CN102154427A - 一种利用微生物发酵提取茶皂素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用微生物发酵提取茶皂素的方法，以茶粕为主要培养基质，配以麸皮等辅料，接种微生物，进行固态发酵，实现茶皂素的高效渗出，对渗出后的茶皂素通过乙醇浸提法提取出产品。本发明方法将微生物转化技术与茶皂素浸提技术有机耦合，获得的茶皂素得率高、纯度高，本发明方法工艺简单，成本低，对环境无污染。

Description

一种利用微生物发酵提取茶皂素的方法

技术领域

本发明涉及农副产品深加工领域，具体涉及一种利用微生物发酵提取茶皂素的方法。

背景技术

茶皂素又名茶皂甙，是从山茶科植物(如茶、山茶、油茶)中提取出来的一类皂甙化合物。茶皂素是一种重要的日用化工原料，具有优良的表面活性，可用其制作高级无公害洗涤剂、清洁剂、泡沫剂、乳化剂、杀虫剂、洗发香波等。同时茶皂素也具有多种生物活性，如抗渗、消炎、镇痛、杀虫作用。它的表面活性和生物活性研究已取得了很大进展，其众多的作用与功效得到了科学的验证，工业化利用前景十分广阔。

我国于1979年首次以工业方法从脱脂油茶籽饼粕中分离出茶皂素，1980年投入生产。目前，油茶皂素的提取方法主要有水浸法和有机溶剂法以及在此基础上推广开来的其它方法，普遍存在浸提液粘稠、高温褐变、有机溶剂残留大、皂素释放率低而带来的长流程、高成本问题，而且所得皂素纯度低，多用于农药、沥青等的乳化剂，大大地限制了它的应用范围。

目前，茶皂素提取手段众多，涉及水浸法、机溶剂法、凝絮法、柱层析法、超滤法等多种工艺。超滤、柱层析法虽然纯度较高，但需要特异性填料及超滤膜清洗，运行成本高，难以产业化实施。水浸提法工艺简单、成本低，但能耗高，生产周期长，且产品颜色深，纯度低。有机溶剂浸提法存在环境污染，产品质量安全性等问题。因此，国际上对于从茶粕中提取具有高得率、高纯度的茶皂素尚无较好的方法。

发明内容

一种利用微生物发酵提取茶皂素的方法，其特征在于：以茶粕为主要培养基质，配以麸皮等辅料，接种微生物，进行固态发酵，对发酵后的物料通过乙醇浸提法，膜分离法提取出不同纯度茶皂素，具体步骤如下：

(1)微生物选择  采用经驯化后的大型食用真菌作为菌种；

(2)将驯化后的食用真菌在平板分离培养基里培养，培养的条件为温度27-29℃，培养5-7天后，用无菌打孔器取一菌块接种于种子培养基中，在温度为27-29℃，摇床转速为150-160rpm/min下振荡培养4-7天，作为固态发酵的接种体，备用；

(3)将茶粕破碎后与麸皮、玉米粉，水按一定的比例混合后加入到固态物料发酵箱或敞开式水泥发酵池里搅拌均匀，用温度为110-120℃的蒸汽灭菌55-65min，然后冷却至室温，其中茶粕∶麸皮∶玉米粉的重量比＝10∶(1-3)∶(1-3)，水的加入量为拌湿物料为限；

(4)将液态接种体通过喷洒的方式接种到步骤(3)冷却后的混合物料上，接种后翻拌均匀，进行固态发酵，发酵的温度25-32℃，PH值4-8，每5-8小时翻拌物料一次，固态发酵时间5-10天；

(5)取发酵结束的物料用乙醇溶液浸提，经超滤膜分离提取出不同纯度的茶皂素。

其中，所述的平板分离培养基组分质量份为：马铃薯18.0-22.0，葡萄糖1.5-2.5，KH₂PO₄0.2-0.4，MgSO₄0.12-0.18，V_B10.001，琼脂1.5-2.0，水1L；

所述的种子培养基组分质量份为：葡萄糖1.5-2.5，蛋白胨0.15-0.25，

MgSO₄·7H₂O 0.09-0.12，KH₂PO₄0.15-0.25，水1L。

所述大型食用真菌选自灵芝、黑木耳、云芝、茶树菇、银耳中的一种。

乙醇浸提茶皂素时，浸提温度45～75℃、pH7～10、乙醇浓度70～85％、料液比1∶8～1∶12，浸提时间1～5小时。

本发明的有益效果：

在发酵过程中：(1)茶粕中残留的大量的糖类、蛋白类物质作为营养源被微生物菌体的生长、增殖、代谢所消耗，从而降低后期浸提液粘稠度；(2)菌丝体的生长可进入茶粕微结构内部，部分支解纤维素、半纤维素组分；微生物代谢产生的纤维素酶、漆酶、果胶酶等酶系对茶粕中的纤维素、木素、果胶等进行分解、降解，这些发酵作用均使茶皂素组分高效释放，最大程度上提高茶皂素渗出率。本发明将微生物转化技术与茶皂素浸提技术有机耦合，成本低，获得的茶皂素得率高、纯度高。

