专利名称：黄姜生产皂素的水解方法
技术领域：
本发明涉及一种黄姜皂素的水解工艺，尤其是一种黄姜生产皂素的水解方法。
背景技术：
从黄姜中提出的皂素，是重要的留体化合物，它是生产激素类药物和部分消炎类药物的基础原料。黄姜是盾叶薯蓣的俗称。除黄姜外，在工业上还从其他薯蓣类植物块茎中，从黄山药等植物中提取阜素。阜素分子式:C27H42 03分子量为:414。皂素生产方法是，黄姜粉碎后，经预处理，如发酵、分离纤维和淀粉等，再进入到酸水解工序，然后清洗水解物，干燥，用有机溶剂(如汽油)萃取，获得皂素。其中酸水解工艺是Rothrock早在1957年最先研究采用，今天已成为皂素工业生产普遍采用的方法。常规的酸水解工艺是加入高达2mol浓度的无机酸(通常为硫酸和盐酸)，用水蒸气加热， 在0.18Mpa、
120°C温度下水解4一5h。它带来的问题是:每生产IT皂素，用工业盐酸20T，或硫酸8T，产生大量高浓度废水，严重污染环境，而且治理难度大、成本高。其次是收率较低。酸水解的目的是切断皂甙上的糖键，分离D—葡萄糖、D—鼠李糖、D—半乳糖、L一阿拉伯糖、L-岩藻糖、D—木糖、奎糖、甲基葡萄糖和芹菜糖等。多年来，人们研究用酶催化水解或其他方法代替酸水解，均未能用于工业生产。
发明内容
本发明目的是提供一种黄姜生产皂素的水解方法，用亚临界水解方法代替传统生产方法中的酸水解方法，能够提高黄姜皂素的收率，降低生产成本、减少生产过程中对环境污染。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下:黄姜生产皂素的水解方法，其步骤如下:将洗净的鲜黄姜粉碎、研磨，加入水得到黄姜浆料，经发酵备用；或者将洗净的鲜黄姜细磨使黄姜浆料粒度达60至140目细度，然后通过直接分离法对黄姜浆料进行预处理，得到皂甙浆，再将皂甙浆经自然发酵后备用；用前述两种备用浆料中的任何一种，加入有机酸或者无机酸调整浆料酸度，使PH值为I至6，然后加入到高压反应釜中，加入胺类有机物水解助剂进行亚临界水解，亚临界水解的温度为60°C 270°C，压力为I 30Mpa，水解时间为IOmin Ih ;亚临界水解完成后,取出衆料过滤、清洗、烘干；最后用120号汽油回流萃取4h，蒸掉汽油，冷却结晶，获得皂素。对上述技术方案的改进:所述有机酸为乙酸，无机酸为盐酸或硫酸。对上述技术方案的进一步改进:所述胺类有机物水解助剂的添加量为物料体积的0.1% 1%。对上述技术方案的更进一步改进:所述胺类有机物水解助剂为二乙醇胺。上述技术方案中所述的“通过直接分离法对黄姜浆料进行预处理”，其中，“直接分离法”在专利号为ZL200410060679X，授权公告号为CN1268635C ;专利名称为用直接分离法从黄姜中提取皂素的加工方法及设备的发明专利中已经公开。有益效果:
使用本发明所述的黄姜生产皂素的水解方法，通过亚临界水解的方法得到皂素，能够大幅减少用酸，不再产生高浓度酸性废水，从而成为真正意义上的清洁生产，对治污极其有利；同时皂素收率高、质量好；并且工艺稳定、可重复性好,生产成本及工业生产设备投入低，可大幅降低能耗、水耗，且利于推广应用。上述亚临界，是指物质存在的状态条件，是指某些物质在温度高于其沸点但低于临界温度，以流体形式存在且压力低于其临界压力的物质。本发明的特点是采用处于亚临界状态下热分解切断皂甙糖键，获取皂甙元。其基本原理是，在亚临界状态下，由于高温高压的作用，高压水蒸气渗透到物料内部的空隙，产生强大的空化作用，植物细胞呈爆破式被降解，在物料发酵过程中，产生了一定量的有机酸，再用少量酸调整酸度，这时物料PH值等I 6，一定量的酸在高温高压作用下，将物料中的淀粉、纤维进一步水解，同时切断皂甙C3位、C26位上糖键,使阜式转化为阜素，并从物料细胞中释放出来。亚临界水解反应爸为常规高温高压化工容器，升温采用蒸汽加温和电能加温方法，使物料达到所需温度，用专用气泵以空气为介质加压达到预定压力，水·解时间为保压时间，用排气降压放出物料。
