CN102010807B - 用茶皂素液生产天然洗涤剂原料液的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用茶皂素液生产洗涤剂原料液的方法。该方法克服了现有茶皂素液去污能力不强的缺点。该方法是将茶皂素液经微生物发酵后获得用于制备洗涤剂的原料液；所说的微生物为能够在茶皂素水溶液中生长，发酵过程中能产生脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶的细菌、酵母菌、霉菌。本发明选择在茶皂素环境下能够生长的微生物对茶皂素液进行发酵，使其产生一系列具有去污效果的酶系，显著提高了茶皂素液的去污效果与去污范围，同时消耗了其中不具有去污能力的成分，也相应提高了茶皂素的去污效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用茶皂素液生产洗涤液原料液的方法。
背景技术
油茶是我国特有的油料植物，其种子除含有丰富的甘油三酸酯以外，还含有大量的水溶性营养成分，包括茶皂素、蛋白质、碳水化合物、磷脂等。采用水酶法、水代法提取茶籽油所得到的水溶液，或者用水从采用压榨、浸出的茶籽饼中提取出来的水溶液，因为其中的主要成分为茶皂素及水溶性糖，因此该水溶液可称为茶皂素液，
目前我国广泛使用的洗涤产品为以多种化学添加剂与水复配而成的化学洗涤剂，由于其中所含化学成份通过皮肤渗入到人的血液中，危害人体健康；洗涤污水未能经处理直接排放到江河湖海中，由于生物降解度低，可造成水体环境污染。因此人们在频繁地使用化学洗涤剂时，化学污染便通过各种渠道危害人类的健康、破坏生态环境、浪费自然资源。因此，以天然产物中易于生物分解的洗涤活性物替代化学合成的洗涤活性物，是洗涤剂发展的方向，而且这种不危害人体健康、不破坏生存环境、无毒、无公害的天然洗涤剂，将成为人们选购洗涤剂的首选。
我国每年收获的油茶籽与茶叶籽在60万吨以上，按含茶皂素10％计算，每年可得到6万吨以上的天然的非离子表面活性剂。茶皂素具有良好的乳化、分散、发泡、渗透和去污等能力，对人体无害，易于生物降解，对环境影响少，可作为化学合成表面活性剂的替代品。而且茶皂素还有抑菌作用。
我国南方油茶产区居民曾有使用茶枯洗衣与洗头发的习惯，但进入上世纪70年代后，由于合成洗涤剂以其方便，去污力强，适应性广的优势，取代了茶枯洗衣与洗头发，但有些地方的居民仍在使用茶枯饼。经研究发现茶皂素对皮脂污布去污效果较好，但对蛋白污布与碳黑污布效果较差，因此单独使用茶皂素作为洗涤剂效果不佳，必需与其他表面活性剂配伍，才能取得比较理想的去污效果。
有研究者将茶皂素与其他添加剂配伍以提高茶皂素的去污效果，例如李运涛，贾斌在《茶皂素的提取工艺及其在洗涤剂中的应用》(茶叶科学，2006，26(3)：199～203)一文中，将茶皂素与过硼酸钠进行复配制备出性能良好的洗涤助剂，但配方中仍然大量使用了其他表面活性剂。
近年来在洗涤剂生产中添加脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶来提高洗涤剂去顽渍的能力，这些酶主要来自外源的发酵产品。目前利用微生物发酵产生以蛋白酶与脂肪酶为主的各种酶系的研究较多，例如帅明，黄占旺，牛丽亚《纳豆芽胞杆菌产蛋白酶固态发酵条件研究》(饲料工业，2008，29(8)：18-20)中介绍材料经液态深层发酵或固态发酵、分离、纯化等工艺精制得到纯的蛋白酶产品。金波，罗杰，余斐，梅兴国《产脂肪酶假丝酵母的筛选及其研究》(华中科技大学学报，2001，29(5)：111-113)采用分离获得一株假丝酵母菌，获得高产脂肪酶。柏建玲，莫树平，郑婉玲，贺鹰抟《地衣芽孢杆菌与其他微生物产酶能力的比较》(科学试验与研究，2003，(7)：4-6)一文中介绍地衣芽孢杆菌能分泌淀粉酶、蛋白酶和植酸酶。
发明内容
本发明的内容是主要利用茶皂素液内源的营养成分进行微生物发酵，产生具有去污作用的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶，以提高茶皂素液的去污能力。
