[發明專利]一種采用黃姜生產皂素和鼠李糖的工藝

有效

• 申請號: 201710712807.1
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107417763B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 劉玉通;劉今依
• 申請（專利權）人: 劉玉通
• 主分類號: C07J71/00
• 分類號: C07J71/00;C07H3/08;C07H1/08
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所 37223
• 代理人: 張雯

一種采用黃姜生產皂素和鼠李糖的工藝，屬于皂素提取技術領域。其特征在于：包括如下步驟：（1）將黃姜干料粉碎；（2）將篩分后的物料與低分子醇混合并攪拌成勻漿；（3）將勻漿升溫后送入陶瓷膜萃取裝置內萃取；（4）向濃縮后的混合液內加入酸液水解，并對水解后的固液混合物壓濾、烘干得到水解物；（5）將水解物與石油醚混合，送入陶瓷膜萃取裝置內萃取，并對萃取后的混合液結晶分離，得皂素結晶物；（6）將步驟（4）中的酸解廢水加入石灰水中和，然后脫色分離并濃縮結晶，得鼠李糖。本采用黃姜生產皂素和鼠李糖的工藝實現了皂素綠色清潔化生產，生產過程產生的酸解廢水不到傳統工藝的5%，提高皂素收率30%以上。

技術領域

一種采用黃姜生產皂素和鼠李糖的工藝，屬于皂素提取技術領域。

背景技術

黃姜是提取皂素最理想的原料。各種甾體激素類藥物主要以薯蕷皂甙元（皂素）為原料半合成的。中國和墨西哥是世界上皂素出口最大的國家。由于提取皂素的原料缺乏，制約了皂素工業的發展，皂素生產量逐漸下降，市場需求一直處于暢銷不衰的勢頭，需求量逐年上升，價格也連續上揚，而我國的加工企業大多處于停產或半停產狀態，造成這種現象主要原因是黃姜原料的嚴重缺乏和國家對皂素環保治理力度的加大，皂素生產成本加大皂素生產廠家的效益急劇下降。皂素產品市場嚴重供需失衡。

皂素是合成甾體激素類藥物的前體，目前，我國皂素生產的植物源主要為：盾葉薯蕷（黃姜）和穿龍薯蕷(穿地龍)。我國皂素生產企業多集中在陜西商洛、安康，湖北十堰、鄖西等地，以黃姜資源生產為主。黃姜的根狀莖含1.10~16.15%的薯蕷皂苷等甾體皂苷類成分、40%左右的淀粉、50%的纖維素以及一些水溶性苷類、生物堿類、黃酮苷類、強心苷類、生物堿、單寧、色素等化學成分。皂苷經酸解去除糖基得到皂素。目前大多數皂素生產廠家仍然采用的是傳統工藝，主要是通過發酵-酸解-提取工藝生產皂素。根據黃姜中的薯蕷皂苷在酸性溶液中其C3位上的糖類會發生水解反應，生成皂素和各種碳鏈糖分，同時植物中90%以上的纖維素和淀粉也會水解轉變為單糖、低聚糖和高聚糖等糖類，未水解的木質素和纖維素變為廢渣。游離出來的皂素，利用它不溶于水而溶于有機溶劑的性質，用丙酮、石油醚、以及汽油等有機溶劑可把它萃取出來。該工藝應用于工業生產主要存在三大不足：第一，生產中產生大量廢水和廢渣，排放后環境污染的問題嚴重。第二，皂素的收率較低，主要是因為：（1）黃姜原料全部參與水解，薯預皂苷被嚴密的植物組織包裹，干擾了薯蕷皂苷的水解。（2）是C3位上結合的歧鏈糖基產生了位阻，使水解不完全。（3）是薯預皂苷在黃姜細胞中與細胞壁貼合較緊，對酸相對穩定，很難水解。第三，對黃姜中的其他成分，如40%的淀粉和50%的纖維素沒有經濟有效的利用起來，致使造成嚴重的資源浪費和環境污染。其中最為嚴重的是水污染問題，隨著近年來人們環保意識的增強以及南水北調工程的實施，黃姜加工企業的污水污染問題成為社會關注的焦點。據了解，我國目前皂素行業產能4000多噸，85%以上的皂素加工企業集中于湖北、陜西、河南3省，處于南水北調中線工程水源地敏感地區。皂素生產包括硫酸法和鹽酸法兩種工藝，每生產1噸皂素需鮮黃姜130~180噸、鹽酸（35%）15~20噸、硫酸12噸，平均排放廢水500噸以上、黃姜廢渣10噸。

經過皂素工作者和科研人員的不懈努力，薯蕷皂素清潔生產之路也取得了可喜的進步。湖北芳通藥業通過醇提皂苷然后酸水解生產皂素的新工藝，即醇提工藝，就極大地縮減了水解廢酸水的產出量，為低成本、徹底解決皂素水污染創造了條件。然而，這些工藝均在生產成本上高于傳統工藝，至今未能完全轉化為生產力。

醇提工藝具有以下優點：

1、通過低分子醇提取黃姜粉末，得到所用黃姜5~8%的總皂苷，然后對總皂苷進行水解，由于酸解原料總量的減少以及排除了黃姜淀粉、纖維素等成分對酸解反應的影響，新工藝較傳統工藝用酸量大大降低，酸解廢酸水產生量小于20噸，是傳統工藝的1/30~1/20，COD總量減少。

2、由于淀粉和纖維素不溶于低分子醇，淀粉和纖維素作為料渣分離出來（淀粉含量超過40%），可以作為飼料、有機肥、生物質燃料，亦或進一步提取黃姜淀粉、生物質乙醇。