具体实施例方式以下为本发明的具体实施例，本实施例用于阐述本发明的具体方法过程。实例一、将200g鲜黄姜粉碎至120目，加水200— 400g，用直接分离法分离出纤维和淀粉，获得浆料采用沉淀方法排除上清液，至浆料达到6 15%浓度，自然发酵48h，加乙酸调PH=2，加入到高压容器中，加水解助剂0.4g，用电加热到120°C温度，气泵增压到UMpa压力，水解20min，取出浆料过滤、清洗、烘干，用汽油在索氏提取器中80°C萃取抽提4h，冷却结晶获得皂素1.6g。实例二、将IKg鲜黄姜粉碎至80目，加水I一2Kg，获得浆料自然发酵48h，用盐酸调PH=2将浆料加入到高压水解罐中，加入水解助剂lg，用蒸汽加热到140°C，自然形成压力并保持IOmpa压力，时间为20min，将浆料取出过滤、清洗、烘干，用汽油在80°C萃取4h，冷却结晶，提取阜素，获得阜素8g。实例三、将IT鲜黄姜，粉碎至100目，加水I一2T，用振框平筛筛分出纤维，再用专用旋流器分出淀粉，浆料经沉淀排除上清液后，自然发酵48h，用盐酸调PH=2，再加入水解助剂IKg,加入到高压水解罐中，用蒸汽加热到145°C,8mpa压力，保压20min,清洗水解物、干燥至水份< 4%,在萃取罐中用120号汽油80°C回流萃取4h,获得阜素8.2Kg。本发明工艺方法中所述的原料不仅为黄姜，该原料可以是其他薯蓣类原料及黄山药、黄姜等。
权利要求
1.黄姜生产皂素的水解方法，其步骤如下:将洗净的鲜黄姜粉碎、研磨，加入水得到黄姜浆料经自然发酵备用；然后将备用的黄姜浆料中加入有机酸或者无机酸调整浆料酸度，使PH值为I至6，然后加入到高压反应釜中，加入胺类有机物水解助剂进行亚临界水解，亚临界水解的温度为60°C 270°C，压力为I 30Mpa，水解时间为IOmin Ih ;亚临界水解完成后，取出浆料过滤、清洗、烘干；最后用120号汽油回流萃取4h，蒸掉汽油，冷却结晶，获得阜素。
2.根据权利要求1所述的黄姜生产皂素的水解方法，其特征在于:所述有机酸为乙酸，无机酸为盐酸或硫酸。
3.根据权利要求1所述的黄姜生产皂素的水解方法，其特征在于:所述胺类有机物水解助剂的添加量为物料体积的0.1%至1%。
4.根据权利要求1或3所述的黄姜生产皂素的水解方法，其特征在于:所述胺类有机物水解助剂为二乙醇胺。
5.黄姜生产皂素的水解方法，其步骤如下:将洗净的鲜黄姜粉碎、研磨，通过细磨使黄姜浆料粒度达60至140目细度；然后通过直接分离法对黄姜浆料进行预处理，得到皂甙浆，再将皂甙浆经自然发酵后备用；然后将备用的黄姜浆料中加入有机酸或者无机酸调整浆料酸度，使PH值为I至6，然后加入到高压反应釜中，加入胺类有机物水解助剂进行亚临界水解，亚临界水解的温度为60°C 270°C，压力为I 30Mpa，水解时间为IOmin Ih ;亚临界水解完成后，取出浆料过滤、清洗、烘干；最后用120号汽油回流萃取4h，蒸掉汽油，冷却结晶，获得阜素。
6.根据权利要求5所述的黄姜生产皂素的水解方法，其特征在于:所述有机酸为乙酸，无机酸为盐酸或硫酸。
7.根据权利要求5所述的黄姜生产皂素的水解方法，其特征在于:所述胺类有机物水解助剂的添加量为物料体积的0.1%至1%。
8.根据权利要求5或7所述的黄姜生产皂素的水解方法，其特征在于:所述胺类有机物水解助剂为二乙醇胺。
全文摘要
本发明提供了一种黄姜生产皂素的水解方法，是将黄姜浆料中加入有机酸或者无机酸调整浆料酸度，使pH值为1至6，然后加入到高压反应釜中，加入胺类有机物水解助剂进行亚临界水解，亚临界水解的温度为600C～2700C，压力为1～30Mpa，水解时间为10min～1h；亚临界水解完成后，取出浆料过滤、清洗、烘干；最后用120号汽油回流萃取4h，蒸掉汽油，冷却结晶，获得皂素。使用本发明所述的黄姜生产皂素的水解方法，通过亚临界水解的方法得到皂素，能够大幅减少用酸，不再产生高浓度酸性废水，从而成为真正意义上的清洁生产，对治污极其有利；同时皂素收率高、质量好；并且工艺稳定、可重复性好，生产成本及工业生产设备投入低，可大幅降低能耗、水耗，且利于推广应用。
文档编号C07J71/00GK103183718SQ201110444889
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者郭湘汾, 朱重宁, 李郧生, 游云 申请人:十堰市秦岭中地生物科技有限公司