CN1321189C - 一种综合利用银杏外种皮的工艺 - Google Patents

Abstract

一种综合利用银杏外种皮的工艺，属于银杏加工技术领域。本发明以新鲜的银杏外种皮为原料，将可发酵的成分用水提取出来作为发酵用的培养基，利用活性干酵母通过发酵利用水提液中的可发酵性成分，发酵生产乙醇。然后以80%浓度乙醇为浸提溶剂，浸提银杏外种皮水提后的残渣，将所得浸提溶液真空浓缩，用大孔树脂LSA-21和硅胶柱先后进行分离纯化，得到纯度为90%以上的银杏酚酸类物质。本发明对综合利用银杏资源、保护生态环境都具有极为重要的意义。

Description

一种综合利用银杏外种皮的工艺

技术领域

一种综合利用银杏外种皮的工艺，属于银杏加工技术领域。

背景技术

银杏(ginkgo biloba L.)系银杏科银杏属植物，又名公孙树、白果树，是我国的特有树种，也是世界上一种历史悠久、珍贵的药用植物资源。国内外对银杏叶和白果中的化学成分及应用进行了广泛的研究，结果表明其叶、果和外种皮等皆有药用开发价值，许多国家都致力于银杏产品的开发。我国是银杏种植大国，银杏资源拥有量约占世界总量的70％，是银杏叶提取物生产和出口大国，江苏省现栽植银杏2000万株，建成生产基地1.4万公顷，年产白果3600吨，干青叶4500吨，产量居全国之首，具有银杏产业开发的巨大资源优势。

银杏树的果实俗称为白果，具有敛肺平喘，止咳去痰等功效，已开发成多种营养食品；银杏外种皮俗称白果衣胞，是银杏果实的外层部分，约占果实重量的70％，目前开发利用率低，尚无成熟可靠的工业化加工利用方法，在银杏产区一般是作为废弃物被丢弃。据估计，我国每年至少有3万吨新鲜银杏外种皮，若除去其中60％左右的水分，干银杏外种皮每年约有1.2万吨。这些银杏外种皮长期露天堆放，在雨水浸渍下，其中所含的酚酸类有毒成分被水浸取而排入河沟，不但影响堆放场所周边环境，气味难闻，造成资源浪费，更重要的是对周围水域造成污染，毒死鱼虾，威胁到人畜饮用水的安全，已到了非解决不可的地步。如果对银杏外种皮不进行无害化处理，就谈不上银杏加工的产业化。因此，如何开展银杏外种皮资源的合理利用，治理环境，改善环境，是促进银杏加工进一步产业化工作中的一项迫切任务。

经查新后，已有文献均是在实验室水平对银杏外种皮多糖、黄酮、酚酸进行试验，未发现有关银杏外种皮综合利用工艺的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种运用生物技术综合利用银杏外种皮的工艺。以酵母为菌种利用银杏外种皮水提液中的可发酵性成分发酵生产乙醇；然后以乙醇为溶剂，提取银杏外种皮水提残渣中具有生物毒性的银杏酚酸类物质。银杏酚酸类物质可以开发为农业上广泛使用的杀菌剂和杀虫剂。开展银杏外种皮资源的综合利用，改善其对银杏产区的环境污染，达到变废为宝的目的，促进银杏加工进一步产业化工作。

本发明的技术方案：为实现上述目的，本发明以新鲜的银杏外种皮为原料，将可发酵的成分用水提取出来作为发酵用的培养基，利用活性干酵母(梅山-马利酵母有限公司制造)，通过发酵利用水提液中的可发酵性成分，发酵生产乙醇。然后以80％浓度乙醇为浸提溶剂，浸提银杏外种皮水提后的残渣，将所得浸提溶液真空浓缩，用大孔树脂LSA-21和硅胶柱先后进行分离纯化，得到较高纯度的银杏酚酸类物质。所述工艺为：

A、银杏外种皮水提液发酵生产乙醇

第一步：银杏果的后熟及脱皮。

新鲜且未经过任何处理的银杏外种皮很难直接与种仁剥离，因此将新鲜收集的银杏果(固形物30～40％，水分含量60～70％)放入后熟罐，按1∶1.5的加水质量比，室温浸泡1～2天左右，再用机械剥离，得银杏外种皮和银杏种仁。

