一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，高效環(huán)保，無需酸水解就能提取皂素，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)皂素中纖維質(zhì)和淀粉的分離。本發(fā)明先將黃姜中的淀粉、纖維渣及薯蕷皂苷分開，再通過納濾截留薯蕷皂苷，利用嗜酸乳桿菌生物轉(zhuǎn)化將70-80%薯蕷皂苷生物轉(zhuǎn)化為皂素，而且能夠?qū)⑽崔D(zhuǎn)化的薯蕷皂苷納再次納濾回收再次用于下一次生產(chǎn)過程中的生物轉(zhuǎn)化，整個(gè)提取皂素的工藝中避免了酸水解，廢水處理簡(jiǎn)單，抽濾后的殘?jiān)軌蛴米鞣柿希w污染小，清潔安全，對(duì)環(huán)境友好；同時(shí)大幅的提高了黃姜中薯蕷皂苷的轉(zhuǎn)化率，將淀粉和纖維渣的分離，也避免了廢水BOD和COD過高的問題。
【專利說明】一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及黃姜皂素的生產(chǎn)領(lǐng)域，具體為一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]黃姜學(xué)名盾葉薯菌(Dioscorea zingiberensis.C.H.Wright),又名火頭根，以根狀莖入藥，是我國(guó)傳統(tǒng)常用中藥材，有“藥用黃金”之稱。黃姜根狀莖中含有豐富的薯蕷皂苷，其水解產(chǎn)物為薯蕷皂甙元即黃姜皂素，世界上皂素含量較高的植物不多，主要分布在我國(guó)和墨西哥。目前，我國(guó)的皂素出口量?jī)H次于墨西哥，居世界第二。
[0003]目前工業(yè)上主要將黃姜用于生產(chǎn)皂素，但黃姜皂素提取工藝產(chǎn)生了大量的廢水，污染了環(huán)境，主要問題在于將薯蕷皂苷轉(zhuǎn)化為皂素時(shí)進(jìn)行酸水解，產(chǎn)生大量的酸性廢水，廢水難處理，同時(shí)皂素中的纖維素、淀粉等資源沒能得到很好的利用，導(dǎo)致廢水BOD和COD非常聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，高效環(huán)保，無需酸水解就能提取皂素，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)皂素中纖維質(zhì)和淀粉的分離。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，包括如下步驟:`[0007]I)將黃姜粉碎，然后過濾獲得纖維渣和濾出物；將濾出物靜置分為三層，上層為上清液，中層為懸濁液，下層為淀粉；倒出上清液備用；分離出下層淀粉并洗滌，將淀粉洗滌后的洗液并入懸濁液中得到懸浮液；
[0008]2)將懸浮液離心后得到懸浮液沉淀和懸浮液清液，將懸浮液清液用截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含薯蕷皂苷的保留液；將保留液與懸浮液沉淀混合，并調(diào)整得到固形物含量為4-6%的混合液，按比例在每100ml混合液中加入6-8ml蒺藜提取液、0.2-0.3g乙酸鈉、0.3-0.5g檸檬酸氫二銨和0.008-0.012ml吐溫80及0.4-0.6g酪蛋白水解物得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將發(fā)酵培養(yǎng)基的pH值調(diào)至5.0-6.0，滅菌冷卻后按發(fā)酵培養(yǎng)基體積的5-8%接種量接入嗜酸乳桿菌，在34-38°C下發(fā)酵培養(yǎng)2-3d進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化將薯蕷皂苷為皂素；
[0009]3)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液的pH值調(diào)至6.5-7.5，然后離心分離得到發(fā)酵液清液和發(fā)酵液沉淀；將發(fā)酵液沉淀在50-60°C烘干，加入乙醇進(jìn)行提取皂素后抽濾得到抽濾液和殘?jiān)?br> [0010]4)用石油醚反復(fù)萃取抽濾液，靜置分層，合并石油醚層，再濃縮結(jié)晶后得到黃姜皂素。
[0011]進(jìn)一步，步驟I)中采用80-100目的濾布進(jìn)行過濾，濾出物靜置5_6h后分成三層。
[0012]進(jìn)一步，步驟2)中懸浮液離心時(shí)的轉(zhuǎn)速為3000-4000r/min，離心時(shí)間為10-15min ;滅菌時(shí)的溫度為121 °C，滅菌時(shí)間20_30min。
[0013]進(jìn)一步，步驟3)中發(fā)酵結(jié)束后用0.75-1.25mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值。[0014]進(jìn)一步，步驟3)中發(fā)酵液離心分離時(shí)的轉(zhuǎn)速為5000-700017^11，離心時(shí)間為10_15mino
