專利名稱：復(fù)合酶制劑及在薯蕷皂素生產(chǎn)中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及植物皂甙的提取，具體地說是一種復(fù)合酶制劑及在薯蕷皂素生產(chǎn)中的 應(yīng)用。
背景技術(shù)：
盾葉薯蕷，又稱黃姜，為多年生草質(zhì)藤本植物，干盾葉薯蕷中含植物纖維33%—40 %，淀粉45%—55 %，水溶物質(zhì)9%—13 %，皂素含量2%—5 %。其塊莖有較高的藥用和化工 價值，經(jīng)過加工可提取皂素、雙稀等醫(yī)藥、化工用品，目前可以合成氫化可的松、強的松、地 塞米松等上百種留體激素類藥物。是激素類藥物必不可少的成份，被喻為“激素之母”，并廣 泛應(yīng)用于化妝、保健、避孕鎮(zhèn)痛、麻醉等類藥物，是一種市場需求較為穩(wěn)定的藥材。我國生產(chǎn) 的皂素占全世界的60 %，居世界第一。目前生產(chǎn)工藝主要是自然發(fā)酵法，即將新鮮的薯蕷 或干薯蕷經(jīng)水洗一粉碎一自然發(fā)酵一酸解一洗滌一干燥一皂素水解物一萃取一結(jié)晶一 產(chǎn)品包裝。在該傳統(tǒng)工藝中需使用2mol/L — 2. 5mol/L的鹽酸溶液，在130°C條件下，對80% 以上的固型物進行酸水解，生產(chǎn)1噸皂素需耗50噸薯蕷干藥材，耗鹽酸19噸，產(chǎn)生廢酸12 噸(酸0. 13N以上，含有機物2. 8%)，高濃度有機廢水1500噸以上，其COD高達130000mg/L， BOD高達8000mg/L，pHl. 0-2.0。薯蕷中的有效成分利用率低，成本高，對環(huán)境污染大。多年 來人們提出了多種皂素清潔提取法，攻克的重點是產(chǎn)生污物最多的得到皂素水解物之前工 段。但由于技術(shù)不成熟未能從根本上解決污染問題或缺乏經(jīng)濟可行性等種種原因始終未能 投入到工業(yè)化生產(chǎn)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合酶制劑及在薯蕷皂素生產(chǎn)中的應(yīng)用。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)其發(fā)明目的的，一種復(fù)合酶制劑，它包括二套復(fù) 合酶制劑，I型復(fù)合酶制劑包括堿性果膠酶、纖維素酶、木聚糖酶、半纖維素酶、單寧酶，每 克I型復(fù)合酶制劑中，堿性果膠酶的酶活力為3000IU/g，纖維素酶的酶活力為180IU/g，木 聚糖酶的酶活力為6000IU/g，半纖維素酶的酶活力為1500IU/g，單寧酶的酶活力為80IU/ g ； II型復(fù)合酶制劑包括葡糖化酶、3 "葡萄糖苷酶，每克II型復(fù)合酶制劑中，葡糖化酶的酶 活力為150IU/g，葡萄糖苷酶的酶活力為120IU/g。一種上述復(fù)合酶制劑在薯蕷皂素生產(chǎn)中的應(yīng)用，它包括下列步驟
⑴原料的預(yù)處理；洗去薯蕷表面的泥沙和其它雜質(zhì)，將鮮薯蕷粉碎成漿，或?qū)⒏墒硎毞?碎至40目；
⑵復(fù)合酶制劑配制I型復(fù)合酶制劑包括堿性果膠酶、纖維素酶、木聚糖酶、半纖維素 酶、單寧酶，每克I型復(fù)合酶制劑中，堿性果膠酶的酶活力為3000IU/g，纖維素酶的酶活力 為180IU/g，木聚糖酶的酶活力為6000IU/g，半纖維素酶的酶活力為1500IU/g，單寧酶的酶 活力為80IU/g ； II型復(fù)合酶制劑包括葡糖化酶、0 -葡萄糖苷酶，每克II型復(fù)合酶制劑中， 葡糖化酶的酶活力為150IU/g，葡萄糖苷酶的酶活力為120IU/g;⑶一次水解調(diào)整固液比為1 :3-6，pH值為6. 0-8. 5，以薯蕷干重計，加入I型復(fù)合酶制 劑 0. 6 % -1 %，在 40°C -50°C溫度下水解 10h-14h ；