本发明提供的技术方案是将茶皂素液，经微生物发酵后获得的；所说的微生物为能够在茶皂素水溶液中生长，发酵过程中能产生脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶，但不分解或很少分解茶皂素的细菌、酵母菌、霉菌。
现有技术中已经公开了获得茶皂素液的方法，例如利用水酶法与水代法从油茶籽、茶叶籽中提取茶籽油后所得到的茶皂素液；又如将上述油茶籽、茶叶籽经压榨或浸出的饼粕，用水从中提取出来的茶皂素液。
本发明的核心技术是：经微生物发酵，在其中产生具有去污作用的蛋白酶、脂肪酶与淀粉酶等酶系，并消耗其中影响去污效果的成分，例如糖、蛋白质，提高茶皂素的去污范围与能力。
根据本发明的实施例，在上述发酵工艺中所选择的细菌、酵母菌、霉菌为能够在茶皂素水溶液中生长，发酵过程中能产生脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶的芽孢杆菌。
根据本发明实施例，所说的芽孢杆菌是地衣芽胞杆菌AS 1.807、纳豆芽胞杆菌AS 1.1086或蜡样芽孢杆菌AS 1.230；所说的酶母菌是假丝酶母菌AS2.625；所说的曲霉是黑曲霉IFFI2314、青霉菌IFFI 4009。
上述菌均为商业上可获得的菌种。
将茶皂素水溶液灭菌处理，接微生物菌种后，在28--37℃培养36--72小时。并配合搅拌。
发酵后，将发酵液先用离心机离心，再用0.1-0.6μm膜过滤，即为含有脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶等多种酶系的茶皂素液，其中蛋白酶活力达750u/mL左右，α-淀粉酶40u/mL左右，脂肪酶15u/mL左右，此液作为洗涤剂的基础原料。以此作为洗涤剂的基础原料。
利用水提取法从油茶籽、茶叶籽或其饼粕中提取出来茶皂素水溶液，还含有水溶性糖、氮素及其它一些营养成分，可为微生物生长提供营养。
本发明选择在茶皂素环境下能够生长的微生物对茶皂素液进行发酵，使其产生一系列具有去污效果的酶系，显著提高了茶皂素液的去污效果与去污范围，同时消耗了其中不具有去污能力的成分，也相应提高了茶皂素的去污效果。
在此发酵液中根据需要加入适量的添加剂，用于生产洗衣液、厨房清洁剂、洗手液、仪器设备清洗、车辆、地面清洁等各类去污清洁剂。
本发明有如下特点
1、茶皂素液直接进行微生物发酵生产洗涤剂或洗涤剂基础液，省去了水酶法提取茶籽油后的废水处理工艺，减少了对环境的污染。
2、茶皂素液直接发酵所选用的微生物为芽胞杆菌、假丝酶母菌、青霉和曲霉，主要利用液体中的低分子糖，蛋白质等，对茶皂素的破坏很少。
3、茶皂素液直接发酵，减少了液体中的非去污成份，如蛋白质、糖以及无机离子，并且降解了淀粉，使悬浮在茶皂素液中的微小粒子更易沉降，因此发酵过程有利于除去洗涤过程中可能沉积在被洗涤物上的成份。
4、用茶皂素液直接进行微生物发酵生产洗涤剂或洗涤剂原液，既节约了能源，又充分利用了油茶籽资源。
5、茶皂素液直接发酵产生具有良好去污作用的蛋白酶、脂肪酶与淀粉酶，提高了茶皂素液的去污能力，可以不加或少加合成表面活性剂，减少了或避免了合成洗涤剂对人体健康的危害和对环境的污染，节约了资源。
6、以茶皂素与发酵过程中产生的酶自然配伍，较好地克服了用合成表面活性剂组分与酶制剂配伍技术困难，以及产品中酶活力保持所存在的技术难题。
具体实施方案
实施例1
茶皂素液地衣芽胞杆菌AS 1.807发酵。
将茶皂素水溶液灭菌处理，接微生物菌种后，在36℃培养48小时，并配合搅拌。