第二步：匀浆。

将银杏外种皮与水按1∶0.5～1.5质量比混合，经组织捣碎机或匀浆机处理。

第三步：加酶处理。

匀浆机处理后的料液，用10％HCl调pH4.5，蒸汽加热升温到50℃，按4U/ml料液加入酸性纤维素酶，搅拌酶解4～5h。

第四步：固液分离。

将匀浆和加酶处理后的固液混合物经板框压滤或离心机处理，使固液分离得乳白色的滤液A和滤渣B两部分。

第五步：发酵。

滤液A灭菌后添加糖蜜使初糖浓度控制在15％，按10％的接种量接种活性干酵母，温度：30℃，发酵时间40～50h。发酵结束后所产生的乙醇所占体积分数在3％～5％。

第六步：发酵液蒸馏。

将发酵液蒸馏，控制蒸馏温度得到乙醇馏分用于下阶段提取银杏酚酸。

B、提取并分离纯化银杏酚酸

第一步：乙醇浸提滤渣B

选择80％浓度乙醇为浸提溶剂，滤渣B与浸提溶剂80％浓度乙醇按1∶2～3的料液质量比，在60℃条件下回流提取3次，每次3h，合并提取液，过滤，滤液蒸发浓缩，控制浓缩液质量为滤渣B质量的20％。

第二步：大孔树脂LSA-21层析。

选用LSA-21树脂进行动态吸附和解吸，柱规格为φ20×150cm，流速为0.3～0.5cm/min。将银杏外种皮80％浓度乙醇提取物过滤，真空浓缩，用少量无水乙醇重新溶解后，上柱，分别用两倍柱体积20％浓度乙醇和两倍柱体积40％浓度乙醇洗去杂质，再用两倍柱体积80％浓度乙醇溶液洗脱，将80％浓度的乙醇洗脱液浓缩至干，即得粗银杏酚酸。

第三步：硅胶柱层析。

为提高产物银杏酚酸的纯度，用硅胶柱对粗银杏酚酸进一步纯化。将粗银杏酚酸加少量石油醚重新溶解，上硅胶柱(φ20×150cm)，用两倍柱体积的石油醚-乙酸乙酯-冰醋酸(90∶10∶1，V/V)洗脱，流速0.3～0.5cm/min，收集银杏酚酸洗脱部分。

第四步：浓缩干燥。

收集洗脱液银杏酚酸部分，利用真空浓缩仪进行浓缩，回收有机溶剂。浓缩液干燥得银杏酚酸干粉，纯度大于90％。

银杏酚酸的测定方法：荧光分光光度法测定银杏酚酸。在激发波长λex＝345nm，发射波长λem＝420nm的条件下，以甲醇作为空白，测定白果酸标准工作溶液的荧光强度，以荧光强度对相应的浓度作图，绘制标准曲线。在相同的条件下测定样品溶液中总银杏酚酸的荧光强度，再通过回归方程计算其含量。

本发明的有益效果：本发明原料银杏外种皮属于废弃物，供应充足；加工后目的产品乙醇和银杏酚酸类物质有稳定的销售市场。银杏酚酸类物质可以开发为农业上广泛使用的杀菌剂和杀虫剂。加快开发和实施银杏外种皮的综合利用具有明显的经济效益、环境效益和社会效益。

消除银杏外种皮对加工地域周边环境的污染，保护人畜生活饮用水及水中鱼虾的安全。

变废为宝，防止资源的浪费，促进银杏种植和加工业的更进一步发展，为银杏种植地域的政府和人民增加经济收入。

银杏外种皮制备生物农药，可以为国内市场增加新的生物农药品种，提高绿色蔬菜、水果等的无公害质量。

本发明对综合利用银杏资源、保护生态环境都具有极为重要的意义。

附图说明

图1综合利用银杏外种皮的工艺示意图。

具体实施方式

实施例1

1吨新鲜银杏果，浸入1.5吨水中，室温浸泡24小时，机械脱皮，得白果0.30吨，外种皮0.70吨。将外种皮与水按1∶1质量比混合，经匀浆机处理，用10％HCl调pH4.5，蒸汽加热升温到50℃，按4U/ml料液加入酸性纤维素酶，搅拌酶解4～5h。将匀浆和加酶处理后的固液混合物经板框压滤或离心机处理，使固液分离得乳白色的滤液0.9吨和滤渣0.50吨。滤液灭菌后添加糖蜜使初糖质量浓度控制在15％，按10％的接种量接种活性干酵母，温度：30℃，发酵时间40～50h。发酵结束后所产生的乙醇所占体积分数在3％～5％。将发酵液浓缩蒸馏，所得乙醇用于下阶段提取银杏酚酸。

