[发明专利]废水残渣资源化利用的薯蓣皂甙元生产工艺

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种药物的基础原料和起始中间体的提取技术，尤其涉及废水残渣资源化利用的薯蓣皂甙元生产工艺。

背景技术

盾叶薯蓣常用名黄姜，为薯蓣科多年生缠绕性草质藤本植物。其根茎中含有薯蓣皂甙(也称皂苷)水解产物薯蓣皂甙元(俗称薯蓣皂素)，薯蓣皂素是合成甾体激素药物的基础原料和起始中间体。应用薯蓣皂素可以合成生产所有的甾体激素药物，肾上腺皮激素、性激素、蛋白激素等几百种药物，故有“激素之母”之称，黄姜是一种理想的提取甾体激素的药源植物，故又拥有药用“黄金”之美誉。

一、传统薯蓣提取皂素工艺存在的问题

薯蓣中含40％-50％淀粉，40-50％的纤维素及其他微量化学成份。薯蓣皂甙与纤维素结合存在于细胞质中，用物理方法很难将两者分开，传统薯蓣提取皂素方法主要为盐酸水解法和硫酸水解法，两种酸水解工艺都存在严重的缺点，原料黄姜淀粉水解不彻底，料液中葡萄糖因酸水解时间长、温度高易焦糖化产生不可发酵的焦糖，不利废水后续资源化开发。每生产1吨皂素，需黄姜130吨-180吨，工业盐酸(35％)15～20吨，或硫酸(98％)7-8吨，平均要排放废水450吨，废水指标超过国家标准4-70倍，严重污染江河。

发明内容

黄姜提取皂素工业由于产生大量废水，工艺有“废水王”之称，为此发明了糖化薯蓣淀粉提取皂甙元工艺，综合利用废水，变废为宝，让我们从黄姜中提取皂素同时，可以不排出严重污染环境的巨量废水，本发明完成了糖化薯蓣淀粉提取皂甙元无废污水排放工艺。

废水残渣资源化利用的薯蓣皂甙元生产工艺，是采用以下的技术方案来实现的：废水残渣资源化利用的薯蓣皂甙元生产工艺，将黄姜配料经过加酶发酵、酸水解分离得到的固液混合液，通过过滤后得到的固体部分，经过中和得到含皂甙滤饼，把含皂甙滤饼烘干破碎后，用乙醇提取皂甙—提纯结晶物的化学名称为5一异螺旋烯一3β醇；提取皂甙后再分离后的滤饼主要为植物纤维、木质素，它们经过加压为块状或颗粒状，作为产品燃料出售；通过过滤后得到的液体部分是含多糖分的可发酵料液：过滤料液经过中和、配料、调pH、灭菌、接种、发酵、口味调配、罐装得到用含糖料液发酵生产的饮料。

上述废水残渣资源化利用的薯蓣皂甙元生产工艺，①配料，把黄姜的根茎破碎磨细，一般为过20～30目筛，按料水比1∶4～35装进搅拌式水解罐，再加α-淀粉酶，淀粉酶剂的加入量，随酶活力的高低而定，一般控制5-8单位/g粉料，料液经搅拌均匀后，调pH在5-5.7之间，加入0.15％的氯化钙作为保护剂和激活剂；②糊化在水解罐常压煎煮升温到95-97℃保温60min，加α-淀粉酶对薯蓣淀粉进行糊化；③加H₂SO₄水解糊精糖化，从搅拌式水解罐进料口再加入用水量3％的98％H₂SO₄，开动搅拌器搅拌均匀，加压0.23MPa一0.485MPa升温超过溶媒沸点至120-150℃，彻底杀死耐高温α-淀粉酶；④酸水解糖化糊精过滤分离酸水解料液和皂甙元，经1小时左右的酸水解，打开水解罐底出液口，酸水解料液从水解罐底阀流出，流经压滤器滤出不溶于水的纤维素杂质皂甙元滤饼，用石灰乳中和漂洗，其中一、二次洗液合并到过滤料液中进行处理，其后中和漂洗液放入循环洗液池中，再次使用；烘干滤饼，粉碎后，用70％～95％乙醇加热回流3～4小时，分离出热乙醇，再加入乙醇，重复3～4次操作，皂甙溶解于热乙醇中，用合并的提取液提取皂甙元；分离出来的滤饼残渣，将它们干燥后制造成燃料产品。

上述废水残渣资源化利用的薯蓣皂甙元生产工艺，用过滤后含多糖分的料液发酵生产饮料；中和用石灰乳与料液中的硫酸反应生成硫酸钙，沉降于储罐底部，分离去石膏，得到中性的澄清的薯蓣料液，调节料液甜度为20°Bé～30°Bé，低于上述值加入蔗糖调高；调pH为6.2～6.8，料液加热到90℃～95℃，10min～20min灭菌，自然冷却到30℃～35℃接种，菌种为台湾396号酵母和德氏乳干菌，要求接种后每毫升发酵液的菌数要达到1×10⁵～5×10⁶个；发酵：发酵温度25℃～40℃，发酵时间：20h～35h，当发酵pH值达到4～5，乙醇含量0.5％时，终止发酵；饮料风味是甜香。口味调配：发酵终止后，经过检验无有害物质，可以直接饮用，也可根据口味要求添加盐和蔗糖，薯蓣汁饮料进行装瓶，或罐装后，巴氏灭菌包装。灭菌条件为115℃，10min，然后冷却包装入库。