⑷二次水解將經(jīng)步驟⑶得到的料液調(diào)PH為5. 5-6. 0，以薯蕷干重計，加入II型復(fù)合酶 制劑 0. 1 % -1 %，在 60°C _70°C溫度下水解 1. 5h-2h ；
(5)將經(jīng)步驟⑷得到的料液經(jīng)過濾，濾渣再用水洗，過濾使其固液分離，固形物經(jīng)酸解、 水洗酸、壓濾，烘干后得皂素水解物；然后按皂素提取常規(guī)工藝萃取、結(jié)晶得到皂素成品。本發(fā)明為將污染物——廢糖液回收利用，在步驟(5)中，將濾液壓濾水洗，濾液經(jīng)降 壓濃縮，當濃縮液中固型物達到40 % 45 %時，高溫滅菌后包裝。本發(fā)明為將污染物——廢糖液回收利用，在步驟(5)中，將濾液壓濾水洗，濾液經(jīng)降 壓濃縮，當濃縮液中固型物達到40 % 45 %時，噴霧干燥包裝得粗糖粉。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明較好的實現(xiàn)了發(fā)明目的，采用本發(fā)明的復(fù)合酶制 劑生產(chǎn)薯蕷皂素，可促進黃姜有效成分的釋放，提高收率，從本質(zhì)上解決水解薯蕷皂苷所用 的酸，總用酸量比傳統(tǒng)工藝降低70%以上，從而降低生產(chǎn)成本，同時可將污染物——廢糖液 回收利用，有效解決了皂素生產(chǎn)中的水污染問題，污染物總量減少85%以上，減少皂素生產(chǎn) 企業(yè)40%的廢水排放量。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1
一種復(fù)合酶制劑，它包括二套復(fù)合酶制劑，I型復(fù)合酶制劑包括堿性果膠酶、纖維 素酶、木聚糖酶、半纖維素酶、單寧酶，每克I型復(fù)合酶制劑中，堿性果膠酶的酶活力為 3000IU/g，纖維素酶的酶活力為180IU/g，木聚糖酶的酶活力為6000IU/g，半纖維素酶的酶 活力為1500IU/g，單寧酶的酶活力為80IU/g;II型復(fù)合酶制劑包括葡糖化酶、葡萄糖 苷酶，每克II型復(fù)合酶制劑中，葡糖化酶的酶活力為150IU/g，葡萄糖苷酶的酶活力為 120IU/g。本發(fā)明依據(jù)黃姜的組成成分，針對性的選擇了二套復(fù)合酶制劑，I型復(fù)合酶制劑， 用于疏松發(fā)散薯蕷組織結(jié)構(gòu)，使薯蕷組織中的淀粉，果膠，各類低聚糖充分游離出來，并將 皂甙充分暴露；再用II型復(fù)合酶制劑將淀粉、纖維二糖、半纖維素、果膠等水解成水溶性多 糖、果膠酸和葡萄糖，形成水溶性固型物含量較高的且較易進行固液分離的漿液，從而將不 含皂甙的漿液收集利用，將含有皂甙的固型物分離出來供酸解，減少酸解物總量，同時使皂 甙進一步脫離薯蕷組織結(jié)構(gòu)，便于酸直接作用于皂甙上得到皂甙元，降低酸解用酸濃度。一種如上所述復(fù)合酶制劑在薯蕷皂素生產(chǎn)中的應(yīng)用，它包括下列步驟
⑴原料的預(yù)處理；洗去薯蕷表面的泥沙和其它雜質(zhì)，將鮮薯蕷粉碎成漿，或?qū)⒏墒硎毞?碎至40目；
⑵復(fù)合酶制劑配制I型復(fù)合酶制劑包括堿性果膠酶、纖維素酶、木聚糖酶、半纖維素 酶、單寧酶，每克I型復(fù)合酶制劑中，堿性果膠酶的酶活力為3000IU/g，纖維素酶的酶活力 為180IU/g，木聚糖酶的酶活力為6000IU/g，半纖維素酶的酶活力為1500IU/g，單寧酶的酶 活力為80IU/g ； II型復(fù)合酶制劑包括葡糖化酶、0 -葡萄糖苷酶，每克II型復(fù)合酶制劑中， 葡糖化酶的酶活力為150IU/g，葡萄糖苷酶的酶活力為120IU/g;⑶一次水解調(diào)整固液比為1 :3-6 (本實施例為1 :3)，pH值為6. 0-8. 5 (本實施例為 6)，以薯蕷干重計，加入I型復(fù)合酶制劑0.6 % -1 % (本實施例為0.6 %)，在40°C -50°C (本實施例為45°C)溫度下水解10h-14h (本實施例為10h)，其間間歇開啟攪拌裝置；