选择80％乙醇为浸提溶剂，滤渣与80％浓度乙醇按1∶2～3的料液质量比，在60℃条件下回流提取3次，每次3h，合并提取液，过滤，滤液蒸发浓缩，控制浓缩液质量为滤渣B质量的20％。选用LSA-21树脂进行吸附和解吸，柱规格为φ20×150cm，流速为0.3～0.5cm/min。将银杏外种皮80％浓度乙醇提取物过滤，真空浓缩，用少量无水乙醇重新溶解后，上柱，分别用各两倍柱体积的20％、40％、80％浓度乙醇溶液洗脱。将80％浓度的乙醇洗脱液浓缩至干，即得粗银杏酚酸，纯度大于60％。为提高产物银杏酚酸的纯度，用硅胶柱对粗银杏酚酸进一步纯化。将粗银杏酚酸加少量石油醚重新溶解，上硅胶柱(φ20×150cm)，用两倍柱体积的石油醚-乙酸乙酯-冰醋酸(90∶10∶1，V/V)洗脱，流速为0.3～0.5cm/min，收集洗脱液银杏酚酸部分，利用真空浓缩仪进行浓缩，回收有机溶剂。浓缩液干燥得银杏酚酸干粉8～12kg，纯度大于90％。

Claims (1)

1、一种综合利用银杏外种皮的工艺，其特征是以新鲜的银杏外种皮为原料，将可发酵的成分用水提取出来作为发酵用的培养基，利用活性干酵母通过发酵利用水提液中的可发酵性成分，发酵生产乙醇；然后以80％浓度乙醇为浸提溶剂，浸提银杏外种皮水提后的残渣，将所得浸提溶液真空浓缩，用大孔树脂LSA-21和硅胶柱先后进行分离纯化，得到高纯度的银杏酚酸类物质，所述工艺为：

A、银杏外种皮水提液发酵生产乙醇

(1)银杏果的后熟及脱皮：将新鲜收集的银杏果放入后熟罐，按1∶1.5的加水质量比，室温浸泡1～2天，再用机械剥离，得银杏外种皮和银杏种仁；

(2)匀浆：将银杏外种皮与水按1∶0.5～1.5质量比混合，经组织捣碎机或匀浆机匀浆；

(3)酶解：匀浆后的料液，用10％HCl调pH4.5，蒸汽加热升温到50℃，按4U/ml料液加入酸性纤维素酶，搅拌酶解4～5h；

(4)固液分离：将酶解后的固液混合物经板框压滤或离心机处理，使固液分离得乳白色的滤液A和滤渣B两部分；

(5)发酵：滤液A灭菌后添加糖蜜使初糖质量浓度控制在15％，按10％的接种量接种活性干酵母，发酵温度：30℃，发酵时间40～50h，发酵结束后产生的乙醇所占体积分数为3％～5％；

(6)发酵液蒸馏：将发酵液蒸馏，控制蒸馏温度得到乙醇馏分用于下阶段提取银杏酚酸；

B、提取并分离纯化银杏酚酸

(7)乙醇浸提滤渣B：选择80％浓度乙醇为浸提溶剂，滤渣B与浸提溶剂80％浓度乙醇按1∶2～3的料液质量比，在60℃条件下回流提取3次，每次3h，合并提取液，过滤，滤液蒸发浓缩，控制浓缩液质量为滤渣B质量的20％；

(8)大孔树脂LSA-21层析：选用LSA-21树脂进行吸附和解吸，柱规格为φ20×150cm，流速为0.3～0.5cm/min，将银杏外种皮80％浓度乙醇提取物过滤，真空浓缩，用少量无水乙醇重新溶解后，上柱，分别用两倍柱体积20％浓度乙醇和两倍柱体积40％浓度乙醇洗去杂质，再用两倍柱体积80％浓度乙醇溶液洗脱，将80％浓度的乙醇洗脱液浓缩至干，即得粗银杏酚酸；

(9)硅胶柱层析：将粗银杏酚酸加少量石油醚重新溶解，上硅胶柱φ20×150cm，用两倍柱体积的石油醚-乙酸乙酯-冰醋酸，体积比为90∶10∶1，洗脱，流速0.3～0.5cm/min，收集银杏酚酸洗脱部分；

(10)浓缩干燥：收集洗脱液银杏酚酸部分，利用真空浓缩仪进行浓缩，回收有机溶剂，浓缩液干燥得银杏酚酸干粉，纯度大于90％。