CN103385896B - 一种细菌纤维素复合黄酮类化合物的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细菌纤维素复合黄酮类化合物的制备方法。涉及一种复合材料制备技术。包括：将含有黄酮类化合物的植物冻干粉溶于乙醇水溶液中制成发酵培养基，发酵培养基经超声处理后调节浓度，选取能分泌细菌纤维素的菌株活化制备成种子醪液，然后将菌株浓度为30～90wt%的种子醪液均匀接入发酵培养基中，发酵培养3～7d后取出发酵产物。发酵产物经纯化处理，切割，得到细菌纤维素三维网络内部均匀分布有黄酮类化合物的细菌纤维素。本发明制备过程绿色环保、简单易行、操作方便、成本低，得到的细菌纤维素复合黄酮类化合物材料可应用于医药制品、保健产品、食品以及化妆品领域。

Description

一种细菌纤维素复合黄酮类化合物的制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合材料制备技术，特别涉及一种细菌纤维素复合黄酮类化合物的制备方法。

背景技术

黄酮类化合物（flavonoids）是一类存在于自然界，来自于水果、蔬菜、茶、葡萄酒、种子或是植物根、具有2-苯基色原酮（flavone）结构的化合物。黄酮类化合物分布广泛，具有多种生物活性，在医药制品、保健产品、食品以及化妆品领域有着巨大的应用价值。

现已证实黄酮类化合物具有多种生理功能和药用价值，可以防止自由基的氧化作用，而人的病理、生理与自由基密切相关，因此黄酮类化合物对防治疾病以及人的健康有积极意义。黄酮类化合物能降低血管的脆性，改善血管的通透性、降低血脂和胆固醇，可以用于防治老年高血压和脑溢血。此外黄酮类化合物具有抗肿瘤、抗病毒、保护神经系统以及改善记忆力的作用。在保健产品中，黄酮类化合物也有很多功效：例如防衰、防癌、提高免疫力、降脂、降压等。由于黄酮优越的生理功能特性，使其可广泛应用于保健品中，特别是一些预防慢性疾病的老年保健品。在食品添加剂中，黄酮类化合物主要用于天然甜味剂、天然抗氧化剂、天然风味增强剂、天然色素等。黄酮类化合物还被广泛应用于化妆品中，其不仅有天然无刺激的优势，更有很多良好的护肤功效：例如清除皮肤中的自由基、促进皮肤新陈代谢、减少色素沉着、润泽肌肤、抗炎、美白及皮肤再生等功效。

细菌纤维素（BC）是一种天然的生物高聚物，有着较高的生物相容性、适应性和良好的生物可降解性，且具有高结晶度、高纯度、高持水性、超细纳米纤维网络结构等许多良好的物理、化学和机械性能。目前主要应用于食品、化妆品以及生物医用领域。

本专利将超声法与乙醇提取法相结合，从天然植物中提取黄酮类化合物，并且利用含有黄酮类化合物的醇溶液作为培养基，生物发酵细菌纤维素材料制备出细菌纤维素复合黄酮类化合物材料。本发明制备过程绿色环保，简单易行、操作方便、成本低，得到的细菌纤维素复合黄酮类化合物材料可以应用于医药制品、保健产品、食品以及化妆品领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种细菌纤维素复合黄酮类化合物的制备方法。涉及一种复合材料制备技术。本发明制备过程绿色环保，简单易行、操作方便、成本低，得到的细菌纤维素复合黄酮类化合物材料可以应用于医药制品、保健产品、食品以及化妆品领域。

本发明的公开了一种细菌纤维素复合黄酮类化合物的制备方法，包括：将含有黄酮类化合物的植物冻干粉溶于乙醇水溶液中制成发酵培养基，发酵培养基经超声处理，过滤并调节滤液浓度，选取能分泌细菌纤维素的菌株活化制备成种子醪液，然后将菌株浓度为30～90wt%的种子醪液均匀接入发酵培养基中，发酵培养3～7d后取出发酵产物，发酵产物经纯化处理，切割，得到细菌纤维素三维网络内部均匀分布有黄酮类化合物。

