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应用生物酶法提取黄姜皂素的清洁工艺

第34卷黄姜,又名盾叶薯蓣,是我国特有的药用植物品种,其野生资源薯蓣皂甙元含量在世界薯蓣属植物中居高[1]。薯蓣皂素(薯蓣皂甙元)是甾体激素药物和甾体避孕药的前体化合物,在医药生产中具有十分重要的应用价值。目前生产存在的主要问题是皂索企业规模小、资源利用率低、皂素收率低、污染严重等现象,严重抑制了皂素产业的发展[2],特别是污染问题影响我国南水北调的工程的水源问题,如何有效解决黄姜深加工过程中技术难题,不仅给企业带来显著经济效益,促进我国黄姜产业的发展,也解决了南水北调工程的水源的污染问题。

目前针对皂素废水污染以及资源综合利用问题开展的研究比较多,多数研究都是从生产末端着手解决,也有部分研究以淀粉的去除为突破点,如:华中农业大学研究出从黄姜水解液中回收葡萄糖工艺等[3],也有用糖化酶或淀粉酶进行研究,如邹煜平等进行的双酶法提取皂素新工艺的研究[4],这些研究都是进行淀粉的初步降解。目前皂素生产研究还是主要采用酸水解提取,这种方法存在水解不完全、收获率低、提取中用水量大,同时生产过程中废水排量大,污染严重。

本文采用生物法进行皂素的提取,不仅有效降解淀粉,同时降解糖苷键,有利于皂素分离,大大减少酸

《环境科学与技术》编辑部:(网址)http://f jks.c h inajournal.ne t .cn (电话)027-********(电子信箱)h jkxyjs@http://www.wendangku.net/doc/cee2ee33326c1eb91a37f111f18583d048640f53.html 收稿日期:2010-02-01;修回2010-05-27

作者简介:徐升运(1970-),男,副研究员,硕士,主要从事生物酶制剂的开发应用研究工作,(手机)135********(电子信箱)xshy1389@http://www.wendangku.net/doc/cee2ee33326c1eb91a37f111f18583d048640f53.html 。

应用生物酶法提取黄姜皂素的清洁工艺研究

徐升运,赵文娟,陈卫锋

(陕西省科学院酶工程研究所,陕西

西安710600)

要:文章采用生物复合酶法对薯蓣皂素进行提取研究,使黄姜淀粉和纤维素得到充分降解,促进葡萄糖与皂素的分离,从而有利于

黄姜皂素的提取。通过正交实验进行试验确定复合酶处理黄姜皂素的工艺,

即最适酶解条件为温度55℃,pH 值4.0,时间6h ,每克黄姜酶用量为0.03g ,通过该条件进行试验发现,黄姜皂素收率提高26%。同时该工艺与传统的直接酸水解法相比,用量酸减少了74.7%,废水总量和COD 浓度分别下降了64.1%、89.6%,且产品熔点高。该工艺具有作用条件温和,减少污水排放量、提高皂素得率、污染小、节约能源的特点,可显著降低黄姜皂素生产中污水排放造成的环境污染难题,是一项清洁生产工艺,具有较好发展前景。

关键词:复合酶;黄姜;皂素;提取中图分类号:X703

文献标志码:A

doi :10.3969/j.issn.1003-6504.2011.02.036

文章编号:1003-6504(2011)02-0162-03

Application of Complex Enzyme in Extraction of Yam Sapogenins

XU Sheng-yun ,ZHAO Wen-juan ,CHEN Wei-feng

(Enzyme Engineering Institute ,Shaanxi Academy of Sciences ,Xi ’an 710600,China )

Abstract :Application of complex enzyme in extraction of Dioscorea sapogenins was studied.The starch and cellulose in yam were completely hydrolyzed and easily separated for the extraction of diosgenin from glucose catabolizing solution.Technical parameters of the complex enzyme extraction by the orthogonal test were determined ,with the optimal parameter for extraction as hydrolysis temperature 55℃,pH of solution 4.0,time of enzymatic hydrolysis 6h and amount of enzymatic hydrolysis 0.03g per Dioscorea zingiberensis .Results showed that diosgenin extraction ratio of such method was raised by 26%.Compared with the traditional method ,acid quantity decreased by 74.7%,wastewater quantity and COD concentration declined by 64.1%and 89.6%respectively ,with high melting point for diosgenin product.Results showed that the technology is featured by gentle function condition ,higher efficiency ,less pollution and energy saving ,which would remarkably decrease the sewage quantity and successfully solve environment pollution in yam diosgenin production.The technology is a cleaner process and has a bright prospective.

Key words :complex enzyme ;yam ;diosgenin ;extraction

Environmental Science &Technology

第34卷第2期2011年2月

Vol.34No.2

Feb.2011

徐升运,赵文娟,陈卫锋.应用生物酶法提取黄姜皂素的清洁工艺研究[J].环境科学与技术,2011,34(2):162-164.Xu Sheng-yun,Zhao Wen-juan,

Chen Wei-feng.Application of complex enzyme in extraction of yam sapogenins[J].Environmental Science &Technology,2011,34(2):162-164.

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(共3页)

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