CN101914211A - 一种从杜仲叶林萌生枝皮中提取杜仲胶的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是以杜仲叶林的枝皮为原料，提取杜仲胶的新工艺方法。其特点是，从杜仲老林区的腐殖质中筛选对杜仲皮中纤维类物质降解能力强，发酵时间短的优良菌种，通过大量实验得到绿色木霉(Trichoderma viride)。在绿色木霉最优的培养条件下将杜仲皮发酵，再利用高压水枪冲洗除去大量的纤维素和木质素等杂质。所得粗胶的纯度可达到78.76％～81.83％，精胶得率可达5.93％～8.17％；后期进行粗胶的精制和净化。用此法提胶，工艺步骤少，设备简单，成本显著降低，对环境无污染，可操作性强。

Description

一种从杜仲叶林萌生枝皮中提取杜仲胶的方法

技术领域：

本发明涉及天然产物提取领域，更具体的说是，涉及一种从杜仲叶林萌生枝皮中提取杜仲胶的方法。

背景技术：

杜仲胶是存在于杜仲各个器官含胶细胞中的白色丝状物，它是(反式-聚异戊二烯)一种特殊天然高分子材料。随着将天然杜仲胶转化成反式-聚异戊二烯硫化橡胶的成功，使其具有热塑性、绝缘性、耐水性、耐酸耐碱性等特点，将在众多领域有着广泛的价值。但杜仲胶的产出率低以及提取过程的复杂化、生产成本高和环境污染严重等特点，严重限制了其工业化生产。在本发明之前，杜仲胶的提取方法分为破碎细胞壁法和溶剂提取法两类：如高速水利搅洗法(中国专利86100216陈增波)公开的，前期发酵周期长达一个月，然后再用NaOH水溶液蒸煮处理。此法耗费的NaOH用量太大，产率低，所得胶的纯度也不高。而溶剂提取法，如专利ZL00135831.6号的提取方法，多为用低极性的溶剂，氯仿，低沸点石油醚，苯类进行提取，使杜仲胶从植物细胞中溶解出来，再经过加入甲醇，乙醇，丙酮，乙酸乙酯等极性溶剂使胶体析出。此类方法存在以下难以克服的缺点：①直接用杜仲原材料浸提，有机溶剂耗费量大，对环境污染严重。②如果原料粉碎的不够充分，胶体不能完全浸出，产率受到影响。③杜仲材料粉碎后，降低了杜仲胶的弹性、韧性、抗拉强度。不能获得高聚合度的原生态杜仲胶。④设备投资大，生产成本居高不下。

发明内容：

本发明的目的在于减少化学试剂的使用，免除对环境的污染，降低生产陈本，构建杜仲胶生产的新方法。

在大量实验和研究的过程中，发明人通过对采集于杜仲老林区的腐殖质进行大量的菌种分离和筛选，分离得到霉菌75株，细菌43株。依靠自然条件下杜仲材料表面的附生菌降解杜仲材料中的纤维类物质，常常需要耗费较长的时间，生产效率低下。因此找到能够降解组成细胞壁构架物和填充物的纤维类物质的高效菌株是关键。理论上，破坏天然植物细胞壁的方法，不仅可以依靠酸碱来处理，微生物所产生的纤维素酶(CMC)、果胶酶也可以使细胞壁的构架物等被破坏。这就表示通过酶的作用可以使杜仲胶暴露在细胞外。丝状真菌在进行纤维素的降解时菌丝通过穿过次生壁进入胞腔，使纤维素由内向外逐步被破坏。

经过对纯化菌种的初筛和复筛，得到较好的霉菌为绿色木霉(Trichoderma viride)，采用琼脂斜面法保存菌种。其发酵实验后对过杜仲皮非胶物质质量损失率可达90.02％～93.14％，所得粗胶的纯度可达78.76％～81.83％(叶林模式杜仲皮)，精胶得率在5.93％～8.17％之间(和所使用杜仲皮原材料本身的含胶量有关)，此方法提取杜仲胶的工艺损失率可以控制在0.73％～0.85％。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下操作步骤：

