一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的方法，包括如下步骤：１）黄姜淀粉预处理；２）酶法液化，得到淀粉液化液；３）酶法糖化，得到淀粉糖化液；４）糖化液除杂、脱色，得到无色糖化液；５）向糖化液加入Ｐｄ／Ｃ催化剂，使糖化液中的葡萄糖催化氧化为葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙；６）真空抽滤，回收催化剂；７）滤液脱色，真空蒸发浓缩，结晶或喷雾干燥得到葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙成品。黄姜淀粉转化率以及葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的收率高，纯度为９０％以上，品质高，质量好，生产成本较低，特别适于作为水泥强化剂使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的生产方法，特别是一种利用黄姜淀粉生产 工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的方法。
技术介绍
黄姜，又称苦良姜、火头根，是我国特有的物种，学名为盾叶薯蓣OVmo^T zingiberensis C. H. Wright)，为薯蓣科薯蓣属多年生藤本植物，其根茎呈黄色或橙色，含 有约1. 1% 16. 5%的薯蓣皂素(皂甙元)，此外，黄姜根茎还含有约45% 50%的淀粉，40% 50%的纤维素以及少量单宁、生物碱、色素等。薯蓣皂素是合成留体激素类药物和留体避孕 类药物等三十几种医药的原料，其应用非常广泛。因此，作为薯蓣皂素含量居于世界薯蓣属 植物之冠的黄姜，全世界的需求量正在逐年上升，其主要的用途就是用来提取皂素。然而， 目前利用黄姜提取薯蓣皂素的生产工艺相对落后，皂素的提取率低，提取后的废弃物中含 有大量淀粉。由于这种淀粉或多或少都含有一定量的皂素，人畜食用后会造成不孕不育，是 一种不能食用的淀粉，而直接排放又容易造成水源富营养化和水质恶化，污染环境。目前， 黄姜资源的开发利用主要是皂素的提取，对黄姜中含量丰富的淀粉没有很好的综合利用， 对黄姜产业的可持续发展极为不利。因此，如何将黄姜皂素提取中副产含皂素的淀粉开发 新用途，是提高黄姜的开发利用价值和促进黄姜产业的可持续发展都具有重要环境效益和 经济价值。近年来，葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙作为化工、建材、食品、医药和轻工业等工业的 一种重要中间体，用途非常广泛，如在水泥强化剂方面，葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙作为减水 剂和缓凝剂被广泛使用，可以延缓混凝土的凝结时间，减少坍落度损失，提高混凝土强度。 随着葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙在国内外需求量与日俱增，产量不断扩大，使得作为葡萄糖 酸钠或葡萄糖酸钙生产原料的葡萄糖的需求量也不断加大，生产成本逐渐提高。如果我们 能将黄姜皂素提取废弃物中的淀粉转化为葡萄糖，并利用转化的葡萄糖生产葡萄糖酸钠或 葡萄糖酸钙，虽然含少量黄姜皂素不宜在食品和医药行业应用，但在建材行业作为水泥强 化剂是完全可以应用的，这不仅既能够变废为宝，又能够大大降低用于生产水泥强化剂的 葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的生产成本，提高经济效益。同时该产品在其他行业也是是完全 可以应用的，目前，关于黄姜淀粉的开发利用的报道不是很多，基本都属于转化葡萄糖研究，未有直 接利用黄姜淀粉生产葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的报道，国内外相关专利技术专利也基本没有。 分析其原因，可能是黄姜淀粉中所含有的皂素有一定的毒性，且皂素对黄姜淀粉中的纤维 和蛋白质等物质有凝聚作用，使其难以与淀粉分离，使得黄姜淀粉的溶解度较低，而且黄姜 淀粉的颜色黄暗，对其产品的品质有不利的影响。