所述的含有黄酮类化合物的植物冻干粉是指含有黄酮类化合物的植物经冷冻干燥得到的粉末，所述的含有黄酮类化合物的植物来自于芸香科、唇形科、豆科、伞形科、银杏科或菊科的一种或几种。

所述的含有黄酮类化合物的植物是指：仙人掌、芦荟、茶叶、银杏、西芹、葛根、红枣、山楂或竹叶中的一种或几种。

所述的发酵培养基是指每1L的乙醇水溶液中含有植物冻干粉10～50g、磷酸氢二钠4～16g、磷酸二氢钾4～16g、酵母膏4～20g、蛋白胨4～20g，其中乙醇水溶液浓度为50～70wt%。

所述的超声处理是指100～800W的超声功率下超声5～40min。采用超声法可以加快乙醇水溶液对黄酮类化合物的提取效率，缩短提取时间，且在提取过程中不会破坏有效成分。

所述的调节滤液浓度是指在滤液中加入蒸馏水，调节滤液中的乙醇含量为5～15wt%。

所述的能分泌细菌纤维素的菌株是木醋杆菌、根瘤菌属、八叠球菌属、假单胞菌属、无色杆菌属、产碱菌属、气杆菌属或固氮菌属中的一种或几种。

所述的纯化处理方法为，发酵产物在质量百分含量为1～8%的NaOH水溶液中，在30～100℃的温度下加热3～6h，再用水反复冲洗至中性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本专利中利用黄酮类化合物可以溶于醇类物质的特点，采用超声处理法以乙醇作为提取剂从天然植物中提取出黄酮类化合物，选用乙醇作为提取剂安全绿色、选择性好、参透性强、浸出率高。同时在培养过程中，乙醇作为培养基中的碳源参与细菌纤维素的生物合成。在菌株的生物发酵过程中，乙醇被菌株氧化同时生成用于菌株合成的ATP等化合物，乙醇中的黄酮类化合物与细菌纤维素的分子链上的羟基产生键合作用，从而在细菌纤维素三维网络内部均匀分布黄酮类化合物。本专利中细菌纤维素的发酵过程，乙醇可以作为碳源参与细菌纤维素的生化合成，但是乙醇浓度过高将影响细菌纤维素的发酵产率，同时造成乙醇原料的浪费，因此有必要将乙醇含量调节至适合菌株发酵的浓度范围。本发明制备过程绿色环保，简单易行、操作方便、成本低，得到的细菌纤维素复合黄酮类化合物材料可以应用于医药制品、保健产品、食品以及化妆品领域。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1：

1、配制发酵培养基：每1L乙醇水溶液中加入仙人掌冷冻干燥粉30g、磷酸氢二钠16g、磷酸二氢钾16g、酵母膏20g、蛋白胨20g配制成发酵培养基，其中乙醇水溶液浓度为70wt%

2、上述发酵培养基在800W的超声功率下超声5min，过滤除去滤渣；在滤液中加入蒸馏水，调节滤液中的乙醇含量为5wt%，得到含有黄酮类化合物的发酵培养基。

3、选取能分泌细菌纤维素的木醋杆菌活化制备种子醪液，然后将菌株浓度为30wt%的种子醪液均匀接入含有黄酮类化合物的发酵培养基中，发酵培养7d后取出发酵产物。

4、发酵产物在质量百分含量为3%的NaOH水溶液中，在80℃的温度下加热6h。再用蒸馏水反复冲洗至中性。以除去菌体蛋白和粘附在纤维素膜上的残余培养基。切割后得到细菌纤维素复合黄酮类化合物材料。

实施例2：

1、配制发酵培养基：每1L乙醇水溶液中加入芦荟和银杏冷冻干燥粉20g、磷酸氢二钠14g、磷酸二氢钾14g、酵母膏18g、蛋白胨18g配制成发酵培养基，其中乙醇水溶液浓度为70wt%

