[发明专利]一种环保无污染全酶法生产薯蓣皂素的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种全酶法生产薯蓣皂素的方法，特别是涉及一种环保无污染的全酶法生产薯蓣皂素的方法。

二、背景技术

薯蓣皂素是和成甾体药物的基础材料，目前可以合成可的松、强的松、地塞米松等上百种药物。人工种植的盾叶薯蓣(俗称黄姜)是多种薯蓣植物中的一种，以此为例，盾叶薯蓣中含植物纤维33％—40％，淀粉45％—55％，水溶物质9％—13％，皂素含量2％—3％，传统工艺是将薯蓣粉碎后全料投入酸解，在0.25—0.28N的盐酸溶液，130℃条件下，80％以上的固物溶于酸水，50多吨干薯蓣生产一吨皂素，耗盐酸19吨左右，用水洗酸解物质中性，至少产生(酸0.13当量以上，含有机物2.8％)高浓度有机废水1500吨。我国从50年代初即开始生产皂素，目前皂素占全世界总产量的60％以上，居世界第一，但目前企业广泛采用的以上传统的酸解工艺，薯蓣中的有效成分利用率低，成本高，尤其是污染大，污染和低效益已经成为制约行业发展的瓶颈。近几年出现的新工艺报道中归纳起来有三种：①机械分离—酸解法：②酶解—酸解法；③机械分离-溶剂溶出皂苷-酸解法。这三种工艺都有一个共同点，就是都要用酸解皂苷至皂苷元，虽然用酸量比传统工艺有所减少，但酸解造成的废水仍对环境造成较大污染。再就是三种工艺都要用机械磨碎黄姜细胞后，用水来分选各有用成分，这样就产生大量的污水和费用，三种工艺都采用膜过滤的方法减少污水，力图减少酸解皂苷时的物料量，膜过滤是高消耗的工艺，用到皂素生产低附加值的产品上，使皂素在本已无利的情况下又增加了大量费用造成亏损，使工艺的应用性降低。特别是薯蓣植物所含的皂苷中30％左右为水溶性皂苷，尤其是新鲜薯蓣，在用大量的水分离各成分时，水溶皂苷溶于水中，难以收回，造成效益低下。

三、发明内容：

本发明的目的是针对上述工艺中酸解皂苷，机械破碎薯蓣细胞，用水分离各成分产生大量的废水造成环境污染和低效益的弊端，充分利用薯蓣资源，无环境污染，提供的一种环保无污染全酶法生产薯蓣皂素的方法。

本发明的目的是这样来完成的，它包括(1)、原料预处理：(2)、复合酶I酶解薯蓣细胞破壁：(3)、溶剂提取、分离固液：(4)、二次溶剂提取、分离固液：(5)、提取液回收溶剂：(6)、提取渣回收溶剂及利用：(7)、复合酶II酶解皂苷为皂苷元：(8)、烘干酶解物，其所述的方法依次包括：

(1)、原料预处理：鲜薯蓣用机械经过切段、去毛根、去土杂处理，用锤片式粉碎机破碎成浆；干薯蓣用滚筒筛筛去土杂，直接进入锤片式粉碎机，加水三倍破碎成浓浆；

(2)、复合酶I酶解薯蓣细胞破壁：用纤维素酶55％-58％、果胶酶12％-13％、半纤维素酶13％-15％、木聚糖酶17％-19％组成复合酶I，对破碎后的浆料在42℃-52℃，pH值4.5-6.5进行酶解，使薯蓣细胞壁破碎，细胞内各成分露出；

(3)、溶剂提取、分离固液：给酶解料中加入甲醇、乙醇、丙醇、戊醇、丙酮中的任何一种，使提取溶剂浓度达到45％-55％，提取1小时，分离固液；

(4)、二次溶剂提取、分离固液：把一次提取分离出的固体渣再用一次提取所用同种溶剂，溶剂浓度为65％-90％提取1小时，然后进行固液分离；

(5)、提取液回收溶剂：合并两次提取分离出的提取液，蒸馏回收溶剂后，浓缩液呈现为浓乳状，主要是脂溶性皂苷在水中呈絮凝物；

(6)、提取渣回收溶剂及利用：二次提取分离出的固体渣，先加热分离溶剂，再利用渣中的淀粉、蛋白、纤维素酶解后的糊精等物质，加以利用；

(7)、复合酶II酶解皂苷为皂苷元：回收完溶剂的提取液加入用18％-20％的α-鼠李糖甘酶、9％-11％的β-葡萄糖苷酶、28％-29％的木聚糖酶、31％-33％的纤维素酶、13％-14％的果胶酶组成的复合酶II，在42℃-52℃，pH值4.5-6.5酶解2-4小时，使皂苷转化为皂苷元。薯蓣皂苷的结构中，鼠李糖连接在葡萄糖基上，通过α-鼠李糖甘酶和纤维素酶中纤维二糖酶的作用，使连接在葡萄糖基上的两个鼠李糖甘键断裂，再通过β-葡萄糖苷酶和果胶酶的水解作用，使葡萄糖苷键断裂，完成薯蓣皂苷通过生物复合酶的作用转化为皂苷元；

(8)、烘干酶解物：把经过酶解的酶解物烘干后，按皂素提取常规工艺提取、浓缩、结晶得到皂素成品。