(1)三级菌种的制备：在无菌条件下，将活化的母种绿色木霉转接于固体菌种培养基上，于25～28℃培养14天后制得到二级种。二级种经过扩繁得到便于生产上应用的固体菌种。一次制得的孢子瓶可在生产上延续使用半年左右。

(2)接种发酵：将杜仲皮含水量控制为60％，初始pH6.5，起爆剂(玉米粉)的用量2％。在此条件下将固体菌种绿色木霉按2％量和杜仲皮拌料均匀。固体发酵温度控制在30℃，发酵12d。

(3)冲胶处理：发酵结束后，用机械适度压扎发酵材料，以高压清洗机充分冲洗。

(4)粗胶的精制：所得粗胶于浸提罐中加入适量石油醚精制，真空干燥得到精胶。

与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：

(1)本发明提胶，工艺步骤少，设备简单，操作方便，从而降低了成本。有利于杜仲胶的工业化生产。

(2)本发明不涉及对原材料的前处理，也无需材料的高压灭菌，可以获得原生态的长丝杜仲胶，保持了胶体的生物特性、物理性能，保持原有的分子结构和聚合度。

(3)用绿色木霉对实验材料发酵后用高压水枪冲洗，再用石油醚浸提得到精胶。微生物发酵后所得粗胶所含杂质大多为未降解的木质素类，色素及小分子类可溶于水的物质在高压水枪冲洗时已经除去，最后用少量石油醚浸提可得到理想的结果。早期的发酵方法都是将杜仲材料进行简单的发酵之后再通过化学作用来处理的，且发酵时间过长，且由于长时间发酵造成部分杜仲胶被氧化。本发明是主要利用微生物发酵对杜仲胶进行提取，后期粗胶的精制所耗费化学试剂量少，步骤简单，具有生产周期短，污染小，生产成本低等优点。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施：

实施例1：

以一年生杜仲叶林模式的杜仲枝皮为原材料，将活化后的菌株绿色木霉接种于液体培养基中振荡培养96h，制成菌悬液。称取杜仲皮50g置于聚丙烯袋中，添加2％玉米粉为碳、氮源的补充物以提高发酵速度，将菌悬液定量接入杜仲皮中，调节发酵培养基的含水率至60％。混匀后于(30±1)℃静置培养12d。然后用高压清洗机充分冲洗，使杜仲胶丝游离出来，非胶物质损失率达到91.02％，所得胶体发白，杂质量较少。所得粗胶的纯度可达80.44％。粗胶于圆底烧瓶中加入石油醚浸提一段时间，真空干燥得到精胶，精胶得率为7.22％(所用原材料为叶林模式10月杜仲皮)。

实施例2：

以一年生杜仲叶林模式的杜仲枝皮为原材料，在无菌条件下，将活化的母种绿色木霉转接于固体菌种培养基上，于25～28℃培养14天后制得到二级种。二级种经过扩繁得到固体菌种。称取杜仲皮50g置于聚丙烯袋中，pH自然，起爆剂(玉米粉)的用量2％。在此条件下将固体菌种绿色木霉按3％量和杜仲皮拌料均匀，调节发酵培养基的含水率至55％。混匀后于(30±1)℃静置培养20d。然后用高压清洗机充分冲洗，使杜仲胶丝游离出来，非胶物质损失率达到90.84％，所得胶体发白，杂质量较少。所得粗胶的纯度可达76.53％。粗胶于圆底烧瓶中加入石油醚浸提一段时间，真空干燥得到精胶，精胶得率为7.01％(所用原材料为叶林模式10月杜仲皮)。

Claims (2)

1.一种从杜仲叶林萌生枝皮中提取杜仲胶的的方法，其特征在于，包括以下步骤：接种发酵步骤：通过绿色木霉发酵降解杜仲皮中的纤维类物质，使胶体暴露；冲胶处理步骤：用机械适度压扎发酵材料，再利用高压水枪冲洗除去非胶部分的杂质；粗胶的精制：上步所得粗胶于浸提罐中加入适量石油醚精制，真空干燥得到精胶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接种发酵步骤具体做法为：将杜仲皮含水量控制为60％，初始pH6.5，将固体菌种绿色木霉按杜仲皮重量的2％、起爆剂按杜仲皮重量的2％和杜仲皮拌料均匀，固体发酵温度控制在30℃，发酵12d。

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