2、上述发酵培养基在600W的超声功率下超声5min，过滤除去滤渣；在滤液中加入蒸馏水，调节滤液中的乙醇含量为10wt%，得到含有黄酮类化合物的发酵培养基。

3、选取能分泌细菌纤维素的八叠球菌属活化制备成种子醪液，然后将菌株浓度为50wt%的种子醪液均匀接入含有黄酮类化合物的发酵培养基中，发酵培养5d后取出发酵产物。

4、发酵产物在质量百分含量为2%的NaOH水溶液中，在100℃的温度下加热6h。再用蒸馏水反复冲洗至中性。以除去菌体蛋白和粘附在纤维素膜上的残余培养基。切割后得到细菌纤维素复合黄酮类化合物材料。

实施例3：

1、配制发酵培养基：每1L乙醇水溶液中加入茶叶和西芹冷冻干燥粉10g、磷酸氢二钠12g、磷酸二氢钾12g、酵母膏16g、蛋白胨16g配制成发酵培养基，其中乙醇水溶液浓度为60wt%。

2、上述发酵培养基在400W的超声功率下超声10min，过滤除去滤渣；在滤液中加入蒸馏水，调节滤液中的乙醇含量为15wt%，得到含有黄酮类化合物的发酵培养基。

3、选取能分泌细菌纤维素的无色杆菌属活化制备种子醪液，然后将菌株浓度为70wt%的种子醪液均匀接入含有黄酮类化合物的发酵培养基中，培养4d后取出发酵产物。

4、发酵产物在质量百分含量为1%的NaOH水溶液中，在90℃的温度下加热3h。再用蒸馏水反复冲洗至中性。以除去菌体蛋白和粘附在纤维素膜上的残余培养基。切割后得到得到细菌纤维素复合黄酮类化合物材料。

实施例4：

1、配制发酵培养基：每1L乙醇水溶液中加入红枣冷冻干燥粉40g、磷酸氢二钠10g、磷酸二氢钾10g、酵母膏10g、蛋白胨10g配制成发酵培养基，其中乙醇水溶液浓度为60wt%

2、上述发酵培养基在300W的超声功率下超声20min，过滤除去滤渣；在滤液中加入蒸馏水，调节滤液中的乙醇含量为10wt%，得到含有黄酮类化合物的发酵培养基。

3、选取能分泌细菌纤维素的气杆菌属和固氮菌属活化制备成种子醪液，然后将菌株浓度为90wt%的种子醪液均匀接入含有黄酮类化合物的发酵培养基中，发酵培养3d后取出发酵产物。

4、发酵产物在质量百分含量为5%的NaOH水溶液中，在50℃的温度下加热4h。再用蒸馏水反复冲洗至中性。以除去菌体蛋白和粘附在纤维素膜上的残余培养基。切割后得到细菌纤维素复合黄酮类化合物材料。

实施例5：

1、配制发酵培养基：每1L乙醇水溶液中加入葛根和竹叶冷冻干燥粉50g、磷酸氢二钠16g、磷酸二氢钾16g、酵母膏20g、蛋白胨20g配制成发酵培养基，其中乙醇水溶液浓度为50wt%。

2、上述发酵培养基在200W的超声功率下超声30min，过滤除去滤渣；在滤液中加入蒸馏水，调节滤液中的乙醇含量为5wt%，得到含有黄酮类化合物的发酵培养基。

3、选取能分泌细菌纤维素的木醋杆菌和产碱菌属活化制备成种子醪液，然后将菌株浓度为80wt%的种子醪液均匀接入含有黄酮类化合物的发酵培养基中，发酵培养7d后取出发酵产物。

4、发酵产物在质量百分含量为8%的NaOH水溶液中，在30℃的温度下加热6h。再用蒸馏水反复冲洗至中性。以除去菌体蛋白和粘附在纤维素膜上的残余培养基。切割后得到细菌纤维素复合黄酮类化合物材料。

实施例6：

1、配制发酵培养基：每1L乙醇水溶液中加入仙人掌、葛根和山楂冷冻干燥粉25g、磷酸氢二钠4g、磷酸二氢钾4g、酵母膏4g、蛋白胨4g配制成发酵培养基，其中乙醇水溶液浓度为50wt%。