本专利技术综合利用黄姜皂素提取废弃物或 黄姜粉浆中的淀粉生产工业级葡萄糖態内或葡萄糖酸钙，以提高黄姜的开发利用效率，可 大幅降低黄姜生产对环境的污染和影响，有利于促进黄姜产业的健康可持续发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙 的方法，该方法用于对黄姜皂素提取废弃物或黄姜粉浆的淀粉进行利用，进而制备葡萄糖 酸钠或葡萄糖酸钙成品，生产工艺简单，淀粉转化率高，产品收率和纯度高，质量好，产品附 加值较高，生产成本低。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖 酸钠或葡萄糖酸钙的方法，包括如下步骤1)黄姜淀粉预处理将黄姜淀粉和水混合，使淀粉乳中淀粉的质量百分含量为20% 30%，搅拌调浆，然后将其放入高压容器内，在压力0. 1 MI^a 0.15 MPa、温度120°C 125°C 下煮沸20min 30min，取出后，按0. lmol/L lmol/L加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶 液调节淀粉乳的PH值为6. 0 6. 5，在85°C 95°C下超声波振荡30min 60min ；2)酶法液化按每克干淀粉需酶量8U 15U，向淀粉乳中加入细菌α-淀粉酶，搅拌调 浆IOmin 30min，调浆均勻后，在80°C 100°C下进行蒸汽喷射液化，蒸汽喷射液化完成 后，再升温20°C 30°C，并保温20min 30min灭酶，得到淀粉液化液；3)酶法糖化将淀粉液化液冷却至55°C 60°C，按0.lmol/L lmol/L的比例向淀粉 液化液中加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶液调节pH值为4. 0 4. 5，并按每克干淀粉需 酶量150U 200U加入糖化酶，保温糖化40h 50h，检验无糊精存在后，将其液体的pH值 调至4. 8 5. 0，同时加热到80°C 85°C，保温20min 30min灭酶，得到淀粉糖化液；4)糖化液除杂、脱色淀粉糖化液经过滤除去不溶性杂质，得到澄清糖化液，控制澄清 糖化液温度在65°C 75°C，向澄清糖化液中添加质量百分含量为1. 0% 1. 5%的活性炭脱 色，搅拌30min 60min，真空抽滤，滤去活性炭，得无色糖化液；5)葡萄糖催化氧化测定无色糖化液的葡萄糖含量，按无色糖化液中葡萄糖和催化剂 质量比10 :1 50 1的比例，向无色糖化液中加入Pd/C催化剂，并通入压缩空气或氧气，进 行水浴搅拌，催化反应温度控制在45°C 48°C，压缩空气或氧气量为40m3/h 50m3/h，搅 拌速度为1500 r/min 2000 r/min，在催化反应过程中按0. lmol/L lmol/L的比例向无 色糖化液加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶液，控制无色糖化液的PH值为9. 0 9. 5，取样 测定无色糖化液中的残余葡萄糖含量，当残余葡萄糖含量低于1%时停止催化反应，真空抽 滤，滤液为葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液，滤渣为回收的催化剂，干燥后供下次使用；6)产品精制过滤葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液，除去不溶性杂质，得到澄清溶液，控 制澄清溶液温度在65°C 75°C，向澄清溶液中添加质量分数1. 0% 1. 5%的活性炭脱色， 搅拌30min 60min，真空抽滤，滤去活性炭，得无色葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液，然后 55°C 65°C下真空浓缩蒸发，结晶或喷雾干燥后，得到葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙成品。步骤1)中，所述的黄姜淀粉来自黄姜皂素提取废弃物或黄姜粉浆，所述黄姜皂素 提取废弃物或黄姜粉浆中淀粉的质量百分比含量为20% 50%。步骤1)中，所述搅拌调浆的时间为IOmin 30min，所述超声波的频率为20 KHz 25 KHz。