具体实施方式

1、选择灵芝作为发酵菌种

对灵芝菌进行15keV keV，2.6×10¹⁵～3.9×10¹⁵ions/cm²注入的N⁺注入。而且对离子注入后的灵芝菌进行培养，考察其菌丝体生长，漆酶代谢，已选育出一株能在茶粕基质上生长、产漆酶的突变株。

对灵芝菌进行2.6×10¹⁵～3.9×10¹⁵ions/cm²的剂量范围N⁺注入，可获得高比例正突变株。采用普通的灵芝菌直接接种也可以。

2、灵芝菌经平板分离培养，平板分离培养基的组分为：葡萄糖2.0g，蛋白胨0.2g，MgSO₄·7H₂O 0.1g，KH₂PO₄0.2g，水1L，在28℃，150r/min条件下振荡培养6d后，可获得24.18g/L菌丝体生物量，能满足发酵接种体的需要，得到接种体。

3、将茶粕破碎过40目筛后，与麸皮10、玉米粉，水按10∶3∶3比例混合后加入到固态物料发酵箱中搅拌均匀，用温度为120℃的蒸汽灭菌40min，然后冷却至室温，接种体接种进行固态发酵，灵芝菌可正常生长，5天后可见培养基质中出现白色菌丝体。

4、固态发酵5天后，对培养基质进行茶皂素浸出率测定，茶皂素渗透率≥75％。

5、采用乙醇浸提法对发酵后基料进行茶皂素浸提，在单因素实验基础上，应用正交分析法确定茶皂素提取的工艺条件，在浸提温度50℃、pH9、乙醇浓度80％、料液比1∶10条件下茶皂素浸提得率为84.2％。

6、采用超滤、纳滤、反渗透膜组合技术对粗茶皂素进行系列精制，可得到纯度分≥70％、≥80％、≥90％的系列茶皂素。

Claims (4)

1.一种利用微生物发酵提取茶皂素的方法，其特征在于：以茶粕为主要培养基质，配以麸皮等辅料，接种微生物，进行固态发酵，对发酵后的物料通过乙醇浸提法，膜分离法提取出不同纯度茶皂素，具体步骤如下：

(1)微生物选择  采用经驯化后的大型食用真菌作为菌种；

(2)将驯化后的食用真菌在平板分离培养基里培养，培养的条件为温度27-29℃，培养5-7天后，用无菌打孔器取一菌块接种于种子培养基中，在温度为27-29℃，摇床转速为150-160rpm/min下振荡培养4-7天，作为固态发酵的接种体，备用；

(3)将茶粕破碎后与麸皮、玉米粉，水按一定的比例混合后加入到固态物料发酵箱或敞开式水泥发酵池里搅拌均匀，用温度为110-120℃的蒸汽灭菌55-65min，然后冷却至室温，其中茶粕∶麸皮∶玉米粉的重量比＝10∶(1-3)∶(1-3)，水的加入量为拌湿物料为限；

(4)将液态接种体通过喷洒的方式接种到步骤(3)冷却后的混合物料上，接种后翻拌均匀，进行固态发酵，发酵的温度25-32℃，PH值4-8，每5-8小时翻拌物料一次，固态发酵时间5-10天；

(5)取发酵结束的物料用乙醇溶液浸提，经超滤膜分离提取出不同纯度的茶皂素。

2.根据权利要求1所述的利用微生物发酵提取茶皂素的方法，其特征在于：所述的平板分离培养基组分质量份为：马铃薯18.0-22.0，葡萄糖1.5-2.5，KH₂PO₄0.2-0.4，MgSO₄0.12-0.18，V_B10.001，琼脂1.5-2.0，水1L；

所述的种子培养基组分质量份为：葡萄糖1.5-2.5，蛋白胨0.15-0.25，MgSO₄·7H₂O 0.09-0.12，KH₂PO₄0.15-0.25，水1L。

3.根据权利要求1所述的利用微生物发酵提取茶皂素的方法，其特征在于：所述大型食用真菌选自灵芝、黑木耳、云芝、茶树菇、银耳中的一种。

4.根据权利要求1所述的利用微生物发酵提取茶皂素的方法，其特征在于：乙醇浸提茶皂素时，浸提温度45～75℃、pH7～10、乙醇浓度70～85％、料液比1∶8～1∶12，浸提时间1～5小时。