[发明专利]薯蓣皂甙元的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及薯蓣皂甙元的生产方法，具体是多步削减及低温、低酸水解用于薯蓣皂甙元的生产方法。

背景技术

薯蓣（黄姜）中含皂甙1%，淀粉13-18%，纤维素15-20%，水60-70%，其它活性成分微量，皂甙元的生产真正有效的工作是针对1%的皂甙产生，而目前工艺中其它物质进入水解流程是造成环境污染、收率不高、高耗能高成本的主要原因。

薯蓣皂甙元的生产主要存在以下问题：

一是生产中造成的环境污染问题：薯蓣皂甙元生产的污染主要是由高浓度的酸、难降解的高色度高浓有机物废水、发酵过程中的恶臭气体、水解过程中的酸雾所引起。·

二是长时间发酵使一部分皂甙元转化为丝兰皂甙元和表丝兰皂甙元，高温、高压、高酸的水解条件使一部分皂甙元降解，造成的皂甙元收率及品质的降低。

三是生产过程中庞大的原材料进入流程中导致设备利用率降低，以及水、电、汽、人工和其它辅助材料的极大浪费和原材料未加以综合利用，导致经济效益不高的问题。

目前采用的方法如图1所示。

第一步将鲜黄姜水洗后粉碎发酵7天，其中发酵时采用1：5水量，盐酸度1.5-2.0mol/L，水解3-4小时压力1.2kg左右，水解温度在125℃；水解物量在7-10%；

第二步过滤，将有用的物质通过过滤出，并经过水洗、干燥、水解物、进入薯蓣皂甙元提取流程；同批次家生薯蓣皂甙元收率0.65%；野生薯蓣皂甙元收率0.9%。

发明内容

本发明为了解决薯蓣皂甙元生产的环境污染、发酵、利用率低等问题，特提出薯蓣皂甙元的生产方法。

为此本发明的技术方案为，薯蓣皂甙元的生产方法，包括第一步将鲜薯蓣水洗后粉碎，其特征在于：将粉碎后的薯蓣通过滤布为80目的尼龙筛网压滤，得到薯蓣90%的滤液；压滤后的纤维渣经30-40℃发酵48±2小时，用2mm筛孔的齿爪粉碎机粉碎搓压后，分离水洗纤维中无皂甙元，得到薯蓣剩余10%的滤液。

第二步浓缩：将第一步中的两种滤液混合沉降24±1小时，清液回收，淀粉回收，沉降后的皂甙浆再浓缩，其中浓缩后皂甙浆的质量和体积比为1kg:1000ml；其中浓缩用刮板式过滤机或用蛇形连续过滤浓缩机浓缩。

第三步低温、低酸水解：取浓缩后皂甙浆用带夹层的不锈钢容器作为水解容器，其中水解的盐酸调节至0.15mol/L-0.2mol/L的浓度，保温90-98℃水解10-16小时，A步水解后分出80%的上清液，上清液进入酒精发酵程序；B步将A步低层浓浆料再加盐酸，使酸浓度达0.5mol/L，继续于90℃-98℃保温18-20小时，过滤分出酸解液，酸解液中和进入生化程序；过滤后物质再水洗干燥得水解物进入提取程序得到薯蓣皂甙元。

有益效果：

本发明用低酸、低温，A步、B步两步水解，可大幅度降低难降解的褐色物质的生成数量，有利于后续的生化降解，新方法不仅提高皂甙元的收率，利用了薯蓣中的大部分纤维素，回收了淀粉，浆料中的可溶性淀粉、纤维、粘液质等多糖得到了水解成（上清液）糖液，用于酒精发酵，大部分固形物未进入流程使废水处理的物质减少，生产条件温和，设备寿命利用率提高，原材料利用率提高，辅助材料用量减少，废水处理难度大幅降低，有利于皂甙元的工业化生产。

鲜薯蓣粉碎后压滤和发酵，将有用的物质全部提取，无浪费，沉降后分离出淀粉进行回收，不进入发酵过程，但分离出的纤维渣中含有部分小颗粒，经30-40℃发酵48小时无恶臭产生，小颗粒基本发酵完成，粉化手捏无粒感，用2mm的筛孔齿爪粉碎机粉碎搓压后分离水洗纤维中无甙元，此过程可使薯蓣中90%的淀粉和95%以上的纤维素得以分离而不进入后续的水解流程，粉碎及发酵可使简单的粉碎设备可完成高效分离的目的，同时使皂甙元进入浆料而减少残留，此过程仅用48小时即可，比传统方法整整减少5天，大大缩短了发酵时间。

粉碎过滤后收集的浆料，沉降24小时分出清液，清液可回用，不易沉降的浆料约占薯蓣量的2.5倍（即1kg薯蓣约得2500ml浆料），浓缩成1：1的浆料用于皂甙浆后续水解，降低了体积，提高了设备利用率，酸耗、能耗等成本大大降低。

由于是低温、低酸，生产过程中无酸雾发生，水解物量约2%，大大低于老方法的水解物量；水洗水量大幅降低，A步酸解的上清液水解后用于酒精发酵，B步水解由于体积只有老工艺的4%，酸量为1/5--1/3，水量和酸度约倍数降低，减轻了后续生化处理的压力，新方法用酸量可控在老工艺的5%以内。