CN1673385A - 利用生物技术由薯芋类植物生产柠檬酸和皂素的方法 - Google Patents
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Abstract
利用生物技术由薯芋类植物生产柠檬酸和皂素的方法，包括：利用生物技术由薯芋类植物生产柠檬酸的方法和利用生物技术由薯芋类植物废渣生产皂素的方法。其优点是：改变了柠檬素生产厂产值低，投资回报慢，和皂素生产环境污染两个问题，皂素生产的质量和产量均大大提高。按本工艺生产柠檬酸，转化率35％，提取收率85％(有结晶水)，皂素收率0.6－0.8％。1万吨规模的柠檬酸厂老工艺产值5000万元，本工艺产值13000万元。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体地说是一种利用生物技术由薯芋类植物生产柠檬酸和皂素的方法。
背景技术
多年来，由木薯、白薯干、玉米、小麦、大米、甜菜糖、葡萄糖母液等为原料生产柠檬酸、皂素，柠檬酸和皂素生产都是分开进行的，各干各的，这样所有工业废渣全部浪费。一般以木薯为主要原料进行生产，其工艺是将木薯粉碎，黑曲霉发酵，然后提取，精制、结晶、离心、干燥得到成品。此工业废水、废渣排放污染环境，此工艺投资大，以一万吨柠檬酸为例。则要3000万的投资，能耗大，利润率低。是一个投资大，耗能大，污染严重和利润率低的生产工艺。
发明内容
本发明的目的是设计一种投资少、无污染、效益高利用生物技术由薯芋类植物生产柠檬酸和皂素的方法。
本发明利用生物技术由薯芋类植物生产柠檬酸的方法，具体步骤如下：
A筛选菌种：用原产柠檬酸的黑曲霉菌种重新筛选适合薯类植物(黄姜)最优产柠檬酸的菌株而获得黑曲霉菌种。
B将薯芋类植物计划收购冷库保存，用时取出将块根洗净，加水50％粉碎、打浆，用培养好的枯草芽孢杆菌、乳酸菌或直接产生淀粉酶，纤维素酶和降解有机物酶的菌类液体，按薯芋块根重量的50％加入其中，搅匀、浸透，调节PH＝7.3，在温度45～55℃下酶解20分钟，升温到80-90℃保温液化1小时。然后按块根重量15-20％补加水，灭菌，冷却，接种我们筛选的新黑曲霉菌种，温度控制在30～34℃左右，通气、搅拌、发酵65-70小时完成。然后按工业常规生产柠檬酸的步骤提取、精制，制备柠檬酸。
本发明利用生物技术由薯芋类植物生产皂素的方法，具体步骤如下：
①收集上述发酵残渣，加50％水搅匀，用培养好的纤维素酶菌液，按滤渣重量的50％加入其中搅拌，浸透，调节PH＝7.3，在温度45～55℃酶解1小时。
②过滤，收集沉淀物，用0.5N HCI加压1.5-2MPA，水解20分钟-1小时或2N HCI常压水解4-5小时，过滤，收集沉淀物，水洗至中性，烘干，得到水解物。
③水解物用120号汽油提取、结晶、过滤，母液套用。
④结晶物经70～80℃干燥，粉碎，得皂素成品。
环保处理：
①原皂素生产盐酸水解工艺中排放的为深棕色废液，杂质多，成分复杂，浓度高，是COD及BOD很高的废液。
新工艺的黄姜水解工序酸液用量只有原工艺用量的1/12，且因黄姜经柠檬酸生产工艺过程将黄姜中的糖类及淀粉类物质充分转化使用，将此残渣再用来生产皂素水解物时，不但大幅度减少了用酸量，而且水解后水解液中溶出的杂质大幅减少，此废液经活性炭处理，再补充一部分浓盐酸调节至所需浓度，可反复使用于水解工序中，此较浓的水解液部分可做到零排放，至于水解后水解物用水将其洗至中性的过程中，所产生的废水，因浓度很低，经活性污泥处理后COD及BOD易达到标准。
