專利名稱：葛根發(fā)酵燃料乙醇剩余物總黃酮提取的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種從葛根發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇剩余物中提取葛根總黃酮的方法。
背景技術：
葛根(Radix Pueraria)是葛屬植物的地下根，為多年生豆科藤本植物，始載 于《神農(nóng)本草經(jīng)》，被列為中品，因富含淀粉和黃酮成分，被衛(wèi)生部列為"既是 食品又是藥品"名錄。近年來，國內(nèi)外現(xiàn)代醫(yī)學對葛根的藥用成分和藥理作用進 行了深入的系統(tǒng)研究，表明葛根黃酮具有增加腦和冠脈流量等功能，可用于心腦 血管等疾病的治療，國內(nèi)外的需求旺盛。
豐富的淀粉含量使葛根作為淀粉質(zhì)原料用來生產(chǎn)燃料乙醇，發(fā)^JJ余物丟棄 不用。然而葛根中很大一部分有效成分仍保留在發(fā)酵剩余物中，主要有葛根總黃 酮。葛根發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的剩余物如果忽略葛根總黃酮的提取，不但造成資源 的浪費，更可能造成生態(tài)環(huán)境問題。
專利內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種葛根發(fā)酵燃料乙醇剩余物中總黃酮的提取方法。葛 根發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇，是一個破壞葛根纖維結(jié)構(gòu)，釋放葛根淀粉并利用葛根淀粉 生產(chǎn)燃料乙醇的過程。葛根發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的剩余物如果忽略葛根總黃兩的提 取，不但造成資源的浪費，更可能造成生態(tài)環(huán)境問題。
本發(fā)明提供的葛根發(fā)酵燃料乙醇剩余物中總黃酮的提取方法，其步驟如下
(1) 將發(fā)酵剩余物過濾，按濾液與95%乙醇的體積配比為1: 1.7 3.75加 入95%乙醇或按濾液與無水乙醇的體積配比為1: 1.5 3.0加入無水 乙醇，靜置l 3h后離心分離；
(2) 在步驟(1)中過濾得到的濾渣中，按濾渣質(zhì)量與提取溶劑體積的配比 為l: 4 10加入濃度為60 95%的乙醇，在50 80。C的提取溫度下，
加熱回流提取1 3次，提取的總提取時間為0.5 3h,將提取液過濾； (3)將步驟(1)離心的上清液與步驟(2)過濾的提取液合并，在真空度 為一0.08Mpa， 50'C條件下回收乙醇，得到葛根總黃酮浸裔，經(jīng)干燥處 理得葛根總黃酮。
本發(fā)明利用葛根發(fā)酵乙醇剩余物，建立了從發(fā)酵剩余物中提取葛根總黃酮 的方法，提高了葛根資源利用率，具有如下的特點和優(yōu)點
1. 所述的葛根發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的步驟為
(1) 原料的破碎將葛根破碎成5 10mm碎葛根段；
(2) 拌料、蒸煮及酶處理
將絞碎后的碎葛根加自來水拌勻，所述自來水與碎葛根的質(zhì)量份配比為1: 1 1: 6;加6mol/L的HCl調(diào)節(jié)pH為4.0 4.5,升溫至45 5(TC，按每 克碎葛根加入0 3.5U的比例加入纖維素酶進行酶處理10 25min;再升 溫至70 90'C，按每克碎葛根加入2.0 10.0U的比例加入a-淀粉酶70 90。C下蒸煮20 50min; (3)同步糖化發(fā)酵
