[發(fā)明專(zhuān)利]干法粉碎?酶解發(fā)酵?逆流醇提技術(shù)聯(lián)用生產(chǎn)薯蕷皂素的工藝方法及其逆流醇提裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610148796.4
• 申請(qǐng)日: 2016-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105968166B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛南鋼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖北芳通藥業(yè)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C07J71/00
• 分類(lèi)號(hào): C07J71/00;B01D11/02
• 代理公司: 黃石市三益專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所42109
• 代理人: 滕金葉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物藥物提取技術(shù)領(lǐng)域，提供一種干法粉碎-酶解發(fā)酵-逆流醇提技術(shù)聯(lián)用生產(chǎn)薯蕷皂素的工藝方法及其逆流醇提裝置。

背景技術(shù)

甾體類(lèi)藥物是世界上僅次于抗生素的第二大類(lèi)藥物，具有很強(qiáng)的抗感染、抗過(guò)敏、抗病毒和抗休克等藥理作用，在國(guó)內(nèi)外臨床醫(yī)藥上廣為應(yīng)用。皂素（皂苷元）是合成甾體類(lèi)激素藥的基礎(chǔ)原料，在工業(yè)上可供生產(chǎn)利用的薯蕷屬植物有近10種，主要為盾葉薯蕷（黃姜）、穿龍薯蕷（穿地龍）、黃山藥等，其中以盾葉薯蕷（黃姜）中的薯蕷皂苷元含量最高。

由于薯蕷皂苷C3位上結(jié)合的支鏈糖存在著位阻，再加上原料中大量存在的淀粉等干擾，直接用酸水解往往不夠徹底，因此影響皂素收率的關(guān)鍵因素是皂苷的水解情況。有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)在酸解前先進(jìn)行自然發(fā)酵可提高皂素的收率，但是自然發(fā)酵過(guò)程中影響因素較多，條件難以控制，且長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵易生成菝葜皂苷元酮、表菝葜皂苷元酮等雜質(zhì)，致使產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量不穩(wěn)定。

我國(guó)生產(chǎn)皂素的傳統(tǒng)工藝，是采用直接酸水解法。參見(jiàn)圖1，傳統(tǒng)工藝的生產(chǎn)過(guò)程是將原料進(jìn)行水浸、粉碎、發(fā)酵等預(yù)處理后，硫酸或鹽酸水解，淀粉、纖維素被水解成葡萄糖，糖苷被水解成鼠李糖、葡萄糖和皂素，再進(jìn)行過(guò)濾，糖類(lèi)等雜質(zhì)隨著濾液被排走，濾出物為不溶于水的木質(zhì)素和皂素，將濾出物中和、漂洗、粉碎、烘干后，用120^#汽油提取濾出物中的皂素，提取液再經(jīng)結(jié)晶、過(guò)濾 、干燥即得成品皂素。上述方法操作簡(jiǎn)單，但是皂素提取率低（傳統(tǒng)工藝皂素提取率為0.5~0.6%），而且造成的污染十分嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)1噸皂素所產(chǎn)生的廢水高達(dá)1000-1200噸，其中洗姜水約200噸，水解廢水約1000噸，其水質(zhì)為高濃度有機(jī)廢水，可生化性差、有機(jī)物濃度高（COD含量一般在30000-60000mg/L）、酸性強(qiáng)（pH＜1）、鹽度高（廢水中含有大量SO₄^2-），屬于很難降解的工業(yè)廢水。

為了提高皂素的收率，減少污染，人們進(jìn)行了大量的技術(shù)改進(jìn)，主要有以下幾種方法：（1）僅僅通過(guò)用淀粉酶、纖維素酶、糖化酶等對(duì)黃姜進(jìn)行預(yù)處理，其目的在于解除淀粉、纖維素對(duì)皂苷的束縛，但沒(méi)有對(duì)酶解后的糖類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的降解，不利于水解工序的水洗與皂素的提取。（2）通過(guò)在薯蕷皂苷的萃取過(guò)程中引入超聲提取技術(shù)，可以減少皂苷的萃取時(shí)間，提高皂苷的萃取率，但此方法在萃取時(shí)溶劑的損耗較大，安全性差，而且該工藝設(shè)備投資大，工藝成本過(guò)高，且超聲對(duì)人體健康有很大損害。（3）使用表面活性劑和超聲結(jié)合分離淀粉、纖維素，再用離子交換樹(shù)脂提純?cè)碥找海摴に囯m然提高了皂苷的收率，但是用水量太大，且操作復(fù)雜，工業(yè)化價(jià)值低。（4）用直接分離的物理方法提取皂素，均有粉碎、分離、提取等步驟，但該方法得到的水解物皂素含量低，且在淀粉和纖維素中殘留的皂苷含量依然很高，需要進(jìn)一步純化才能被綜合利用，生產(chǎn)成本高。（5）利用熱分解法水解盾葉薯蕷，即通過(guò)熱處理迅速粉碎黃姜中的淀粉顆粒，打碎纖維素的分子結(jié)構(gòu)，將包裹在里面的薯蕷皂素釋放出來(lái)，從而不需要進(jìn)行酸水解就可以直接提取皂素，但這種設(shè)備的處理量過(guò)小，設(shè)備投資大，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

本申請(qǐng)人也于2011年申請(qǐng)了發(fā)明名稱(chēng)為“微波破壁及醇提與油提技術(shù)聯(lián)用生產(chǎn)薯蕷皂素的工藝方法”（專(zhuān)利號(hào)為ZL201110089505.6），是將鮮黃姜粉碎后經(jīng)過(guò)微波破壁、皂甙醇提、淀粉酶解，然后再硫酸水解、皂素油提，制得皂素成品。該方法能大幅度減少?gòu)U水排放量，同時(shí)還可以顯著提高皂素提取率與降低生產(chǎn)成本，但是該方法對(duì)設(shè)備要求高，耗能相對(duì)較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有皂素提取工藝中存在的各種缺點(diǎn)，提供一種干法粉碎-酶解發(fā)酵-逆流醇提技術(shù)聯(lián)用生產(chǎn)薯蕷皂素的工藝方法及其逆流醇提裝置，本發(fā)明方法能大幅度減少?gòu)U水排放量，顯著提高皂素提取率，是一種可適應(yīng)于工業(yè)自動(dòng)化規(guī)模大生產(chǎn)的皂素清潔生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明的一種干法粉碎-酶解發(fā)酵-逆流醇提技術(shù)聯(lián)用生產(chǎn)薯蕷皂素的工藝方法，其特征在于依次由下述步驟組成：

（1）干法去雜：將鮮黃姜通過(guò)滾筒式洗姜機(jī)直接摩擦去除泥土等雜質(zhì)；

（2）多級(jí)粉碎：采用多級(jí)粉碎技術(shù)，將鮮黃姜粉碎成粒徑為100~500μm的黃姜粉末；

（3）淀粉酶解：在黃姜粉末中加入物料重量0.5~2%的淀粉酶，在50~70℃下酶解24~72小時(shí)，得酶解物料；

（4）逆流醇提：用70~90%的甲醇或乙醇對(duì)酶解物料進(jìn)行逆流噴淋浸提，過(guò)濾，濾渣棄去，將濾液回收溶劑后濃縮至近干，得醇提液，醇提過(guò)程采用逆流醇提裝置；