黄姜资源综合利用及皂素工业污染源的控制

摘要

目的：黄姜中提取的薯蓣皂甙元是合成甾体激素药物、抗炎药物和甾体避孕药物的主要原料。目前我国皂素生产采用传统的自然发酵-酸水解的工艺，该工艺对黄姜中含量达30％-40％的淀粉以及其它资源没有利用，水解耗酸量大，环境污染严重，且皂素产率较低。本文研究了各种皂素提取工艺和皂素生产废水的处理技术，旨在：(1)得到皂素产率高、排污量小并对黄姜资源能够综合利用的清洁生产新工艺；(2)对皂素工业废水中各种有用成分进行回收处理。　　 方法：通过对黄姜淀粉含量的测定、黄姜淀粉的定向发酵条件以及黄姜发酵后酸水解耗酸量变化的研究，本研究提出了黄姜定向发酵提取皂素新工艺；参照植物中各种成分的提取技术，采用乙醇沉淀法和利用硅藻土的吸附作用分别从皂素生产废水中回收了果胶和水溶性皂甙。　　 结果：本研究结果表明：(1)黄姜淀粉能够定向发酵生产乙醇，淀粉利用率为86.30％，酸水解耗酸量仅为传统工艺的55％，废水总COD的排放量比传统工艺减少了60.25％，皂素收率较传统工艺提高20.37％。(2)100mL皂素废水中能够回收果胶3.6172g，水溶性皂甙0.6356g，回收果胶和水溶性皂甙后，废水的体积减少了60％，总COD量降低了77.24％。　　 结论：本研究所采用黄姜定向发酵提取皂素新工艺能对黄姜资源进行综合利用，提高了皂素产率，降低了环境污染，有一定的生产实用价值；经果胶和水溶性皂甙的回收后，皂素工业废水得到了初步地治理。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1黄姜资源的利用现状

1.1.1黄姜中的主要有效成分及其应用

1.1.2黄姜皂素提取的传统工艺及其优缺点

1.1.3国内外黄姜皂素提取工艺的研究

1.2黄姜皂素工业废水污染及其处理

1.2.1皂素生产废水的生化性质及其污染状况

1.2.2皂素废水的处理方法

1.3本实验室对黄姜资源综合利用和废水污染控制的研究

1.3.1皂素生产的清洁工艺研究

1.3.2皂素生产废水中有用成分的提取研究

1.3.3本研究的目的及意义

第二章实验材料和方法

2.1实验材料

2.1.1黄姜

2.1.2主要仪器

2.1.3主要试剂和药品

2.1.4所用溶液的配制

2.2实验方法及步骤

2.2.1黄姜定向发酵提取皂素的新工艺

2.2.2皂素生产废水中有用成分的提取分离

2.2.3相关测定实验

第三章结果与分析

3.1黄姜定向发酵提取皂素工艺的结果与分析

3.1.1 α-淀粉酶和糖化酶用量的确定

3.1.2边糖化边发酵与先糖化后发酵的比较

3.1.3接种量、发酵时间对淀粉利用率的影响

3.1.4定向发酵-酸解法与自然发酵-酸解法耗酸量及皂素收率的比较

3.1.5酸水解时间对皂素收率的影响

3.1.6新工艺与传统工艺废水COD的比较

3.2皂素生产废水中有用成分的提取分离实验的结果与分析

3.2.1皂素生产废水中果胶的提取实验的结果与分析

3.2.2皂素生产废水中水溶性皂甙提取的结果与分析

3.3相关测定实验的结果与分析

3.3.1黄姜中薯蓣皂甙元含量测定的结果与分析

3.3.2黄姜中淀粉含量测定的结果与分析

3.3.3α-淀粉酶和糖化酶酶活力测定的结果与分析

第四章结论

4.1黄姜定向发酵提取皂素新工艺研究结果

4.2皂素废水中有效成分提取的研究结果

第五章讨论

5.1黄姜定向发酵提取皂素新工艺中相关问题讨论

5.1.1有关新工艺中皂素收率的讨论

5.1.2有关新工艺中黄姜淀粉利用率的讨论

5.2皂素废水中有效成分提取的相关问题讨论

5.2.1果胶提取中相关问题的讨论

5.2.2水溶性皂甙提取相关问题的讨论

5.3关于下一步实验的计划

参考文献

在校期间发表文章及专利申请

致 谢