將蒸煮后的葛根物料冷卻至30~35°C，在無菌條件下，同時加入糖化 酶、(NH4)2S04 、KH2P04和酵母，在30 35'C條件下進行厭氧發(fā)酵48 84h， 蒸餾收集發(fā)酵產(chǎn)生的乙醇；
2. 葛根發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇，在發(fā)酵前加入了纖維素酶，降解葛根外表皮的 纖維素組分，釋放葛根淀粉并利用葛根淀粉生產(chǎn)燃料乙醇的同時也有利于葛根黃 酮的溶出，較未發(fā)酵葛根中提取的總黃酮，提取率提高了 12.15%。
3. 本發(fā)明研究了葛根發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇過程以及發(fā)酵前后葛根總黃酮的變 化，發(fā)酵前的預處理以及發(fā)酵過程中產(chǎn)生的乙醇具有緩慢溶出黃酮的作用。
4. 采用水提醇沉法與醇提法相結(jié)合提取發(fā)酵剩余物的總黃酮，較單一的水 提取法或醇提取法，提高了黃兩提取率。
5. 葛根富含淀粉與黃酮，利用葛根淀粉發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇，從發(fā)酵剩余物提 取葛根總黃酮，綜合利用葛根，提高經(jīng)濟效應，有利于葛根的工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式
實施例l:取葛根100g，加入800ml的70%乙醇，75'C回流提取3次，每 次2h;合并提取液，在真空度為一0.08Mpa的50。C條件下回收乙醇，得到葛根 總黃兩浸裔，經(jīng)干燥處理得葛根總黃酮0.4888g。
實施例2:取葛根100g，切成小段，然后絞碎成約0.5 1.0cm的碎段，葛 根與自來水按質(zhì)量份為3: 1的比例加自來水拌料，加6mol/LHCl調(diào)節(jié)pH為4.5， 當料溫為45"加入纖維素酶(1.5U/g葛根)，保溫進行酶處理20min;然后當料 溫升高到901C加入a-淀粉酵蒸煮(5.0U / g葛根)保溫蒸煮30min;將蒸煮后的發(fā) 酵料冷卻至30'C，在無菌條件下，同時加入糖化酶(65u/g葛根)、0.1% (NH4)2S04、 0.1%冊2 04以及0.25%活化后的酵母、之后在30'C條件下進行厭 氧發(fā)酵60-72h，蒸餾收集乙醇。過濾發(fā)酵剩余物，按濾液與95%乙醇的體積配 比為l: 1.7加入95%乙醇或按濾液與無水乙醇的體積配比為1: 1. 5加入無水 乙醇，靜置3h后離心分離；在濾渣中按濾渣質(zhì)量與提取溶劑體積的配比為1:6 的75%乙醇，75'C回流提取2次，每次1.5h;合并提取液，在真空度為一0.08Mpa 的50X:條件下回收乙醇，得到葛根總黃酮浸膏，經(jīng)干燥處理得葛根總黃酮 0.5217g。
實施例3:取葛根100g,切成小段，然后絞碎成約0.5-1.0 11的碎段，葛根 與自來水按質(zhì)量份為6: l的比例加自來水拌料，加6mol/LHCl調(diào)節(jié)pH為4.3， 當料溫為48'C加入纖維素酶U.5U/g葛根)，保溫進行酶處理20min;然后當料 溫升高到70'C加入淀粉酶蒸煮(5.0U / g葛根)40min，之后冷卻至32'C，在無菌 條件下，同時加入糖化酶(20U/g葛根)、0.10%干酵母、0.1%(NH4)2SO4、 0.1%KH2PO4,之后在35'C條件下進行發(fā)酵，60h后取發(fā)酵醪蒸餾乙醇。過濾發(fā) 酵剩余物，按濾液與95%乙醇的體積配比為1: 2.1加入95%乙醇或按濾液與無 水乙醇的體積配比為l: 1.8加入無水乙醇，靜置2.0h后離心分離；在濾渣中按 濾渣質(zhì)量與提取溶劑體積的配比為1:8的60%乙醇，75'C回流提取2次，每次 1.5h;合并提取液，在真空度為一0.08Mpa的5(TC條件下回收乙醇，得到葛根總 黃酮浸膏，經(jīng)干燥處理得葛根總黃酮0.5307g。