[0015]進(jìn)一步，步驟3)中對(duì)發(fā)酵液沉淀提取時(shí)，加入沉淀量2-4倍的乙醇提取3_4h完成阜素提取。
[0016]進(jìn)一步，步驟3)中將發(fā)酵液清液經(jīng)截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含未轉(zhuǎn)化的薯蕷皂苷的保留液，回收保留液用于下一次黃姜皂素生產(chǎn)時(shí)，步驟2)中的生物轉(zhuǎn)化。
[0017]進(jìn)一步，步驟4)中用抽濾液體積1/3-1/2的石油醚反復(fù)萃取抽濾液至少3次。
[0018]再進(jìn)一步，其還包括對(duì)將步驟I)中得到的纖維渣和洗滌后的黃姜淀粉的加工處理，處理包括如下步驟:
[0019]a.在纖維渣中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15-25%的麥麩、0.5-1.5%的硫酸銨和體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08-0.12%的吐溫80，并攪拌均勻，然后滅菌冷卻到30-40°C再按體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8-12%的接種量接入綠色木霉，恒溫培養(yǎng)后，得到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣；
[0020]b.將黃姜淀粉用步驟I)中得到的上清液進(jìn)行調(diào)漿，經(jīng)液化、糖化獲得黃姜淀粉的酶解液，將酶解液降溫后，按比例在每升酶解液中加入8-12g的(NH4) 2S04、3-7g的蛋白胨、
2.0-4.0g的無水乙酸鈉、4-8g的檸檬酸氫二銨、0.8-1.2mL的吐溫80、0.2-0.4g的硫酸鎂、0.05-0.08g的硫酸錳和3.0-5.0g的磷酸氫二鉀，攪拌均勻并調(diào)節(jié)pH值至5.5-6.5后得到酶解培養(yǎng)液，滅菌冷卻后按比例在每100ml酶解培養(yǎng)液中接入3-5ml保拉迪酵母和5_7ml嗜酸乳桿菌，發(fā)酵后通過固液分離得到益生菌菌泥；
[0021]c.將益生菌菌泥添加`到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣中，混合均勻并低溫烘干后得到黃姜活性飼料。
[0022]進(jìn)一步，步驟a中滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間20_30min ;恒溫培養(yǎng)時(shí)的溫度為27-33°C，時(shí)間為3-5d ;步驟b中滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間20_25min ;發(fā)酵時(shí)的溫度為33-39°C，發(fā)酵時(shí)間為48-60h。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0024]本發(fā)明一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，先將黃姜中的淀粉、纖維渣及薯蕷皂苷分開，再通過納濾截留薯蕷皂苷，利用嗜酸乳桿菌生物轉(zhuǎn)化將70-80%薯蕷皂苷生物轉(zhuǎn)化為皂素，而且能夠?qū)⑽崔D(zhuǎn)化的薯蕷皂苷納再次納濾回收再次用于下一次皂素生產(chǎn)中的生物轉(zhuǎn)化，整個(gè)提取皂素的工藝中避免了酸水解，廢水處理簡(jiǎn)單，抽濾后的殘?jiān)軌蛴米鞣柿希w污染小，清潔安全，對(duì)環(huán)境友好；同時(shí)大幅的提高了黃姜中薯蕷皂苷的轉(zhuǎn)化率，將淀粉和纖維渣的分離，也避免了廢水BOD和COD過高的問題。
[0025]進(jìn)一步的，通過對(duì)黃姜中纖維質(zhì)和淀粉的分離利用，將淀粉經(jīng)液化糖化后用于培養(yǎng)益生菌，黃姜纖維渣用于生產(chǎn)纖維素酶，同時(shí)可獲得菌體蛋白，再將益生菌與纖維素酶菌體蛋白的黃姜渣混合制備得到黃姜活性飼料；高效的利用了黃姜資源，避免了廢棄物帶來的污染；在得到皂素的同時(shí)，還得到了富含保拉迪酵母、嗜酸乳桿菌、綠色木霉和纖維素酶的黃姜活性飼料，不僅能夠?yàn)樯笱a(bǔ)充益生菌有益牲畜健康，飼料中的纖維素酶還能促進(jìn)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和提高飼料利用率，產(chǎn)品的附加價(jià)值高，生產(chǎn)效益好。
【具體實(shí)施方式】[0026]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0027]實(shí)例I
[0028]一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0029]I)將黃姜粉碎，然后過濾獲得纖維渣和濾出物；將濾出物靜置分為三層，上層為上清液，中層為懸濁液，下層為淀粉；倒出上清液備用；分離出下層淀粉并洗滌，將淀粉洗滌后的洗液并入懸濁液中得到懸浮液；具體的，采用100目的濾布進(jìn)行過濾，濾出物靜置6h后分成三層。
