[发明专利]用催化溶剂法从黄姜提取皂素的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种从天然植物中提取物质的生产工艺，特别是一种利用催化的有机 溶剂法从黄姜中快速高效提取皂素的工艺，即用催化溶剂法从黄姜提取皂素的生产工 艺。

背景技术

黄姜作为一种药源植物，其最有价值的成分是薯蓣皂甙及其配基薯蓣皂素，但皂素 含量一般仅为1-4％(占干姜重)，其余大量成分为淀粉(45-50％)和纤维(35-45％)， 以及少量微量化学成分。

国内黄姜皂素生产，基本上都是采用传统发酵酸水解工艺，是沿用50多年的老工 艺。

鲜黄姜→洗涤→粉碎→自然发酵→酸水解→过滤洗涤→烘干→汽油提取 →浓缩结晶→离心甩干→烘干→皂素

该生产工艺存在生产周期长(发酵一般需要5-7天)，废水量大(吨皂素排水1000 吨以上)，污染严重(吨皂素排放COD总量约30吨)，生产成本高(酸用量大、能耗高) 等问题。

近年来，由于黄姜种植的持续升温，黄姜加工已成为地方经济支柱产业，加之全国 皂素产量的80％集中在南水北调中线工程的水源地汉江流域(陕西和湖北)，黄姜产业 的污染已经危机到丹江口水库的水质安全。因此，及早改进黄姜加工工艺，实现清洁生 产，具有重要的经济、社会和环境效益。

现有技术采用不同的方法，拟在酸水解之前将淀粉纤维分离出去，以减少工艺耗酸 量和削减COD排放量。如国内专利(申请号：02138773.7，03134449.6，03134450， 200310111250.4，200410013355.0和200610125197.7)酶解法将黄姜中淀粉转化成糖， 糖液再用于制备酵母或葡萄糖，或经发酵转化为乙醇。过滤得到滤渣或醪液浓缩，再进 行酸水解。这类工艺存在固液分离困难(皂甙粘稠)，皂甙浆浓缩成本高(含水量大)， 蒸馏所得乙醇浓度低，大量纤维仍参与水解，增加耗酸和污染等问题。国内专利(申请 号：03125387.3，200410060679.X，200410060777)提出采用物理方法，即淀粉生产过 程的研磨筛分法，进行机械分离纤维素、淀粉和皂甙。该工艺能够大幅度减少污染排放， 但是存在皂素夹带损失，耗水量大，设备磨损严重和能耗偏高等问题。由于皂甙与纤维 素结合存在于细胞壁中，机械分离过程中，皂甙不可避免被夹带损失。另外，国内专利 (申请号：03127944.9)用超声波代替发酵对黄姜进行预处理，缩短了工艺过程；同时 对强酸催化裂解混合物进行蒸馏浓缩和烘干，再用超临界萃取方法提取皂素，没有废水 排放，消除了废水污染。但这种方法成本较高，不易实现工业化。

溶剂提取法，是天然产物提取中的常用方法。但目前，国内外还没有关于该法在黄 姜皂素生产领域的专利技术报道。中文文献(程军等，2005)采用乙醇连续多次回流提 取黄姜中的皂甙，最终所得皂素得率仅为传统的63.7％。为了解决黄姜皂素溶剂提取法 中皂素得率低的问题，我们借鉴造纸行业“催化的有机溶剂制浆”理论和黄姜的物质构 成特点，提出了一种“催化溶剂法”黄姜皂素清洁生产工艺，从而成功地实现了皂甙和 淀粉纤维等的有效分离，达到保证皂素得率和削减污染物排放量的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，而提供一种黄姜皂素清洁生产 工艺，具体地说是利用添加了催化剂的有机溶剂快速、高效提取黄姜中的皂甙，实现淀 粉纤维等与皂甙的有效分离，从而达到既保证目标产品收率，又大大削减污染的目的。

本发明的目可以通过如下措施来实现：用催化溶剂法从黄姜提取皂素的生产工艺， 是将黄姜清洗、粉碎，小黄姜粒径3-5mm，用添加催化剂的有机溶剂提取黄姜中的皂甙， 提取温度为40-80℃，提取时间为1-4小时，分离出淀粉纤维的混合物进行资源化，提 取液经浓缩后得皂甙浆，该皂甙浆经无机酸水解后得含皂素的水解物，水解物经105℃ 烘干后，按照120#汽油与水解物体积/重量比40-100ml/g进行索式提取，最后经结晶、 干燥得到皂素产品，其纯度为96-98％，皂素得率为2.6-2.8％。