由于薯蕷中含有較高的單寧物質(zhì)，該物質(zhì)對酶有較強的抑制作用，該物質(zhì)存在會使酶 的作用效率大幅度下降。因此，本發(fā)明在一次復(fù)合酶水解中，加入單寧酶將單寧水解，使其 喪失對酶的抑制能力，有利于其它各酶充分發(fā)揮作用。薯蕷中的主要組成物質(zhì)為纖維素、半纖維素、淀粉和木聚糖等，它們相互是以粘貼 或鑲嵌或共價鍵化學(xué)鍵形式結(jié)合的。堿性果膠酶的作用在于分解粘貼物質(zhì)一果膠，使薯蕷 組織松散，組織中細胞離間，為其它崩潰細胞壁的纖維素酶、半纖維素酶、木聚糖酶疏通進 入薯蕷組織的通道和細胞接觸面，并利于薯蕷皂甙暴露。纖維素酶、半纖維素酶、木聚糖酶 隨堿性果膠酶疏通的通道快速進入薯蕷組織，并在細胞表面快速分解細胞壁上的相應(yīng)物 質(zhì)，使得細胞壁崩潰，從而釋放出被細胞壁包裹的淀粉，皂甙，糖等物質(zhì)。為后續(xù)酶繼續(xù)水解 淀粉、糖創(chuàng)造條件，亦為酸水解皂甙生成皂甙元創(chuàng)造條件。⑷二次水解將經(jīng)步驟⑶得到的料液調(diào)pH為5. 5-6. 0 (本實施例為6)，以薯蕷干 重計，加入II型復(fù)合酶制劑0. 1 % -1 % (本實施例為0. 1 %)，在60°C -70°C (本實施例為 60°C)溫度下水解1. 5h-2h (本實施例為1. 5h)；
在二次復(fù)合酶水解中，本發(fā)明以接力方式連續(xù)酶解薯蕷組織與組織釋放物。加入葡糖 化酶、3葡萄糖苷酶它能將由一次復(fù)合酶水解分解出的生淀粉、纖維二糖繼續(xù)水解為葡萄 糖，使薯蕷酶解液分為不含皂甙的雜糖雜酸溶液和含皂甙的疏松固形物兩部分。(5)將經(jīng)步驟⑷得到的料液送過濾機過濾，濾渣再用水洗兩遍，過濾使其固液分離， 固形物經(jīng)酸解、水洗酸、壓濾，烘干后得皂素水解物；然后按皂素提取常規(guī)工藝萃取、結(jié)晶得 到皂素成品。在傳統(tǒng)工藝中，廢糖液與廢酸液混合在一起，廢糖液含非水溶性糖，水洗量大，難 以回收利用。本發(fā)明為將污染物——廢糖液回收利用，在步驟(5)中，將濾液壓濾水洗，濾液 經(jīng)降壓濃縮，當濃縮液中固型物達到40 % 45 %時，高溫滅菌后包裝，可供發(fā)酵工業(yè)、飼料 工業(yè)、生物有機肥工業(yè)做原料使用。本發(fā)明采用酶解取代傳統(tǒng)發(fā)酵法，使疏松薯蕷結(jié)構(gòu)過程變的可控，酶解取代大部 分酸解，比傳統(tǒng)工藝降低鹽酸用量70 %以上，提高皂素水解物中的皂素收率14 % %以上； 且將原污染物——廢糖液回收利用占薯蕷干重的40-45%的雜糖等，實現(xiàn)變廢為寶，清潔生 產(chǎn)。本發(fā)明方法實用，效果顯著，使污染物總量減少85%以上，減少皂素生產(chǎn)企業(yè)40%的廢 水排放量，且皂素質(zhì)量和產(chǎn)量均有提高，生產(chǎn)成本下降。實施例2:
在步驟⑶一次水解中，調(diào)整固液比為1 :6，pH值為6.0，以薯蕷干重計，加入I型復(fù)合酶 制劑1 %，在45°C溫度下水解10h。在步驟⑷二次水解中，調(diào)pH為6. 0，以薯蕷干重計，加入II型復(fù)合酶制劑0. 5 %，在 65 °C溫度下水解1. 5h。本發(fā)明為將污染物——廢糖液回收利用，在步驟(5)中，將濾液壓濾水洗，濾液經(jīng)降 壓濃縮，當濃縮液中固型物達到40 % 45 %時，噴霧干燥包裝得粗糖粉，可供發(fā)酵工業(yè)、飼 料工業(yè)、生物有機肥工業(yè)做原料使用。
余同實施例1。
權(quán)利要求