[0030]2)將懸浮液離心后得到懸浮液沉淀和懸浮液清液，將懸浮液清液用截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含薯蕷皂苷的保留液；將保留液與懸浮液沉淀混合，并調(diào)整得到固形物含量為6%的混合液，按比例在每100ml混合液中加入8ml蒺藜提取液、0.3g乙酸鈉、0.5g檸檬酸氫二銨和0.012ml吐溫80及0.6g酪蛋白水解物得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將發(fā)酵培養(yǎng)基的PH值調(diào)至6.0，滅菌冷卻后按發(fā)酵培養(yǎng)基體積的8%接種量接入嗜酸乳桿菌，在37°C下發(fā)酵培養(yǎng)3d進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化將薯蕷皂苷為皂素；具體的懸浮液離心時(shí)的轉(zhuǎn)速為4000r/min，離心時(shí)間為15min ;滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間20min。
[0031]3)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液的pH值調(diào)至7.0，然后離心分離得到發(fā)酵液清液和發(fā)酵液沉淀；將發(fā)酵液沉淀在60°C烘干，加入乙醇進(jìn)行提取皂素后抽濾得到抽濾液和殘?jiān)?；具體的發(fā)酵結(jié)束后用lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值；發(fā)酵液離心分離時(shí)的轉(zhuǎn)速為6000r/min，離心時(shí)間為15min ;對(duì)發(fā)酵液沉淀提取時(shí)，加入沉淀量3倍的乙醇提取4h完成皂素提??；將發(fā)酵液清液經(jīng)截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含未轉(zhuǎn)化的薯蕷皂苷的保留液，回收保留液用于下一次黃`姜皂素生產(chǎn)時(shí)，步驟2)中的生物轉(zhuǎn)化。
[0032]4)用石油醚反復(fù)萃取抽濾液，靜置分層，合并石油醚層，再濃縮結(jié)晶后得到黃姜皂素；具體的，用抽濾液體積1/2的石油醚反復(fù)萃取抽濾液3次。
[0033]優(yōu)選的，能夠?qū)Σ襟EI)中得到的纖維渣和洗滌后的黃姜淀粉的加工處理，處理包括如下步驟:
[0034]a.在纖維渣中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為20%的麥麩、1.0%的硫酸銨和體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%的吐溫80，即吐溫80的體積與纖維渣的質(zhì)量之比，并攪拌均勻；然后滅菌冷卻到35°C再按體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的接種量接入綠色木霉，即綠色木霉液體菌種的體積與滅菌冷卻后纖維渣與加入物混合后的總質(zhì)量之比；恒溫培養(yǎng)后，得到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣；具體的，滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間20min ;恒溫培養(yǎng)時(shí)的溫度為30°C，時(shí)間為3d。
[0035]b.將黃姜淀粉用步驟I)中得到的上清液進(jìn)行調(diào)漿，經(jīng)液化、糖化獲得黃姜淀粉的酶解液，將酶解液降溫后，按比例在每升酶解液中加入IOg的(NH4)2S04、5g的蛋白胨、3g的無水乙酸鈉、6g的檸檬酸氫二銨、1.0mL的吐溫80、0.3g的硫酸鎂、0.06g的硫酸錳和4.0g的磷酸氫二鉀，攪拌均勻并調(diào)節(jié)PH值至6.0后得到酶解培養(yǎng)液，滅菌冷卻后按比例在每100ml酶解培養(yǎng)液中接入4ml保拉迪酵母和6ml嗜酸乳桿菌，發(fā)酵后通過固液分離得到益生菌菌泥；具體的，滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間20min ;發(fā)酵時(shí)的溫度為37°C，發(fā)酵時(shí)間為 60h。
[0036]c.將益生菌菌泥添加到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣中，混合均勻并低溫烘干后得到黃姜活性飼料。
[0037]實(shí)例2
[0038]一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0039]I)將黃姜粉碎，然后過濾獲得纖維渣和濾出物；將濾出物靜置分為三層，上層為上清液，中層為懸濁液，下層為淀粉；倒出上清液備用；分離出下層淀粉并洗滌，將淀粉洗滌后的洗液并入懸濁液中得到懸浮液；具體的，采用80目的濾布進(jìn)行過濾，濾出物靜置5h后分成三層。
