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1、黃姜皂素清潔生產(chǎn)工藝的研究論文舒國偉，陳合，李慶娟，王莉【摘要】目的研究黃姜皂素清潔生產(chǎn)工藝。方法采用預發(fā)酵法、分離法、酶解法、預發(fā)酵-黑曲霉發(fā)酵法、雙分離法等提取黃姜皂素。結(jié)果雙分離法的纖維素的平均得率為46.36%，淀粉的平均得率為32.75%，黃姜皂素的平均得率為預發(fā)酵法的86.47％，但酸用量為預發(fā)酵法的8.33%。結(jié)論雙分離法為黃姜皂素清潔生產(chǎn)工藝，資源利用程度高.freelentation,separation,enzymichydrolysis,prefermentationandfermentationbyA.nigeranddouble-separation.Result
2、sTheaverageyieldrateofcelluloseandstarchentation,butacidutilizingoftheformerincreases.Furthermore,theperiodofthisprocessisgreatlyshorterthanpre-fermentation.Key；Diosgenin；Starch；Cellulose；Cleanproduction皂素又名皂苷元，難溶于水，易溶于苯、氯仿等有機溶劑，是一種重要的甾體激素藥物合成原料，主要用于腦體激素類藥物的合成，如黃體酮、抗多靈、口服避孕藥等藥物合成原料，在醫(yī)藥生產(chǎn)中具有十分重要的應(yīng)用
3、價值，有“藥用黃金”的美稱［1］。目前工業(yè)上生產(chǎn)黃姜皂素一般先經(jīng)自然發(fā)酵，再進行酸水解和溶劑浸提，該法使占原料重量約45%～50％的淀粉基本未加利用［2］，且經(jīng)過酸水解后產(chǎn)生的大量廢水給環(huán)境造成很大的污染。本研究比較了7種黃姜皂素的生產(chǎn)工藝，確定了黃姜皂素清潔生產(chǎn)工藝，為黃姜的綜合利用及黃姜皂素生產(chǎn)造成的環(huán)境污染的解決奠定一定的實驗基礎(chǔ)。1材料與方法1.1材料黃姜由咸陽綠世紀公司提供。黑曲霉菌種由實驗室提供。石油醚（30～60℃）、鹽酸。1.2方法1.2.1預發(fā)酵法提取黃姜皂素工藝流程：鮮黃姜→選擇、清洗→粉碎→預發(fā)酵→酸水解→中和→減壓抽濾、洗滌→干燥→提取→干燥→石油醚沖洗→皂素1.2
4、.2分離法提取黃姜皂素［3］1.2.3酶解法提取黃姜皂素［4］工藝流程：鮮黃姜→選擇、清洗→粉碎→酶解發(fā)酵→抽濾→酸水解→中和→減壓抽濾、洗滌→干燥→提取→干燥→石油醚沖洗→皂素1.2.4預發(fā)酵-黑曲霉發(fā)酵法提取黃姜皂素［5］工藝流程：鮮黃姜→選擇、清洗→粉碎→預發(fā)酵→黑曲霉發(fā)酵→抽濾→酸水解→中和→減壓抽濾、洗滌→干燥→提取→干燥→石油醚沖洗→皂素1.2.5酶解-黑曲霉發(fā)酵法提取黃姜皂素工藝流程：鮮黃姜→選擇、清洗→粉碎→酶解發(fā)酵→高壓滅菌→黑曲霉發(fā)酵→抽濾→酸水解→中和→減壓抽濾、洗滌→干燥→提取→干燥→石油醚沖洗→皂素1.2.6雙分離法提取黃姜皂素工藝要點說明：①將粉碎過的黃姜料液用
5、120目濾布擠壓過濾，并沖洗纖維渣至濾液無色，使渣漿分離，靜置漿液4h。此時，可觀察到該漿液分3層，上層清液，中間一層為懸濁液，下層為淀粉沉淀。收集淀粉沉淀，用清水沖洗1～2遍，干燥，稱重，并干燥纖維渣，稱重。②在3000r/min以上的離心速度離心懸濁液10～15min，收集沉淀。1.2.7雙分離-懸濁液預發(fā)酵法2結(jié)果2.1黃姜各組分皂素含量情況將纖維素渣、淀粉、懸濁液分別酸水解，再提取。結(jié)果見表1。表1雙分離法提取黃姜皂素（略）由表1可知，淀粉層、纖維素及上清液中沒有提取出皂素，可知皂素全部集中在懸濁液中，提取皂素只需加工處理懸濁液即可。2.27種工藝的比較將7種工藝在淀粉得率，纖維素
6、得率，用酸量及皂素得率等方面進行比較，結(jié)果見表2。由表2可知，雙分離法和雙分離－預發(fā)酵法的淀粉得率分別為32.75％和30.81％，而分離法的淀粉僅為9.36％；雙分離法和雙分離－預發(fā)酵法的纖維素得率分別為46.36％和33.56％，其余工藝都沒有得到副產(chǎn)物淀粉和纖維素，沒有綜合利用黃姜，雙分離法的皂素得率為86.47％，而雙分離－預發(fā)酵法的皂素得率僅為60.81％，可見從資源的綜合利用、皂素得率及用酸量比較可知，雙分離法為最佳清潔生成工藝。表27種工藝的比較結(jié)果（略）2.2.1不同工藝相對用酸量的比較見圖1。由圖1可明顯看出，在7種工藝中，雙分離法及雙分離-預發(fā)酵法的酸用量最低，均為預發(fā)
7、酵法的8.3％，而分離法所需酸量最大，為預發(fā)酵法的133％，其余幾種工藝用酸量和預發(fā)酵法相同。2.2.2不同工藝皂素得率的比較見圖2。圖1不同工藝相對酸用量的比較（略）圖2不同工藝黃姜皂素相對得率的比較（略）由圖2可知，預發(fā)酵-黑曲霉發(fā)酵法的皂素得率很高，但其酸用量不能減少，不能實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目的，且生產(chǎn)周期長。分離法、酶解法、酶解-黑曲霉發(fā)酵法等法的得率都比雙分離法略高，但都沒有減少用酸量。雙分離法得率為預發(fā)酵的86.
