CN103739638A - 一种微生物发酵纯化茶皂素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微生物发酵纯化茶皂素的方法，该方法以茶皂素的粗提物水溶液或含茶皂素的混合液为发酵底物，在该发酵底物中接入含有荚膜醋酸杆菌、酵母菌的微生物复合菌种进行静置或动态培养，至长出菌膜后，去除菌膜，发酵液过滤去除杂质，即得纯化后的茶皂素溶液。本发明以微生物发酵纯化皂素，工艺简单，生产成本低廉，整个过程不使用有机溶剂，提高了生产过程和产品的安全性，可以在高端日化和保健食品领域广泛使用。在培养基中无需添加其他成分，如蔗糖等糖类物质；分离过程无需添加有机溶剂，无需进行萃取、柱层析等复杂过程，对应的设备成本，生产资料成本和人力成本均可减少60%以上。

Description

一种微生物发酵纯化茶皂素的方法

 

技术领域

本发明涉及一种茶皂素纯化方法，具体为利用微生物发酵纯化茶皂素的方法。

背景技术

茶皂素又名茶皂甙，是由茶树种子中提取出来的一类醣甙化合物，是一种性能良好的天然表面活性剂，它可广泛应用于轻工、化工、农药、饲料、养殖、纺织、采油、采矿、建材与高速公路建设等领域，制造乳化剂、洗洁剂、农药助剂、饲料添加剂、蟹虾养殖保护剂、纺织助剂、油田泡沫剂、采矿浮选剂以及加气混凝土稳泡剂与混凝土外加剂——防冻剂等。

茶皂甙属于三萜类皂角甙，具有苦辛辣味，刺激鼻腔粘膜引起喷嚏，纯品为白色微细柱状晶体，吸湿性强，对甲基红呈酸性，难溶于无水甲醇、乙醇，不溶于乙醚、丙酮、苯、石油醚等有机溶剂，易溶于含水甲醇、含水乙醇、以及冰醋酸、醋酐、吡啶等。茶皂甙溶液中加入盐酸，酸性时，皂甙就沉淀。熔点：224℃。

目前茶皂素提取工艺主要采用水提醇沉法。水提过程的最佳工艺条件为浸提温度60℃, 液固比10: 1，浸提时间2 h, 浸提次数3 次。水提所得的茶皂素纯度仅为30%左右，水提取之后再醇沉，纯度可达到70%。醇沉时所用有机溶剂一般为甲醇或乙醇，两者均为易燃易爆品，且甲醇毒性大，安全生产要求高，采用乙醇也存在投资大，且提取物存在难闻气味等不足之处。

发明内容                            

本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用微生物发酵纯化茶皂素的方法，该方法不用任何有机溶剂，其工艺简单，成本低下，生产安全性高。

为解决上述技术问题，本发明所述微生物发酵纯化茶皂素的方法，以茶皂素的粗提物水溶液或含茶皂素的混合液为发酵底物，在该发酵底物中接入含有荚膜醋酸杆菌、酵母菌的微生物复合菌种进行静置或动态培养，至长出菌膜后，去除菌膜，发酵液过滤去除杂质，即得纯化后的茶皂素溶液。

进一步地，作为发酵底物的茶皂素的粗提物水溶液或含茶皂素的混合液中茶皂素含量为0.1%-10%（质量），合理的茶皂素含量，可以给微生物一个适宜的生长环境，有利于提高茶皂素纯化效果。

进一步地，所述微生物复合菌种中还含有乳酸菌。

进一步地，所述发酵底物中接入微生物复合菌种后在室温下静置培养或每分钟10-100转转速下动态培养至少3天至长出菌膜。

本发明考虑到茶皂素粗提物中的杂质主要有蛋白和多糖两大类，因此以含茶皂素的水溶液做基质，采用微生物发酵，消耗基质中的蛋白和多糖，发酵转化成纤维素，并形成菌膜（菌膜是荚膜醋酸杆菌将基质中的多糖转化成纤维所形成的漂浮在发酵液表面的膜，即在微生物作用下，基质中的蛋白和多糖转化成成块的菌膜），将菌膜除去，即得到纯化的茶皂素水溶液。微生物发酵纯化皂素，工艺简单，生产成本低廉，整个过程不使用有机溶剂，提高了生产过程和产品的安全性，可以在高端日化和保健食品领域广泛使用。在培养基中无需添加其他成分，如蔗糖等糖类物质；分离过程无需添加有机溶剂，无需进行萃取、柱层析等复杂过程，对应的设备成本，生产资料成本和人力成本均可减少60%以上。

具体实施方式

实施例1：称取100g茶皂素粗品（茶皂素纯度为45%），加入到1000mL的40℃热水中，溶解完全，接种准备好的复合菌种母液50mL，盖上纱布，静置培养15天，将所得发酵液过滤（除去微生物代谢所产生的一些沉淀物质）、冷冻干燥，测得茶皂素纯度为85%。

实施例2：将茶籽饼粕粉粹，过80目筛，称取粉粹后的茶籽粉50g（茶皂素含量为15%），加入到1000mL的100℃沸水中，煮沸20分钟，冷却到40℃后，接种准备好的复合菌种母液50mL，盖上纱布，静置培养15天，将所得发酵液过滤（除去微生物代谢所产生的一些沉淀物质）、冷冻干燥，测得茶皂素纯度为65%。

各实施例发酵所用的微生物复合菌种母液中的菌种主要采用醋酸杆菌和酵母菌，还可以添加乳酸菌等其他菌种。其中醋酸杆菌在液体培养基的表面易形成菌膜，是因为有一些醋酸杆菌含有荚膜结构，即本发明所述的荚膜醋酸杆菌，也是本发明所必需的。酵母菌、乳酸菌和醋杆酸菌是互惠互利的共生关系。在发酵开始阶段，由酵母菌、乳酸菌将糖类物质降解为葡萄糖和果糖等醋酸杆菌能利用的小分子糖类物质，醋酸杆菌将小分子糖类物质一部分转化为大分子不溶性多糖（荚膜多糖），另一部分转化为葡萄糖酸、乙酸等小分子代谢产物。

本发明所用荚膜醋酸杆菌、醋酸杆菌、酵母菌、乳酸菌等各菌种均可以通过各地工业微生物中心购买。

采用本发明的纯化方法，不仅能解决茶皂素纯化的问题，而且生产过程中不需要添加任何有机溶剂，是一种安全、低成本的纯化方法。本发明的工艺简单、可操作性强、整个纯化过程没有使用有机溶剂，产品安全；该工艺生产的茶皂素在日化和保健食品领域具有很好的应用前景。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种微生物发酵纯化茶皂素的方法，其特征在于该方法以茶皂素的粗提物水溶液或含茶皂素的混合液为发酵底物，在该发酵底物中接入含有荚膜醋酸杆菌、酵母菌的微生物复合菌种进行静置或动态培养，至长出菌膜后，去除菌膜，发酵液过滤去除杂质，即得纯化后的茶皂素溶液。

2.根据权利要求1所述的微生物发酵纯化茶皂素的方法，其特征在于作为发酵底物的茶皂素的粗提物水溶液或含茶皂素的混合液中茶皂素含量为0.1%-10%（质量）。

3.根据权利要求1所述的微生物发酵纯化茶皂素的方法，其特征在于所述微生物复合菌种中还含有乳酸菌。

4.根据权利要求1所述的微生物发酵纯化茶皂素的方法，其特征在于所述发酵底物中接入微生物复合菌种后在室温下静置培养或每分钟10-100转转速下动态培养至少3天至长出菌膜。