[0040]2)將懸浮液離心后得到懸浮液沉淀和懸浮液清液，將懸浮液清液用截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含薯蕷皂苷的保留液；將保留液與懸浮液沉淀混合，并調(diào)整得到固形物含量為5%的混合液，按比例在每100ml混合液中加入6ml蒺藜提取液、0.2g乙酸鈉、0.4g檸檬酸氫二銨和0.01ml吐溫80及0.4g酪蛋白水解物得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將發(fā)酵培養(yǎng)基的PH值調(diào)至5.5，滅菌冷卻后按發(fā)酵培養(yǎng)基體積的7%接種量接入嗜酸乳桿菌，在37°C下發(fā)酵培養(yǎng)2.5d進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化將薯蕷皂苷為皂素；具體的懸浮液離心時(shí)的轉(zhuǎn)速為3000r/min，離心時(shí)間為IOmin ;滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間20min。
[0041]3)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液的pH值調(diào)至7.0，然后離心分離得到發(fā)酵液清液和發(fā)酵液沉淀；將發(fā)酵液沉淀在60°C烘干，加入乙醇進(jìn)行提取皂素后抽濾得到抽濾液和殘?jiān)痪唧w的發(fā)酵結(jié)束后用lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值；發(fā)酵液離心分離時(shí)的轉(zhuǎn)速為6000r/min，離心時(shí)間為14min ;對(duì)發(fā)酵液沉淀提取時(shí)，加入沉淀量3倍的乙醇提取
3.5h完成皂素提?。粚l(fā)酵液清液經(jīng)截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含未轉(zhuǎn)化的薯蕷皂苷的保留液，回收保留液用于下一次黃姜皂素生產(chǎn)時(shí)，步驟2)中的生物轉(zhuǎn)化。`
[0042]4)用石油醚反復(fù)萃取抽濾液，靜置分層，合并石油醚層，再濃縮結(jié)晶后得到黃姜皂素；具體的，用抽濾液體積1/2的石油醚反復(fù)萃取抽濾液3次。
[0043]優(yōu)選的，能夠?qū)Σ襟EI)中得到的纖維渣和洗滌后的黃姜淀粉的加工處理，處理包括如下步驟:
[0044]a.在纖維渣中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為20%的麥麩、1.0%的硫酸銨和體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%的吐溫80，并攪拌均勻，然后滅菌冷卻到35°C再按體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的接種量接入綠色木霉，恒溫培養(yǎng)后，得到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣；具體的，滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間20min ;恒溫培養(yǎng)時(shí)的溫度為30°C，時(shí)間為3d。
[0045]b.將黃姜淀粉用步驟I)中得到的上清液進(jìn)行調(diào)漿，經(jīng)液化、糖化獲得黃姜淀粉的酶解液，將酶解液降溫后，按比例在每升酶解液中加入IOg的(NH4)2S04、5g的蛋白胨、3g的無水乙酸鈉、6g的檸檬酸氫二銨、1.0mL的吐溫80、0.3g的硫酸鎂、0.06g的硫酸錳和4.0g的磷酸氫二鉀，攪拌均勻并調(diào)節(jié)PH值至6.0后得到酶解培養(yǎng)液，滅菌冷卻后按比例在每100ml酶解培養(yǎng)液中接入4ml保拉迪酵母和6ml嗜酸乳桿菌，發(fā)酵后通過固液分離得到益生菌菌泥；具體的，滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間20min ;發(fā)酵時(shí)的溫度為37°C，發(fā)酵時(shí)間為 60h。
[0046]c.將益生菌菌泥添加到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣中，混合均勻并低溫烘干后得到黃姜活性飼料。
[0047]實(shí)例3[0048]一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0049]I)將黃姜粉碎，然后過濾獲得纖維渣和濾出物；將濾出物靜置分為三層，上層為上清液，中層為懸濁液，下層為淀粉；倒出上清液備用；分離出下層淀粉并洗滌，將淀粉洗滌后的洗液并入懸濁液中得到懸浮液；具體的，采用85目的濾布進(jìn)行過濾，濾出物靜置5h后分成三層。
[0050]2)將懸浮液離心后得到懸浮液沉淀和懸浮液清液，將懸浮液清液用截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含薯蕷皂苷的保留液；將保留液與懸浮液沉淀混合，并調(diào)整得到固形物含量為4%的混合液，按比例在每100ml混合液中加入7ml蒺藜提取液、