②柠檬酸厂如果将起始原料由木薯改用薯芋类植物(如黄姜)，用原有的整体环保设施进行三废处理能达到一级排放标准，不会污染环境。
本发明利用生物技术由薯芋类植物生产柠檬酸和皂素的方法的优点是：改变了柠檬素生产厂产值低，投资回报慢，和皂素生产环境污染两个问题，皂素生产的质量和产量均大大提高。按本工艺生产柠檬酸，转化率35％，提取收率85％(有结晶水)，皂素收率0.6-0.8％。1万吨规模的柠檬酸厂老工艺产值5000万元，本工艺产值13000万元。
具体实施方式
本发明利用生物技术由薯芋类植物生产柠檬酸的方法，具体步骤如下：
A筛选菌种：用原产柠檬酸的黑曲霉菌种重新筛选适合薯类植物(黄姜)最优产柠檬酸的菌株而获得黑曲霉菌种。
B将薯芋类植物计划收购冷库保存，用时取100Kg出将块根洗净，加水50％粉碎、打浆，用培养好的枯草芽孢杆菌、乳酸菌或直接产生淀粉酶，纤维素酶和降解有机物酶的菌类液体，按薯芋块根重量的50％加入其中，搅匀、浸透，调节PH＝7.3，在温度45～55℃下酶解20分钟，升温到80-90℃保温液化1小时。然后按块根重量15-20％补加水，灭菌，冷却，接种我们筛选的新黑曲霉菌种，温度控制在30～34℃左右，通气、搅拌、发酵65-70小时完成。然后按工业常规生产柠檬酸的步骤提取、精制，制备柠檬酸。
本发明利用生物技术由薯芋类植物生产皂素的方法，具体步骤如下：
①收集上述发酵残渣，加45～50％水搅匀，用培养好的纤维素酶菌液，按滤渣重量的50％加入其中搅拌，浸透，调节PH＝7.3，在温度45～55℃酶解1小时。
②过滤，收集沉淀物，用0.5N HCI加压1.5-2MPA，水解20分钟-1小时或2N HCI常压水解4-5小时，过滤，收集沉淀物，水洗至中性，烘干，得到水解物。
③水解物用120号汽油提取、结晶、过滤，母液套用。
④结晶物经70～80℃干燥，粉碎，得皂素成品。
Claims (1)
1、本发明利用生物技术由薯芋类植物生产柠檬酸和皂素的方法，其特征在于：
(一)利用生物技术由薯芋类植物生产柠檬酸的方法，具体步骤如下：
A筛选菌种：用原产柠檬酸的黑曲霉菌种重新筛选适合薯类植物(黄姜)最优产柠檬酸的菌株而获得黑曲霉菌种；
B将薯芋类植物计划收购冷库保存，用时取出将块根洗净，加水50％粉碎、打浆，用培养好的枯草芽孢杆菌、乳酸菌或直接产生淀粉酶，纤维素酶和降解有机物酶的菌类液体，按薯芋块根重量的50％加入其中，搅匀、浸透，调节PH＝7.3，在温度45～55℃下酶解20分钟，升温到80-90℃保温液化1小时，然后按块根重量15-20％补加水，灭菌，冷却，接种我们筛选的新黑曲霉菌种，温度控制在30～34℃左右，通气、搅拌、发酵65-70小时完成，然后按工业常规生产柠檬酸的步骤提取、精制，制备柠檬酸；
(二)利用生物技术由薯芋类植物生产皂素的方法，具体步骤如下：
①收集上述发酵残渣，加50％水搅匀，用培养好的纤维素酶菌液，按滤渣重量的50％加入其中搅拌，浸透，调节PH＝7.3，在温度45～55℃酶解1小时；
②过滤，收集沉淀物，用0.5N HCI加压1.5-2MPA，水解20分钟-1小时或2N HCI常压水解4-5小时，过滤，收集沉淀物，水洗至中性，烘干，得到水解物；
③水解物用120号汽油提取、结晶、过滤，母液套用；
④结晶物经70～80℃干燥，粉碎，得皂素成品。
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2004
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