配比为1:10的70%乙醇，7(TC回流提取2次，每 次lh;合并提取液，在真空度为一0.08Mpa的50'C条件下回收乙醇，得到葛根 总黄酮浸裔，经干燥处理得葛根总黄酮0. 5324g。
实施例6:取葛根100g，切成小段，然后绞碎成约0,5-1.0cm的碎段，葛根 与自来水按质量份为4: l的比例加自来水拌料，力卩6mol/LHCl调节pH为4.5， 当料温为45"C加入纤维素酶(1.5U/g葛根)，保温进行酶处理lOmhi;然后当料 温升高到90lC加入淀粉酶蒸煮(5.0U/g葛根)40min，之后冷却至30。C,在无菌
条件下，同时加入糖化酶(65U / g葛根)、0.15%干酵母、0.1%(NH4)2SO4、 0.1%KH2PO4,之后在35'C条件下进行发酵，72h后取发酵醪蒸馏乙醇。过滤发 酵剩余物，按滤液与95%乙醇的体积配比为1: 3.75加入95%乙醇或按滤液与 无水乙醇的体积配比为1:3加入无水乙醇，静置2.0h后离心分离；在滤渣中按 滤渣质量与提取溶剂体积的配比为1:10的60%乙醇，75t:回流提取2次，每次 lh;合并提取液，在真空度为一0.08Mpa的5(TC条件下回收乙醇，得到葛根总黄 酮浸膏，经干燥处理得葛根总黄酮0.5120g。
权利要求
1、一种葛根发酵燃料乙醇剩余物中总黄酮的提取方法，其步骤如下(1)将发酵剩余物过滤，按滤液与95％乙醇的体积配比为1∶1.7～3.75加入95％乙醇或按滤液与无水乙醇的体积配比为1∶1.5～3.0加入无水乙醇，静置1～3h后离心分离；(2)在步骤(1)中过滤得到的滤渣中，按滤渣质量与提取溶剂体积的配比为1∶4～10加入浓度为60～95％的乙醇，在50～80℃的提取温度下，加热回流提取1～3次，提取的总提取时间为0.5～3h，将提取液过滤；(3)将步骤(1)离心的上清液与步骤(2)过滤的提取液合并，在真空度为-0.08Mpa，50℃条件下回收乙醇，得到葛根总黄酮浸膏，经干燥处理得葛根总黄酮。
2、 根据权利要求书1中所述，其特征在于葛根发酵生产燃料乙醉的步骤为(1) 原料的破碎将葛根破碎成5 10mm碎葛根段；(2) 拌料、蒸煮及酶处理将绞碎后的碎葛根加自来水拌匀，所述自来 水与碎葛根的质量份配比为1: 1 1: 6;加6mol/L的HC1调节pH 为4.0 4.5，升温至45 50'C，按每克碎葛根加入0 3.5U的比例 加入纤维素酶进行酶处理10 25min;再升温至70 90*0，按每克 碎葛根加入2.0 10.0U的比例加入a-淀粉酶70 卯'C下蒸煮20 50min;(3)同步糖化发酵将蒸煮后的葛根物料冷却至30 35'C，在无菌条件 下，同时加入糖化酶、(NH4)2S04 、 KH2P04和活化后的酵母， 在30 35'C条件下进行厌氧发酵4S 84h，蒸馏收集发酵产生的 乙醇。
3、 根据权利要求书l，其特征在于所述葛根的水分为50 65%。
4、 根据权利要求书1，其特征在于所述葛根发酵燃料乙醇剩余物为权利要 求书2步骤后的发酵剩余物。
5、 根据权利要求2，其特征在于所述糖化酶的加入量为每克葛根加入20 ioou糖化酶。
6、 根据权利要求2，其特征在于所述(NH4)2SO4的加入量为每100克葛根加 入0.05 0.5g(NH4)2SO4。
7、 根据权利要求2，其特征在于所述KH2P04的加入量为每100克葛根加入 0.05~0.2gKH2PO4。
8、 根据权利要求2，其特征在于所述酵母的加入量为每100克葛根加入 (U0 0.30g酵母。
全文摘要
本发明涉及的从葛根发酵剩余物提取葛根总黄酮的方法是将发酵剩余物过滤，采用水提醇沉法提取滤液中的总黄酮，而采用乙醇热回流的方法提取滤渣中的总黄酮，建立发酵剩余物葛根总黄酮的提取方法。葛根同步糖化发酵生产燃料乙醇，在发酵前加入了纤维素酶，降解葛根外表皮的纤维素组分，释放葛根淀粉并利用葛根淀粉，发酵过程中，淀粉被利用后结构的变化、产生的乙醇使黄酮的缓慢溶出作用，使发酵剩余物中葛根总黄酮的提取率较从未发酵的葛根中提高了12.15％。从发酵剩余物提取葛根总黄酮，综合利用葛根，提高经济效应，有利于葛根的工业化生产。
文档编号C07D311/04GK101190908SQ200610114728
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月22日 优先权日2006年11月22日
发明者付小果, 汪卫东, 陈洪章 申请人:中国科学院过程工程研究所;湖南省强生药业有限公司