步骤2)中，所述的蒸汽喷射液化以碘液显色反应呈淡黄色为蒸汽喷射液化完成的 指标。步骤3)中，用无水酒精检测淀粉液化液中有无糊精存在。步骤4)中，所述的淀粉糖化液经滤纸或100目 200目滤网过滤，得到澄清糖化液。步骤5)中，在葡萄糖催化氧化反应前，先采用斐林试剂法测定无色糖化液中的葡 萄糖含量，在葡萄糖催化氧化反应过程中，采用斐林试剂法每Ih取样测定一次残余葡萄 糖含量，直至残余葡萄糖含量低于1%。步骤5)中，所述的Pd/C催化剂为负载有钯的活性炭和负载有铋或锡的活性炭，所 述的Pd/C催化剂中，钯的质量百分含量为3% 5%，铋或锡的质量百分含量为3% 5%，活 性炭粒度为100目 200目。步骤6)中，采用旋转浓缩蒸发仪在55°C 65°C下真空浓缩蒸发。本专利技术的有益效果是1.本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用黄姜淀粉生产工业级葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙的方法，其特征在于包括如下步骤：１）黄姜淀粉预处理：将黄姜淀粉和水混合，使淀粉乳中淀粉的质量百分含量为２０％～３０％，搅拌调浆，然后将其放入高压容器内，在压力０．１ ＭＰａ～０．１５ ＭＰａ、温度１２０℃～１２５℃下煮沸２０ｍｉｎ～３０ｍｉｎ，取出后，按０．１ｍｏｌ／Ｌ～１ｍｏｌ／Ｌ加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶液调节淀粉乳的ｐＨ值为６．０～６．５，在８５℃～９５℃下超声波振荡３０ｍｉｎ～６０ｍｉｎ； ２）酶法液化：按每克干淀粉需酶量８Ｕ～１５Ｕ，向淀粉乳中加入细菌α－淀粉酶，搅拌调浆１０ｍｉｎ～３０ｍｉｎ，调浆均匀后，在８０℃～１００℃下进行蒸汽喷射液化，蒸汽喷射液化完成后，再升温２０℃～３０℃，并保温２０ｍｉｎ～３０ｍｉｎ灭酶，得到淀粉液化液；３）酶法糖化：将淀粉液化液冷却至５５℃～６０℃，按０．１ｍｏｌ／Ｌ～１ｍｏｌ／Ｌ的比例向淀粉液化液中加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶液调节ｐＨ值为４．０～４．５，并按每克干淀粉需酶量１５０Ｕ～２００Ｕ加入糖化酶，保温糖化４０ｈ～５０ｈ，检验无糊精存在后，将其液体的ｐＨ值调至４．８～５．０，同时加热到８０℃～８５℃，保温２０ｍｉｎ～３０ｍｉｎ灭酶，得到淀粉糖化液；４）糖化液除杂、脱色：淀粉糖化液经过滤除去不溶性杂质，得到澄清糖化液，控制澄清糖化液温度在６５℃～７５℃，向澄清糖化液中添加质量百分含量为１．０％～１．５％的活性炭脱色，搅拌３０ｍｉｎ～６０ｍｉｎ，真空抽滤，滤去活性炭，得无色糖化液；５）葡萄糖催化氧化：测定无色糖化液的葡萄糖含量，按无色糖化液中葡萄糖和催化剂质量比１０：１～５０：１的比例，向无色糖化液中加入Ｐｄ／Ｃ催化剂，并通入压缩空气或氧气，进行水浴搅拌，催化反应温度控制在４５℃～４８℃，压缩空气或氧气量为４０ｍ３／ｈ～５０ｍ３／ｈ，搅拌速度为１５００ ｒ／ｍｉｎ～２０００ ｒ／ｍｉｎ，在催化反应过程中按０．１ｍｏｌ／Ｌ～１ｍｏｌ／Ｌ的比例向无色糖化液加入氢氧化钠溶液或饱和石灰水溶液，控制无色糖化液的ｐＨ值为９．０～９．５，取样测定无色糖化液中的残余葡萄糖含量，当残余葡萄糖含量低于１％时停止催化反应，真空抽滤，滤液为葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液，滤渣为回收的催化剂，干燥后供下次使用；６）产品精制：过滤葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙溶液，除去不溶性杂质，得到澄清溶液，控制澄清溶液温度在６５℃～７５℃，向澄清溶液中添加质量分数...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：池汝安，肖春桥，崔立新，李元如，张美，黄绪棚，
申请(专利权)人：湖北丹江口丹澳医药化工有限公司，武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]
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