CN111500655A - 一种五倍子单宁制备新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明为一种以五倍子为原料制备五倍子单宁的新工艺，本工艺将内生植物乳杆菌应用于五倍子单宁制备，利用植物乳杆菌的发酵代谢，不仅使得发酵液中五倍子单宁的含量提高了10%左右，也使得五倍子中五倍子单宁提取更彻底，有效的提高了五倍子单宁得率。发酵液经离心得到的上清液，通过AB‑8大孔树脂吸附纯化处理，收取其中80%乙醇洗脱部位，可一步制得90%以上含量的五倍子单宁。

Description

一种五倍子单宁制备新工艺

技术领域：本发明涉及一种五倍子单宁的制备新工艺。特别涉及一种利用内生植物乳杆菌发酵培养，提高提取液中五倍子单宁的含量，并通过大孔吸附树脂进一步纯化的制备工艺。

背景技术：

五倍子是瘿绵虫科的蚜虫寄生于漆树科盐肤木属植物叶子上形成的一种虫瘿，是倍蚜干母在盐肤木叶，上寄生并繁殖的产物。其主要成分为鞣质，含量高达70%以上。具有敛肺、涩肠、止血、解毒之功效，为常用的中药材。五倍子单宁在医药、化工、食品等方面有着广泛的用途。

鞣质又称单宁，是广泛存在于植物界的一类结构比较复杂的多酚类化合物，鞣质按化学结构可分为水解鞣质、缩合鞣质及复合鞣质。鞣质的药理活性具有独特性和多样性，是多种传统草药和药方中的活性成分。其抗突变作用，抗肿瘤作用，抗菌作用，抗氧化作用及在抗病毒、降血脂、降血糖、抗炎、抗血栓、调节免疫方面的作用，越来越引起众多领域的重视，近年来五倍子单宁已成为国内外的研究热点。

目前，单宁的主要制备方法有超临界二氧化碳萃取法、水提法、超声辅助法以及有机溶剂提取法。这些方法中,超临界萃取临界温度低,能较好地保证有效成分不发生变化，特别适用于那些热敏感性强、容易氧化分解破坏的成分，但是该方法对设备要求高，价格贵，运行成本也高，实际生产中很难规模化；水提法虽节省能源且操作方便,但由于五倍子中含有水溶性的树脂、蛋白质、淀粉,经水浸泡后发软易烂，高温时更甚,所以直接用水提取所获得的单宁含量低；超声波提取技术虽然可以提高其提取效率，但是仍存在超声空白区，功率难以和罐子容积匹配及提取物中杂质较多等缺点；溶剂提取，虽然可以提高提取效率，但是也存在环境污染及溶剂损耗等问题。因而研究开发一条同时能提高五倍子单宁提取得率和纯度且适于工业化生产制备工艺路线就显得非常有意义。

发明内容：

本发明的目的是，提取过程中，利用植物内生菌发酵的方法提高五倍子中五倍子单宁的含量，发酵也使得五倍子中的五倍子单宁更易被提取出来，增加了五倍子单宁的含量的同时，也提高了提取效率，然后通过大孔吸附树脂一步洗脱将提取物中的五倍子单宁含量提高到90%以上，为后继进一步开发应用打下基础。

本发明用到的内生菌是一种从五倍子中筛选分离出的一种植物乳杆菌，该种植物乳杆菌代谢过程中会产生大量和五倍子单宁代谢有关的酶，在以五倍子为原料的发酵液中，通过对发酵液的检测发现，植物乳杆菌代谢可以显著提高发酵液中五倍子单宁的含量，实验发现，在发酵液中添加适量盐肤木干燥叶片粉末，可进一步提高发酵液中五倍子单宁的含量，发酵后提取液中单宁的含量提高了近10%。本发明继发酵后的还设计了一条通过大孔树脂进一步纯化工艺，免去了中间提取液浓缩干燥的步骤，使得整个工艺路线更节能环保。

本发明涉及的植物乳杆菌，菌株Lactobacillus Plantarum已于2020年01月16日送中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，编号为CGMCC NO.19360,保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号 中科院微生物研究所，邮编：100101 电话：86-10-64807355。