一種復(fù)合酶制劑，其特征是它包括二套復(fù)合酶制劑，Ⅰ型復(fù)合酶制劑包括堿性果膠酶、纖維素酶、木聚糖酶、半纖維素酶、單寧酶，每克Ⅰ型復(fù)合酶制劑中，堿性果膠酶的酶活力為3000IU/g，纖維素酶的酶活力為180IU/g，木聚糖酶的酶活力為6000IU/g，半纖維素酶的酶活力為1500IU/g，單寧酶的酶活力為80IU/g；Ⅱ型復(fù)合酶制劑包括葡糖化酶、β-葡萄糖苷酶，每克Ⅱ型復(fù)合酶制劑中，葡糖化酶的酶活力為150IU/g，β-葡萄糖苷酶的酶活力為120IU/g。
2.一種如權(quán)利要求1所述復(fù)合酶制劑在薯蕷皂素生產(chǎn)中的應(yīng)用，其特征是它包括下列 步驟⑴原料的預(yù)處理；洗去薯蕷表面的泥沙和其它雜質(zhì)，將鮮薯蕷粉碎成漿，或?qū)⒏墒硎毞?碎至40目；⑵復(fù)合酶制劑配制I型復(fù)合酶制劑包括堿性果膠酶、纖維素酶、木聚糖酶、半纖維素 酶、單寧酶，每克I型復(fù)合酶制劑中，堿性果膠酶的酶活力為3000IU/g，纖維素酶的酶活力 為180IU/g，木聚糖酶的酶活力為6000IU/g，半纖維素酶的酶活力為1500IU/g，單寧酶的酶 活力為80IU/g ； II型復(fù)合酶制劑包括葡糖化酶、0 -葡萄糖苷酶，每克II型復(fù)合酶制劑中， 葡糖化酶的酶活力為150IU/g，葡萄糖苷酶的酶活力為120IU/g;⑶一次水解調(diào)整固液比為1 :3-6，pH值為6. 0-8. 5，以薯蕷干重計，加入I型復(fù)合酶制 劑 0. 6 % -1 %，在 40°C -50°C溫度下水解 10h-14h ；⑷二次水解將經(jīng)步驟⑶得到的料液調(diào)PH為5. 5-6. 0，以薯蕷干重計，加入II型復(fù)合酶 制劑 0. 1 % -1 %，在 60°C _70°C溫度下水解 1. 5h-2h ；(5)將經(jīng)步驟⑷得到的料液經(jīng)過濾，濾渣再用水洗，過濾使其固液分離，固形物經(jīng)酸解、 水洗酸、壓濾，烘干后得皂素水解物；然后按皂素提取常規(guī)工藝萃取、結(jié)晶得到皂素成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合酶制劑在薯蕷皂素生產(chǎn)中的應(yīng)用，其特征是在步驟(5) 中，將濾液壓濾水洗，濾液經(jīng)降壓濃縮，當濃縮液中固型物達到40 % 45 %時，高溫滅菌后 包裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合酶制劑在薯蕷皂素生產(chǎn)中的應(yīng)用，其特征是在步驟(5) 中，將濾液壓濾水洗，濾液經(jīng)降壓濃縮，當濃縮液中固型物達到40 % 45 %時，噴霧干燥包 裝得粗糖粉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合酶制劑，Ⅰ型復(fù)合酶制劑包括堿性果膠酶、纖維素酶、木聚糖酶、半纖維素酶、單寧酶，Ⅱ型復(fù)合酶制劑包括葡糖化酶、β-葡萄糖苷酶，其在薯蕷皂素生產(chǎn)中的應(yīng)用，它包括原料的預(yù)處理；用Ⅰ型復(fù)合酶制劑一次水解；用Ⅱ型復(fù)合酶制劑二次水解；再將料液過濾使其固液分離，固形物經(jīng)酸解、水洗酸、壓濾，烘干后得皂素水解物，然后按皂素提取常規(guī)工藝萃取、結(jié)晶得到皂素成品，本發(fā)明復(fù)合酶制劑生產(chǎn)薯蕷皂素，可促進黃姜有效成分的釋放，提高收率，總用酸量比傳統(tǒng)工藝降低70%以上，同時可將污染物——廢糖液回收利用，有效解決了皂素生產(chǎn)中的水污染問題，污染物總量減少85%以上，減少皂素生產(chǎn)企業(yè)40％的廢水排放量。
文檔編號C12N9/16GK101857855SQ20101021745
公開日2010年10月13日 申請日期2010年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月5日
發(fā)明者李忠興, 楊忠義, 白漢云 申請人:沅江浣溪沙酶技術(shù)有限公司