将发酵液先用离心机离心，再用0.1-0.6μm膜过滤，即为含有蛋白酶与淀粉酶等酶系的茶皂素液，其中蛋白酶活力达750u/mL左右，α-淀粉酶980u/mL左右，脂肪酶18u/mL左右，以此液作为洗涤剂的基础原料。蛋白酶活力测定采用福林-酚试剂法：福林-酚试剂在碱性条件下可被酚类化合物还原呈蓝色(钼蓝和钨蓝混合物)，由于蛋白质分子中有含酚基的氨基酸(如酪氨酸、色氨酸等)，可使蛋白质及其水解产物呈上述反应。因此可利用此原理测定蛋白酶活力。α-淀粉酶活力检测采用碘-淀粉比色法：其原理是：碘-淀粉比色法淀粉经α-淀粉酶催化水解，生成产物为葡萄糖、麦芽糖及糊精，在底物淀粉浓度已知且过量的条件下，反应后加入碘液与末被催化水解的淀粉结合成蓝色复合物。其蓝色的深浅与未经酶促反应的空白管比较成比例，从而计算出淀粉的量，推算出淀粉酶活力。脂肪酶活力检测采用中和滴定法：其原理是脂肪酶在一定条件下，能使甘油三酯水解成脂肪酸、甘油二酯、甘油单酯和甘油，所释放的脂肪酸用标准碱液进行中和滴定，用pH计或指示剂指示反应终点，根据消耗的碱量，计算其酶活力。
实施例2
茶皂素液假丝酵母AS2.625发酵。
将茶皂素水溶液灭菌处理，接微生物菌种后，在28℃，培养72小时。并配合搅拌。
将发酵液先用离心机离心，再用0.1-0.4μm膜过滤，即为含有蛋白酶等酶系的茶皂素溶液，其中蛋白酶活力达620u/mL左右，α-淀粉酶230u/mL左右，脂肪酶18u/mL左右，此液作为洗涤剂的基础原料。
实施例3
纳豆芽胞杆菌AS 1.1086发酵。
将茶皂素水溶液灭菌处理，接微生物菌种后，在37℃培养48小时。并配合搅拌。
将发酵液先用离心机离心，再用0.1-0.6μm膜过滤，即为含有蛋白酶等酶系的茶皂素溶液，其中蛋白酶活力达300u/mL左右，α-淀粉酶8u/mL左右，脂肪酶10u/mL左右，此液作为洗涤剂的基础原料。
实施例4
蜡样芽胞杆菌AS 1.230发酵。
将茶皂素水溶液灭菌处理，接微生物菌种后，在30℃培养48小时。并配合搅拌。
将发酵液先用离心机离心，再用0.1-0.6μm膜过滤，即为含有蛋白酶等酶系的茶皂素溶液，其中蛋白酶活力达350u/mL左右，此液作为洗涤剂的基础原料。
实施例5
青霉IFFI 4009发酵。
将茶皂素水溶液灭菌处理，接微生物菌种后，在28℃培养72小时。并配合搅拌。
将发酵液先用离心机离心，再用0.1-0.4μm膜过滤，即为含有蛋白酶等酶系的茶皂素溶液，其中蛋白酶活力达180u/mL左右，α-淀粉酶870u/mL左右，脂肪酶11u/mL左右，此液作为洗涤剂的基础原料。
实施例6
黑曲霉IFFI 2314发酵：将茶皂素水溶液灭菌处理，接微生物菌种后，在28℃培养60小时。并配合搅拌。
将发酵液先用离心机离心，再用0.1-0.4μm膜过滤，即为含有蛋白酶等酶系的茶皂素溶液，其中蛋白酶活力达120u/mL左右，α-淀粉酶980u/mL左右，此液作为洗涤剂的基础原料。
实施例7
洗衣液的配制：
以处理好的发酵液作为洗涤剂的主要成分，在其中加入1.5％的CMC与适量的抑菌剂，搅拌均匀.即为天然洗衣液。
用上述洗衣液与直接用未发酵的茶皂素液加入与1.5％的CMC与适量的抑菌剂，所配制的洗衣液，按照BB/T-13174-2008标准，分别对蛋白污布进行洗涤，其白度增加值分别为25.13与13.77。
Claims (2)
1.用茶皂素液生产洗涤剂原料液的方法，其特征在于：该原料液是通过将茶皂素液经微生物发酵后获得的；所说的微生物为能够在茶皂素水溶液中生长，但不分解茶皂素或很少分解茶皂素，发酵过程中能产生脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶的细菌、霉菌、酵母菌，其中，所述的细菌为地衣芽胞杆菌AS 1.807、纳豆芽胞杆菌AS 1.1086、蜡样芽孢杆菌AS 1.230或解淀粉芽孢杆菌ACCC10225；所述的霉菌是黑曲霉IFFI 2314、米曲霉AS3.951、宇佐美曲霉IFFI2378或青霉IFFI 4009；所述的酵母菌是假丝酵母菌AS2.625或解脂假丝酵母菌解脂变种IFFI1670。
2.根据权利要求1所述的生产洗涤剂原料液的方法，其特征在于发酵后，将发酵液先用离心机离心，再用0.1-0.6μm膜过滤，即为生产洗涤剂的原料液。
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