0.3g乙酸鈉、0.3g檸檬酸氫二銨和0.008ml吐溫80及0.5g酪蛋白水解物得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將發(fā)酵培養(yǎng)基的PH值調(diào)至5.0，滅菌冷卻后按發(fā)酵培養(yǎng)基體積的5%接種量接入嗜酸乳桿菌，在34°C下發(fā)酵培養(yǎng)2d進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化將薯蕷皂苷為皂素；具體的懸浮液離心時(shí)的轉(zhuǎn)速為4000r/min，離心時(shí)間為14min ;滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間30min。
[0051]3)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液的pH值調(diào)至6.5，然后離心分離得到發(fā)酵液清液和發(fā)酵液沉淀；將發(fā)酵液沉淀在50°C烘干，加入乙醇進(jìn)行提取皂素后抽濾得到抽濾液和殘?jiān)痪唧w的發(fā)酵結(jié)束后用0.75mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值；發(fā)酵液離心分離時(shí)的轉(zhuǎn)速為5000r/min，離心時(shí)間為IOmin ;對(duì)發(fā)酵液沉淀提取時(shí)，加入沉淀量2倍的乙醇提取3h完成皂素提??；將發(fā)酵液清液經(jīng)截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含未轉(zhuǎn)化的薯蕷皂苷的保留液，回收保留液用于下一次黃姜皂素生產(chǎn)時(shí)，步驟2)中的生物轉(zhuǎn)化。
[0052]4)用石油醚反復(fù)萃取抽濾液，靜置分層，合并石油醚層，再濃縮結(jié)晶后得到黃姜皂素；具體的，用抽濾液體積1/3的石油醚反復(fù)萃取抽濾液4次。
[0053]優(yōu)選的，能夠?qū)Σ襟EI)中得到的纖維渣和洗滌后的黃姜淀粉的加工處理，處理包括如下步驟:`
[0054]a.在纖維渣中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15%的麥麩、0.5%的硫酸銨和體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
0.12%的吐溫80，并攪拌均勻，然后滅菌冷卻到30°C再按體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的接種量接入綠色木霉，恒溫培養(yǎng)后，得到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣；具體的，滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間30min ;恒溫培養(yǎng)時(shí)的溫度為27°C，時(shí)間為4d。
[0055]b.將黃姜淀粉用步驟I)中得到的上清液進(jìn)行調(diào)漿，經(jīng)液化、糖化獲得黃姜淀粉的酶解液，將酶解液降溫后，按比例在每升酶解液中加入8g的(NH4) 2S04、3g的蛋白胨、2g的無水乙酸鈉、4g的檸檬酸氫二銨、0.8mL的吐溫80、0.2g的硫酸鎂、0.05g的硫酸錳和3.0g的磷酸氫二鉀，攪拌均勻并調(diào)節(jié)PH值至5.5后得到酶解培養(yǎng)液，滅菌冷卻后按比例在每100ml酶解培養(yǎng)液中接入3ml保拉迪酵母和5ml嗜酸乳桿菌，發(fā)酵后通過固液分離得到益生菌菌泥；具體的，滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間25min ;發(fā)酵時(shí)的溫度為33°C，發(fā)酵時(shí)間為48h。
[0056]c.將益生菌菌泥添加到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣中，混合均勻并低溫烘干后得到黃姜活性飼料。
[0057]實(shí)例4
[0058]一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0059]I)將黃姜粉碎，然后過濾獲得纖維渣和濾出物；將濾出物靜置分為三層，上層為上清液，中層為懸濁液，下層為淀粉；倒出上清液備用；分離出下層淀粉并洗滌，將淀粉洗滌后的洗液并入懸濁液中得到懸浮液；具體的，采用90目的濾布進(jìn)行過濾，濾出物靜置5.5h后分成三層。
[0060]2)將懸浮液離心后得到懸浮液沉淀和懸浮液清液，將懸浮液清液用截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含薯蕷皂苷的保留液；將保留液與懸浮液沉淀混合，并調(diào)整得到固形物含量為6%的混合液，按比例在每100ml混合液中加入6ml蒺藜提取液、