本发明通过以下技术方案实现：

1. 一种五倍子单宁制备新工艺，其特征在于，其制备步骤为：

（1）内生菌活化发酵，植物乳杆菌活化培养得到发酵液；

（2）发酵物料准备，将五倍子和盐肤木干燥的叶片分别粉碎，过 30 目筛，得到五倍子粉末和叶片粉末；

（3）发酵料液混合，将步骤（2）中的物料和水，按照叶片粉末：五倍子粉末：纯水=1：10-15：100-150比例混匀，得到混匀液；

（4）发酵过程，将将步骤（1）中的发酵菌液，按照5-10%的接种量加入到步骤（3）的混匀液2中，35℃，静置培养24h；

（5）离心处理，将步骤（4）中的发酵液离心处理，得到上清液和菌泥；

（6）菌泥洗涤，向步骤（4）的菌泥中继续加入温水，搅拌，离心，将上清液与步骤（4）中的上清液合并，洗涤3次，得到合并上清液；

（7）吸附上样，将预处理好的AB-8树脂装柱，步骤（6）中的上清液，按照上清液体积：树脂柱体积=4：1比例上样；

（8）水洗脱：用适量盐酸调节软化水的pH值至5±0.2，用4-5倍柱体积酸化后的水洗脱树脂柱；

（9）乙醇洗脱：80-85%乙醇水溶液洗脱3个柱体积，收集洗脱液；

（10）浓缩干燥：将步骤（9）中洗脱液浓缩干燥得到制备产物五倍子单宁。

2. 上述步骤（1）中植物乳杆菌活化培养的培养基为，蔗糖20g/L、酵母膏20g/L，乙酸钠6g/L，磷酸氢二钾2g/L，柠檬酸氢二铵1.5g/L，硫酸镁0.5g/L，硫酸锰0.2g/L，吐温801g/L，pH6.5， 121℃灭菌20min； 培养条件，35℃，静置培养24h。

3.上述步骤（3）中的混匀液，接入菌种发酵前，先搅拌2小时。

4.上述步骤（7）中上清液上样时，柱子流速为：1倍柱体积/小时，步骤（8）、（9）中树脂柱的流速为：2倍柱体积/小时。

5.上述步骤（10）中所述制备产物五倍子单宁，其含量≥90%。

本工艺路线设计过程中，进行了系列的对比实验，现概述如下：

试验用原料五倍子中五倍子单宁含量为68%。

实验一：植物乳杆菌发酵和不发酵对比实验，实验组发酵，对照组不发酵，两份500g五倍子进行对比实验，实验组经过发酵和纯化可以得到370g，含量为92.6%的五倍子单宁，提取残渣中五倍子单宁含量为4.6%。对照组直接纯化可以得到319g，含量为91.8%的五倍子单宁，残渣中五倍子单宁含量为13.8%。

实验二：添加和不添加盐肤木叶片对比试验，实验组添加盐肤木叶片粉末，对照组不添加，两份500g五倍子进行对比实验，实验组经过发酵、纯化可以得到372g，含量为93.6%的五倍子单宁，残渣中五倍子单宁含量为4.3%，对照组不添加盐肤木叶片粉末，经过发酵纯化，可以得到351g，含量为92.6%的五倍子单宁，残渣中五倍子单宁含量为8.2%。

实验三：五倍子提取液发酵对比试验，五倍子经粉碎后加水提取，离心后得到去渣提取液，将提取液分成两等份，一份发酵处理，为实验组，另一份不发酵处理，为对照组。实验组中加入发酵液进行发酵，对照组中加入等量纯水，实验组发酵结束后离心获取上清液，实验组上清液总量和对照组溶液总量基本相等，分别浓缩干燥，发酵组和对照组干物质总量基本相同，发酵组中五倍子单宁含量为85.6%，对照组中五倍子单宁含量为75.3%。

实验一，植物乳杆菌发酵和不发酵对比实验，结果表明，经过内生菌发酵，五倍子单宁得率相比于直接水提对照组高了近16%，发酵后残渣中单宁酸残留量少，说明经过发酵处理，在相关酶的作用下，五倍子中五倍子单宁更易释放出来，提取更彻底。此外，数据还表明，实验组的提取物和残渣中五倍子单宁总含量超过原料中五倍子单宁含量，说明发酵过程伴随有五倍子单宁产生。实验三的对比试验，进一步说明了经过内生植物乳杆菌的发酵，提取液中的五倍子单宁含量提高了10%左右。