實施例4:取葛根100g,切成小段，然后絞碎成約0.5-1.0cm的碎段，葛根 與自來水按質(zhì)量份為3: 1的比例加自來水拌料，加6mol/LHCl調(diào)節(jié)pH為4.5， 當料溫為50t:加入纖維素酶(1.5U/g葛根)，保溫進行酶處理10min;然后當料 溫升高到85'C加入淀粉酶蒸煮(6.5U/g葛根)30min，之后冷卻至35'C，在無菌 條件下，同時加入糖化酶(100U/g葛根)、0.35%干酵母、0.1%(NH4)2SO4、 0.1%KH2PO4,之后在3(TC條件下進行發(fā)酵，72h后取發(fā)酵醪蒸餾乙醇。過濾發(fā) 酵剩余物，按濾液與95%乙醇的體積配比為1: 2.8加入95%乙醇或按濾液與無 水乙醇的體積配比為1: 2. 3加入無水乙醇，靜置1. Oh后離心分離；在濾渣中按 濾渣質(zhì)量與提取溶劑體積的配比為1:8的70%乙醇，75'C回流提取2次，每次 1.5h;合并提取液，在真空度為—0.08Mpa的50t:條件下回收乙醇，得到葛根總 黃酮浸膏，經(jīng)干燥處理得葛根總黃酮0.54828。
實施例5:取葛根100g，切成小段，然后絞碎成約0.5-1.0cm的碎段，葛根 與自來水按質(zhì)量份為3: 1的比例加自來水拌料，加6mol/LHCl調(diào)節(jié)pH為4.5, 當料溫為45'C加入纖維素酶(2.5U/g葛根)，保溫進行酶處理25min;然后當料 溫升高到90。C加入淀粉酶蒸煮(10.0U/g葛根)50min，之后冷卻至30。C，在無菌 條件下，同時加入糖化酶(65U/g葛根)、0.25%干酵母、0.1%(NH4)2SO4、 0.05%KH2PO4,之后在33'C條件下進行發(fā)酵，72h后取發(fā)酵醪蒸餾乙醇。過濾 發(fā)酵剩余物，按濾液與95%乙醇的體積配比為1: 3.75加入95%乙醇或按濾液 與無水乙酵的體積配比為1:3加入無水乙醇，靜置1.0h后離心分離；在濾渣中 按濾渣質(zhì)量與提取溶劑體積的配比為1:10的70%乙醇，7(TC回流提取2次，每 次lh;合并提取液，在真空度為一0.08Mpa的50'C條件下回收乙醇，得到葛根 總黃酮浸裔，經(jīng)干燥處理得葛根總黃酮0. 5324g。
實施例6:取葛根100g，切成小段，然后絞碎成約0,5-1.0cm的碎段，葛根 與自來水按質(zhì)量份為4: l的比例加自來水拌料，力卩6mol/LHCl調(diào)節(jié)pH為4.5， 當料溫為45"C加入纖維素酶(1.5U/g葛根)，保溫進行酶處理lOmhi;然后當料 溫升高到90lC加入淀粉酶蒸煮(5.0U/g葛根)40min，之后冷卻至30。C,在無菌
條件下，同時加入糖化酶(65U / g葛根)、0.15%干酵母、0.1%(NH4)2SO4、 0.1%KH2PO4,之后在35'C條件下進行發(fā)酵，72h后取發(fā)酵醪蒸餾乙醇。過濾發(fā) 酵剩余物，按濾液與95%乙醇的體積配比為1: 3.75加入95%乙醇或按濾液與 無水乙醇的體積配比為1:3加入無水乙醇，靜置2.0h后離心分離；在濾渣中按 濾渣質(zhì)量與提取溶劑體積的配比為1:10的60%乙醇，75t:回流提取2次，每次 lh;合并提取液，在真空度為一0.08Mpa的5(TC條件下回收乙醇，得到葛根總黃 酮浸膏，經(jīng)干燥處理得葛根總黃酮0.5120g。
權利要求
