一种利用微生物技术清洁生产黄姜皂素的方法

摘要

一种利用微生物技术清洁生产黄姜皂素的方法，属于生物工程领域，解决现有黄姜产业废水废渣排放量大、不能有效利用黄姜淀粉的问题。本发明先微生物处理释放黄姜皂苷，得到含黄姜皂苷和淀粉的发酵液；然后双酶法处理上述发酵液中淀粉得到水解糖，进一步释放黄姜皂苷；固液分离黄姜糖化醪；再先后采用微滤和纳滤膜分离分别富集水解糖和黄姜皂苷，或者通过特定微生物发酵分离得到胞内产物和黄姜皂苷，浓缩的黄姜皂苷溶液经糖苷酶或少量酸水解及少量有机溶剂提取即可得到黄姜皂素。该方法黄姜皂素收率高(90～95％)，生产过程废水量少且污染程度低，且微生物处理成本低、用时短、黄姜淀粉回收充分，在黄姜产业中具有极大的工业应用推广价值。

主权项

一种利用微生物技术清洁生产黄姜皂素的方法，其特征在于，包括以下步骤： 第1步微生物处理释放黄姜皂苷步骤： 按照黄姜干重与水的质量比为1∶5～1∶10混合均匀制成浆液，在浆液中接种微生物，微生物能够分泌纤维素酶、果胶酶、半纤维素酶和木聚糖酶中的任二种或二种以上，但分泌淀粉酶能力小于或者等于0.1U每毫升发酵液，再进行发酵处理，发酵处理时间为3h～10h，得到含黄姜皂苷和淀粉的微生物发酵液； 第2步双酶法处理上述微生物发酵液中淀粉得到水解糖，并从发酵液的固体颗粒中进一步释放黄姜皂苷步骤： 向上述发酵液中按黄姜干重每千克加入6万～10万单位(U)α‑淀粉酶，在pH值4.0～7.0、温度90～92℃条件下液化5min～30min，发酵液中微生物此时已被高温灭活，不会利用水解糖；将高温发酵液冷却至60℃以下后，再按黄姜干重每千克加入6万～10万单位(U)糖化酶，在pH4.0～7.0、温度40～60℃条件下糖化6h～24h，得到含有大量黄姜皂苷和水解糖的黄姜糖化醪； 第3步固液分离黄姜糖化醪步骤： 通过固液分离去除上述黄姜糖化醪中未被酶解的固体残渣和灭活的微生物，得到经第2步处理后形成的含有水溶性黄姜皂苷和水解糖的混合液，即糖化液； 第4步糖化液中黄姜皂苷和水解糖的分离步骤： 通过以下两种方式分离上述糖化液中含有的黄姜皂苷和水解糖： 第一种方式：通过微滤得到清液，再通过纳滤装置，截留分子量较大 的黄姜皂苷，滤过分子量较小的水解糖，分别得到浓缩的黄姜皂苷溶液和水解糖溶液两种粗产品；所述微滤装置的孔径为0.10～0.45μm，所述纳滤装置孔径为0.5～lnm，纳滤膜是截留分子量为100～500道尔顿的有机膜;第二种方式：以上述糖化液为碳源，配制培养基，灭菌后接种耐黄姜皂苷且产胞内产物的菌株，发酵处理后，离心发酵液，即将菌体及黄姜皂苷溶液分开，分别得到富含胞内发酵产物的菌体和黄姜皂苷溶液两种粗产品；所述耐黄姜皂苷且产胞内产物的菌株为产γ‑亚油酸的小克银汉霉、或者为将菌体本身作为高蛋白饲料的产朊假丝酵母； 第5步水解含黄姜皂苷溶液获得黄姜皂素粗品； 第6步所述黄姜皂素粗品再经混合有活性炭的有机溶剂提取即得到黄姜皂素，所述活性炭的质量百分比浓度为0.3～0.8％;以上所有步骤中用到固液分离均采用板框过滤或离心分离;第6步中的有机溶剂为石油醚、汽油、乙酸乙酯中的任何一种。