实验二的对比试验结果表明，发酵过程中加入盐肤木叶片，能起到增效作用，添加盐肤木叶片后，五倍子单宁的得率提高了近6%，说明了盐肤木叶片中某些组分对植物乳杆菌的代谢过程起着促进和调节作用。

综合以上实验和结果分析，结合本发明工艺路线，可以得出本发明的有益效果为：

①制备过程条件温和，没有使用高温，有效的保护了功效成分；

②内生菌发酵过程，使得发酵液中五倍子单宁的含量提高10%左右；

③内生菌发酵，使得有效成分五倍子单宁更容易被提取出来，提取更彻底，总得率提高了近16%；

④盐肤木叶片粉末的加入，使得发酵过程中产生五倍子单宁增效明显；

⑤大孔树脂一步吸附洗脱实现纯化，简洁高效。

具体实施方式

下面结合以下实施例对本发明的实施和有益效果作进一步描述，本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围

实施例1：

1、菌种活化发酵：培养基为，蔗糖20g/L、酵母膏20g/L，乙酸钠6g/L，磷酸氢二钾2g/L，柠檬酸氢二铵1.5g/L，硫酸镁0.5g/L，硫酸锰0.2g/L，吐温80 1g/L，pH6.5，121℃灭菌20min,；培养条件，35℃，静置培养24h，得到发酵液；