0.2g乙酸鈉、0.4g檸檬酸氫二銨和0.009ml吐溫80及0.4g酪蛋白水解物得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將發(fā)酵培養(yǎng)基的PH值調(diào)至5.2，滅菌冷卻后按發(fā)酵培養(yǎng)基體積的6%接種量接入嗜酸乳桿菌，在38°C下發(fā)酵培養(yǎng)3d進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化將薯蕷皂苷為皂素；具體的懸浮液離心時(shí)的轉(zhuǎn)速為3000r/min，離心時(shí)間為13min ;滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間23min。
[0061]3)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液的pH值調(diào)至7.5，然后離心分離得到發(fā)酵液清液和發(fā)酵液沉淀；將發(fā)酵液沉淀在55°C烘干，加入乙醇進(jìn)行提取皂素后抽濾得到抽濾液和殘?jiān)?；具體的發(fā)酵結(jié)束后用1.25mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值；發(fā)酵液離心分離時(shí)的轉(zhuǎn)速為7000r/min，離心時(shí)間為Ilmin ;對(duì)發(fā)酵液沉淀提取時(shí)，加入沉淀量4倍的乙醇提取4h完成皂素提??；將發(fā)酵液清液經(jīng)截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含未轉(zhuǎn)化的薯蕷皂苷的保留液，回收保留液用于下一次黃姜皂素生產(chǎn)時(shí)，步驟2)中的生物轉(zhuǎn)化。
[0062]4)用石油醚反復(fù)萃取抽濾液，靜置分層，合并石油醚層，再濃縮結(jié)晶后得到黃姜皂素；具體的，用抽濾液體積1/2的石油醚反復(fù)萃取抽濾液5次。
[0063]優(yōu)選的，能夠?qū)Σ襟EI)中得到的纖維渣和洗滌后的黃姜淀粉的加工處理，處理包括如下步驟:
[0064]a.在纖維渣中加入 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為18%的麥麩、1.5%的硫酸銨和體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
0.10%的吐溫80，并攪拌均勻，然后滅菌冷卻到35°C再按體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的接種量接入綠色木霉，恒溫培養(yǎng)后，得到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣；具體的，滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間25min ;恒溫培養(yǎng)時(shí)的溫度為33°C，時(shí)間為5d。
[0065]b.將黃姜淀粉用步驟I)中得到的上清液進(jìn)行調(diào)漿，經(jīng)液化、糖化獲得黃姜淀粉的酶解液，將酶解液降溫后，按比例在每升酶解液中加入12g的(NH4)2S04、7g的蛋白胨、4g的無水乙酸鈉、8g的檸檬酸氫二銨、1.2mL的吐溫80、0.4g的硫酸鎂、0.08g的硫酸錳和5.0g的磷酸氫二鉀，攪拌均勻并調(diào)節(jié)PH值至6.5后得到酶解培養(yǎng)液，滅菌冷卻后按比例在每100ml酶解培養(yǎng)液中接入5ml保拉迪酵母和7ml嗜酸乳桿菌，發(fā)酵后通過固液分離得到益生菌菌泥；具體的，滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間22min ;發(fā)酵時(shí)的溫度為39°C，發(fā)酵時(shí)間為 53h。
[0066]c.將益生菌菌泥添加到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣中，混合均勻并低溫烘干后得到黃姜活性飼料。
[0067]實(shí)例5
[0068]一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0069]I)將黃姜粉碎，然后過濾獲得纖維渣和濾出物；將濾出物靜置分為三層，上層為上清液，中層為懸濁液，下層為淀粉；倒出上清液備用；分離出下層淀粉并洗滌，將淀粉洗滌后的洗液并入懸濁液中得到懸浮液；具體的，采用95目的濾布進(jìn)行過濾，濾出物靜置6h后分成三層。
[0070]2)將懸浮液離心后得到懸浮液沉淀和懸浮液清液，將懸浮液清液用截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含薯蕷皂苷的保留液；將保留液與懸浮液沉淀混合，并調(diào)整得到固形物含量為5%的混合液，按比例在每100ml混合液中加入8ml蒺藜提取液、