2、上述发酵培养基在100W的超声功率下超声40min，过滤除去滤渣；在滤液中加入蒸馏水，调节滤液中的乙醇含量为15wt%，得到含有黄酮类化合物的发酵培养基。

3、选取能分泌细菌纤维素的根瘤菌属和假单胞菌属活化制备成种子醪液，然后将菌株浓度为60wt%的种子醪液均匀接入含有黄酮类化合物的发酵培养基中，发酵培养6d后取出发酵产物。

4、发酵产物在质量百分含量为4%的NaOH水溶液中，在60℃的温度下加热6h。再用蒸馏水反复冲洗至中性。以除去菌体蛋白和粘附在纤维素膜上的残余培养基。切割后得到细菌纤维素复合黄酮类化合物材料。

以下通过试验进一步说明本发明的有益效果

试验1

每个处理分别选择面部皮肤干燥、蜕皮明显的患者120例分成6组，每组20人进行试验，取实施例1-6所得的面膜两片，分别于清晨和临睡前各用温开水洗脸后敷于面部，然后在脸上保留15min左右。试验30天后统计痊愈、显效、好转、无效的病患数，计算其总有效率（%）。疗效判定标准：①痊愈:肤色改善、蜕皮完全消退，皮肤光滑滋润;②显效: 肤色有很大程度改善、蜕皮明显消退;③好转: 肤色有所改善、蜕皮有所消退;④无效: 肤色、蜕皮变化不明显或加重。试验结果见表1。

表1 实施例1-6对皮肤干燥、蜕皮的患者使用效果表

试验2

选取60位志愿者进行试验，60位志愿者共分成6个小组，每组10人。试验分两天进行，第一天测试的方法为每位志愿者在使用纯水面膜（无纺布面膜，添加的液体为水）前先用菲斯凯尔SK-III型手持式数显皮肤水份测试仪分别测试额头、左脸、右脸和下巴皮肤的水分含量，并取算术平均值，然后洗净脸后敷上本发明面膜，15分钟后取下面膜，用清水洗脸、抹干脸部，1小时后再用皮肤水份测试仪测试额头、左脸、右脸和下巴同样位置的皮肤水分含量，并取算术平均值；第二天测试的方法与第一天测试方法相同，但所用的面膜为本发明面膜，第一小组测试本实验例1产品，第二小组测试本实验例2产品，第三小组测试本实验例3产品，第四小组测试本实验例4产品，第五小组测试本实验例5产品，第六小组测试本实验例6产品。每组10位志愿者将所测试的结果取算术平均值，测试结果如表2：

 表2

六组志愿者分别使用纯净水面膜与实施例1～6所制备的产品进行对比后，实施例1～6所制备的产品均能明显提高脸部皮肤水分含量。

Claims (1)

1.一种细菌纤维素复合黄酮类化合物的制备方法，其特征是：（1）配制发酵培养基：每1L乙醇水溶液中加入茶叶和西芹冷冻干燥粉10g、磷酸氢二钠12g、磷酸二氢钾12g、酵母膏16g、蛋白胨16g配制成发酵培养基，其中乙醇水溶液浓度为60wt%；

（2）上述发酵培养基在400W的超声功率下超声10min，过滤除去滤渣；在滤液中加入蒸馏水，调节滤液中的乙醇含量为15wt%，得到含有黄酮类化合物的发酵培养基；

 （3）选取能分泌细菌纤维素的无色杆菌活化制备种子醪液，然后将菌株浓度为70wt%的种子醪液均匀接入含有黄酮类化合物的发酵培养基中，培养4d后取出发酵产物；

（4）发酵产物在质量百分含量为1%的NaOH水溶液中，在90℃的温度下加热3h，再用蒸馏水反复冲洗至中性，以除去菌体蛋白和粘附在纤维素膜上的残余培养基，切割后得到细菌纤维素复合黄酮类化合物材料。