2、500g五倍子粉碎后得到粉末，50g盐肤木干叶粉碎，过30目筛，备用；

3、将500g五倍子粉末、50g叶片粉末和5000ml 35℃纯水混合，得到混匀液，搅拌2小时；

4、向上述混匀液中加入步骤1中的发酵液500ml，保持35℃，静置发酵24小时；

5、发酵液离心处理，菌泥用纯水清洗3遍，得到上清液和残渣残渣；

6、吸附上样，AB-8树脂装柱，柱体积为上清液体积的1/4，上清液上样，流速：1个柱体积/小时；

7、水洗：上样完毕后，用盐酸调节pH值为5.2的纯水，洗脱4个柱体积，流速：2倍柱体积/小时；

8、乙醇洗脱，3倍柱体积80%乙醇，洗脱，流速：2倍柱体积/小时；

9、浓缩干燥，收集80%乙醇洗脱部分，浓缩干燥，得到纯化的五倍子单宁。

实施结果：得到纯化的五倍子单宁370g，含量为92.6%，上述残渣102g，五倍子单宁含量为4.6%。

实施例2：

1、菌种活化发酵：同实施例1；

2、750g五倍子粉碎后得到粉末，50g盐肤木干叶粉碎，过30目筛，备用；

3、将750g五倍子粉末、50g叶片粉末和7500ml 35℃纯水混合，得到混匀液，搅拌2小时；

4、向上述混匀液中加入步骤1中的发酵液750ml，保持35℃，静置发酵24小时；

5、发酵液离心处理，菌泥用纯水清洗3遍，得到上清液和残渣；

6、吸附上样，同实施例1；

7、水洗，上样完毕后，用盐酸调节pH值为4.8的纯水，洗脱5个柱体积，流速：2倍柱体积/小时；

8、乙醇洗脱，3倍柱体积85%乙醇，洗脱，流速：2倍柱体积/小时；

9、浓缩干燥，收集85%乙醇洗脱部分，浓缩干燥，得到纯化的五倍子单宁。

实施结果：得到纯化的五倍子单宁553g，含量为93.6%，上述残渣145g，五倍子单宁含量为4.4%。

实施例3：

1、菌种活化发酵：同实施例1；

2、600g五倍子粉碎后得到粉末，50g盐肤木干叶粉碎，过30目筛，备用；

3、将600g五倍子粉末、50g叶片粉末和4000ml 35℃纯水混合，得到混匀液，搅拌2小时；

4、向上述混匀液中加入步骤1中的发酵液480ml，保持35℃，静置发酵24小时；

5、发酵液离心处理，菌泥用纯水清洗3遍，得到上清液和残渣；

6、吸附上样，同实施例1；

7、水洗，上样完毕后，用盐酸调节pH值为5.0的纯水，洗脱4个柱体积，流速：2倍柱体积/小时；

8、乙醇洗脱，3倍柱体积83%乙醇，洗脱，流速：2倍柱体积/小时；

9、浓缩干燥，收集83%乙醇洗脱部分，浓缩干燥，得到纯化的五倍子单宁。

实施结果：得到纯化的五倍子单宁442g，含量为92.3%，上述残渣119g，五倍子单宁含量为4.3%。

实施例4：

1、菌种活化发酵：同实施例1；

2、600g五倍子粉碎后得到粉末，50g盐肤木干叶粉碎，过30目筛，备用；

3、将600g五倍子粉末、50g叶片粉末和5000ml 35℃纯水混合，得到混匀液，搅拌2小时；

4、向上述混匀液中加入步骤1中的发酵液700ml，保持35℃，静置发酵24小时；

5、发酵液离心处理，菌泥用纯水清洗3遍，得到上清液和残渣；

6、吸附上样，同实施例1；

7、水洗，上样完毕后，用盐酸调节pH值为5.2的纯水，洗脱5个柱体积，流速：2倍柱体积/小时；

8、乙醇洗脱，3倍柱体积80%乙醇，洗脱，流速：2倍柱体积/小时；

9、浓缩干燥，收集80%乙醇洗脱部分，浓缩干燥，得到纯化的五倍子单宁。

实施结果：得到纯化的五倍子单宁439g，含量为93.1%，上述残渣115g，五倍子单宁含量为4.6%。

Claims (5)

1.一种五倍子单宁制备新工艺，其特征在于，其制备步骤为：

（1）内生菌活化发酵，植物乳杆菌活化培养得到发酵液；

（2）发酵物料准备，将五倍子和盐肤木干燥的叶片分别粉碎，过30 目筛，得到五倍子粉末和叶片粉末；

（3）发酵料液混合，将步骤（2）中的发酵物料和水，按照叶片粉末：五倍子粉末：纯水=1：10-15：100-150比例混匀，得到混匀液；

（4）发酵过程，将将步骤（1）中的发酵菌液，按照5-10%的接种量加入到步骤（3）的混匀液2中，35℃，静置 培养24h；

（5）离心处理，将步骤（4）中的发酵液离心处理，得到上清液和菌泥；

（6）菌泥洗涤，向步骤（4）的菌泥中继续加入温水，搅拌，离心，将上清液与步骤（4）中的上清液合并，洗涤3次，得到上清液；

（7）吸附上样，将预处理好的AB-8树脂装柱，步骤（6）中的上清液，按照上清液体积：树脂柱体积=4：1比例将上清液上样；

（8）水洗脱：用适量盐酸调节软化水的pH值至5±0.2，用4-5倍柱体积酸化后的水洗脱树脂柱；

（9）乙醇洗脱：80%-85%乙醇水溶液洗脱3个柱体积，收集洗脱液；

（10）浓缩干燥：将步骤（9）中洗脱液浓缩干燥得到制备产物五倍子单宁。

2.根据权利要求1所述的一种五倍子单宁制备新工艺，其特征在于所述步骤（1）中植物乳杆菌活化培养的培养基为，蔗糖20g/L、酵母膏20g/L，乙酸钠6g/L，磷酸氢二钾2g/L，柠檬酸氢二铵1.5g/L，硫酸镁0.5g/L，硫酸锰0.2g/L，吐温80 1g/L，pH6.5， 121℃灭菌20min；培养条件，35℃，静置培养24h。

3.根据权利要求1所述的一种五倍子单宁制备新工艺，其特征在于所述步骤（3）中的混匀液，接入菌种发酵前，先搅拌2小时。

4.根据权利要求1所述的一种五倍子单宁制备新工艺，其特征在于所述步骤（7）中上清液上样时，柱子流速为：1倍柱体积/小时，步骤（8）、（9）中树脂柱的流速为：2倍柱体积/小时。

5.根据权利要求1所述的一种五倍子单宁制备新工艺，其特征在于所述步骤（10）中所述制备产物五倍子单宁，其含量≥90%。