0.3g乙酸鈉、0.5g檸檬酸氫二銨和0.01lml吐溫80及0.6g酪蛋白水解物得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將發(fā)酵培養(yǎng)基的PH值調(diào)至5.7，滅菌冷卻后按發(fā)酵培養(yǎng)基體積的8%接種量接入嗜酸乳桿菌，在35°C下發(fā)酵培養(yǎng)2d進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化將薯蕷皂苷為皂素；具體的懸浮液離心時(shí)的轉(zhuǎn)速為3500r/min，離心時(shí)間為Ilmin ;滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間27min。
[0071]3)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液的pH值調(diào)至7.0，然后離心分離得到發(fā)酵液清液和發(fā)酵液沉淀；將發(fā)酵液沉淀在50°C烘干，加入乙醇進(jìn)行提取皂素后抽濾得到抽濾液和殘?jiān)?；具體的發(fā)酵結(jié)束后用lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值；發(fā)酵液離心分離時(shí)的轉(zhuǎn)速為5000r/min，離心時(shí)間為13min ;對(duì)發(fā)酵液沉淀提取時(shí)，加入沉淀量3倍的乙醇提取3h完成皂素提?。粚l(fā)酵液清液經(jīng)截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含未轉(zhuǎn)化的薯蕷皂苷的保留液，回收保留液用于下一次黃姜皂素生產(chǎn)時(shí)，步驟2)中的生物轉(zhuǎn)化。
[0072]4)用石油醚反復(fù)萃取抽濾液，靜置分層，合并石油醚層，再濃縮結(jié)晶后得到黃姜皂素；具體的，用抽濾液體積1/3的石油醚反復(fù)萃取抽濾液6次。
[0073]優(yōu)選的，能夠?qū)Σ襟EI)中得到的纖維渣和洗滌后的黃姜淀粉的加工處理，處理包括如下步驟:
[0074]a.在纖維渣中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為25%的麥麩、1.0%的硫酸銨和體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
0.11%的吐溫80，并攪拌均勻，然后滅菌冷卻到40°C再按體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%的接種量接入綠色木霉，恒溫培養(yǎng)后，得到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣；具體的，滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間30min ;恒溫培養(yǎng)時(shí)的溫度為28°C，時(shí)間為5d。
`[0075]b.將黃姜淀粉用步驟I)中得到的上清液進(jìn)行調(diào)漿，經(jīng)液化、糖化獲得黃姜淀粉的酶解液，將酶解液降溫后，按比例在每升酶解液中加入9g的(NH4)2S04、6g的蛋白胨、3g的無水乙酸鈉、5g的檸檬酸氫二銨、1.0mL的吐溫80、0.3g的硫酸鎂、0.07g的硫酸錳和4.0g的磷酸氫二鉀，攪拌均勻并調(diào)節(jié)PH值至6.0后得到酶解培養(yǎng)液，滅菌冷卻后按比例在每100ml酶解培養(yǎng)液中接入4ml保拉迪酵母和6ml嗜酸乳桿菌，發(fā)酵后通過固液分離得到益生菌菌泥；具體的，滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間23min ；發(fā)酵時(shí)的溫度為35 V，發(fā)酵時(shí)間為57h。
[0076]c.將益生菌菌泥添加到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣中，混合均勻并低溫烘干后得到黃姜活性飼料。
【權(quán)利要求】
1.一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將黃姜粉碎，然后過濾獲得纖維渣和濾出物；將濾出物靜置分為三層，上層為上清液，中層為懸濁液，下層為淀粉；倒出上清液備用；分離出下層淀粉并洗滌，將淀粉洗滌后的洗液并入懸濁液中得到懸浮液； 2)將懸浮液離心后得到懸浮液沉淀和懸浮液清液，將懸浮液清液用截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含薯蕷皂苷的保留液；將保留液與懸浮液沉淀混合，并調(diào)整得到固形物含量為4-6%的混合液，按比例在每100ml混合液中加入6-8ml蒺藜提取液、0.2-0.3g乙酸鈉、0.3-0.5g檸檬酸氫二銨和0.008-0.012ml吐溫80及0.4-0.6g酪蛋白水解物得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將發(fā)酵培養(yǎng)基的pH值調(diào)至5.0-6.0，滅菌冷卻后按發(fā)酵培養(yǎng)基體積的5-8%接種量接入嗜酸乳桿菌，在34-38°C下發(fā)酵培養(yǎng)2-3d進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化將薯蕷皂苷為皂素； 3)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液的pH值調(diào)至6.5-7.5，然后離心分離得到發(fā)酵液清液和發(fā)酵液沉淀；將發(fā)酵液沉淀在50-60°C烘干，加入乙醇進(jìn)行提取皂素后抽濾得到抽濾液和殘?jiān)? 