1、一種葛根發(fā)酵燃料乙醇剩余物中總黃酮的提取方法，其步驟如下(1)將發(fā)酵剩余物過濾，按濾液與95％乙醇的體積配比為1∶1.7～3.75加入95％乙醇或按濾液與無水乙醇的體積配比為1∶1.5～3.0加入無水乙醇，靜置1～3h后離心分離；(2)在步驟(1)中過濾得到的濾渣中，按濾渣質(zhì)量與提取溶劑體積的配比為1∶4～10加入濃度為60～95％的乙醇，在50～80℃的提取溫度下，加熱回流提取1～3次，提取的總提取時間為0.5～3h，將提取液過濾；(3)將步驟(1)離心的上清液與步驟(2)過濾的提取液合并，在真空度為-0.08Mpa，50℃條件下回收乙醇，得到葛根總黃酮浸膏，經(jīng)干燥處理得葛根總黃酮。
2、 根據(jù)權利要求書1中所述，其特征在于葛根發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醉的步驟為(1) 原料的破碎將葛根破碎成5 10mm碎葛根段；(2) 拌料、蒸煮及酶處理將絞碎后的碎葛根加自來水拌勻，所述自來 水與碎葛根的質(zhì)量份配比為1: 1 1: 6;加6mol/L的HC1調(diào)節(jié)pH 為4.0 4.5，升溫至45 50'C，按每克碎葛根加入0 3.5U的比例 加入纖維素酶進行酶處理10 25min;再升溫至70 90*0，按每克 碎葛根加入2.0 10.0U的比例加入a-淀粉酶70 卯'C下蒸煮20 50min;(3)同步糖化發(fā)酵將蒸煮后的葛根物料冷卻至30 35'C，在無菌條件 下，同時加入糖化酶、(NH4)2S04 、 KH2P04和活化后的酵母， 在30 35'C條件下進行厭氧發(fā)酵4S 84h，蒸餾收集發(fā)酵產(chǎn)生的 乙醇。
3、 根據(jù)權利要求書l，其特征在于所述葛根的水分為50 65%。
4、 根據(jù)權利要求書1，其特征在于所述葛根發(fā)酵燃料乙醇剩余物為權利要 求書2步驟后的發(fā)酵剩余物。
5、 根據(jù)權利要求2，其特征在于所述糖化酶的加入量為每克葛根加入20 ioou糖化酶。
6、 根據(jù)權利要求2，其特征在于所述(NH4)2SO4的加入量為每100克葛根加 入0.05 0.5g(NH4)2SO4。
7、 根據(jù)權利要求2，其特征在于所述KH2P04的加入量為每100克葛根加入 0.05~0.2gKH2PO4。
8、 根據(jù)權利要求2，其特征在于所述酵母的加入量為每100克葛根加入 (U0 0.30g酵母。
全文摘要
本發(fā)明涉及的從葛根發(fā)酵剩余物提取葛根總黃酮的方法是將發(fā)酵剩余物過濾，采用水提醇沉法提取濾液中的總黃酮，而采用乙醇熱回流的方法提取濾渣中的總黃酮，建立發(fā)酵剩余物葛根總黃酮的提取方法。葛根同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇，在發(fā)酵前加入了纖維素酶，降解葛根外表皮的纖維素組分，釋放葛根淀粉并利用葛根淀粉，發(fā)酵過程中，淀粉被利用后結(jié)構(gòu)的變化、產(chǎn)生的乙醇使黃酮的緩慢溶出作用，使發(fā)酵剩余物中葛根總黃酮的提取率較從未發(fā)酵的葛根中提高了12.15％。從發(fā)酵剩余物提取葛根總黃酮，綜合利用葛根，提高經(jīng)濟效應，有利于葛根的工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C07D311/04GK101190908SQ200610114728
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權日2006年11月22日
發(fā)明者付小果, 汪衛(wèi)東, 陳洪章 申請人:中國科學院過程工程研究所;湖南省強生藥業(yè)有限公司