4)用石油醚反復(fù)萃取抽濾液，靜置分層，合并石油醚層，再濃縮結(jié)晶后得到黃姜皂素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟I)中采用80-100目的濾布進(jìn)行過濾，濾出物靜置5-6h后分成三層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟2)中懸浮液離心時(shí)的轉(zhuǎn)速為3000-4000r/min，離心時(shí)間為10_15min ;滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間20_30mino
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟3)中發(fā)酵結(jié)束后用0.75-1.25mol/L的NaOH溶`液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟3)中發(fā)酵液離心分離時(shí)的轉(zhuǎn)速為5000-7000r/min,離心時(shí)間為10_15min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟3)中對(duì)發(fā)酵液沉淀提取時(shí)，加入沉淀量2-4倍的乙醇提取3-4h完成皂素提取。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟3)中將發(fā)酵液清液經(jīng)截留分子量為700Dalton的納濾膜進(jìn)行膜分離得到含未轉(zhuǎn)化的薯蕷皂苷的保留液，回收保留液用于下一次黃姜皂素生產(chǎn)時(shí)，步驟2)中的生物轉(zhuǎn)化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟4)中用抽濾液體積1/3-1/2的石油醚反復(fù)萃取抽濾液至少3次。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，其特征在于，還包括對(duì)將步驟I)中得到的纖維渣和洗滌后的黃姜淀粉的加工處理，處理包括如下步驟: a.在纖維渣中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15-25%的麥麩、0.5-1.5%的硫酸銨和體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08-0.12%的吐溫80，并攪拌均勻，然后滅菌冷卻到30-40°C再按體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8-12%的接種量接入綠色木霉，恒溫培養(yǎng)后，得到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣； b.將黃姜淀粉用步驟I)中得到的上清液進(jìn)行調(diào)漿，經(jīng)液化、糖化獲得黃姜淀粉的酶解液，將酶解液降溫后，按比例在每升酶解液中加入8-12g的(NH4)2S04、3-7g的蛋白胨、`2.0-4.0g的無水乙酸鈉、4-8g的檸檬酸氫二銨、0.8-1.2mL的吐溫80、`0.2-0.4g的硫酸鎂、.0.05-0.08g的硫酸錳和3.0-5.0g的磷酸氫二鉀，攪拌均勻并調(diào)節(jié)pH值至5.5-6.5后得到酶解培養(yǎng)液，滅菌冷卻后按比例在每100ml酶解培養(yǎng)液中接入3-5ml保拉迪酵母和5_7ml嗜酸乳桿菌，發(fā)酵后通過固液分離得到益生菌菌泥； c.將益生菌菌泥添加到含纖維素酶和菌體蛋白的黃姜纖維渣中，混合均勻并低溫烘干后得到黃姜活性飼料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種黃姜皂素清潔生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟a中滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間20-30min ;恒溫培養(yǎng)時(shí)的溫度為27_33°C，時(shí)間為3_5d ;步驟b中滅菌時(shí)的溫度為121°C，滅菌時(shí)間20-25min ;發(fā)酵時(shí)的溫度為33-39°C，發(fā)酵時(shí)間為48-60h。
【文檔編號(hào)】A23K1/16GK103497987SQ201310422041
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】舒國(guó)偉, 楊輝, 陳合, 王旭, 張璐 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)