專利名稱：一種酶解提取杜仲膠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然產(chǎn)物的提取方法，具體說(shuō)是一種酶解提取杜仲膠的方法。
背景技術(shù)：
杜仲橡膠是目前世界上除三葉橡膠(天然膠)之外唯一具有巨大開(kāi)發(fā)前景的優(yōu)質(zhì)天然橡膠資源，而且我國(guó)在杜仲的種植面積占世界種植面積的99%以上，具有壟斷性的資源優(yōu)勢(shì)。國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本，大量高價(jià)購(gòu)買我國(guó)的杜仲葉，加快對(duì)杜仲膠新材料的研究開(kāi)發(fā)工作。因此，杜仲橡膠的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)問(wèn)題都是各國(guó)集中研討的攻關(guān)課題。但是，目前國(guó)內(nèi)業(yè)界對(duì)杜仲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景認(rèn)知度不高，沒(méi)有形成上下游開(kāi)發(fā)應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈，因此在這種國(guó)內(nèi)外的大環(huán)境下，我國(guó)杜仲資源綜合利用的步伐亟需加快，改變·世界天然橡膠分布格局，增強(qiáng)我國(guó)天然橡膠資源的話語(yǔ)權(quán)。我國(guó)是優(yōu)質(zhì)杜仲資源集中種植區(qū)，杜仲膠的開(kāi)發(fā)，將會(huì)有效促進(jìn)我國(guó)這種優(yōu)勢(shì)資源利用，特別是在我國(guó)軍事工業(yè)、輪胎加工業(yè)等領(lǐng)域。本項(xiàng)目主體將力爭(zhēng)帶動(dòng)長(zhǎng)江、黃河中下游地區(qū)的杜仲種植業(yè)，使其發(fā)展形成一個(gè)新的天然橡膠寶庫(kù)，替代部分天然橡膠，部分解決天然橡膠匱乏的現(xiàn)象。天然杜仲橡膠的綜合應(yīng)用及信息化關(guān)鍵設(shè)備示范生產(chǎn)線的建立具有十分重要的意義。與杜仲橡膠方面的應(yīng)用研究相比，天然杜仲橡膠的提取工藝及相應(yīng)示范生產(chǎn)線的研發(fā)尚處于較初級(jí)階段。傳統(tǒng)的提取存在很多弊端，例如，提取次數(shù)多、產(chǎn)率低、污染重、成本高等，因此這些因素不利于天然杜仲橡膠的提取、發(fā)展與應(yīng)用，并成為限制天然杜仲橡膠發(fā)展的瓶頸。經(jīng)過(guò)幾十年的科研開(kāi)發(fā)，杜仲橡膠的提取方法雖然有所突破，但是這些提取方法都存在著弊端而難以工業(yè)化，目前我國(guó)所有的專利及
文獻(xiàn)主要報(bào)道了如下的天然杜仲橡膠提取方法
A.嚴(yán)瑞芳專利(中科院化學(xué)所):首先，碾磨暴露出膠絲，甲苯、苯、二氯乙烷提取，加醇、酮析粗膠；其次，原料用濃NaOH熬煮水解纖維素、果膠，有機(jī)溶劑提取粗膠。這種方法的缺點(diǎn)是膠絲損傷嚴(yán)重，物理性能差，溶劑毒性大，無(wú)法回收，工藝過(guò)程復(fù)雜，污染嚴(yán)重，成本聞。B.陳增波專利(中科院化學(xué)所)原料經(jīng)發(fā)酵破壞細(xì)胞壁，用2%Na0H蒸煮，水力機(jī)打碎，游離出膠絲。這種方法的缺點(diǎn)是蒸煮溫度高，膠絲被破壞，污染大，膠絲純度不高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。C.楊振堂專利(中國(guó)農(nóng)科院特產(chǎn)所)培養(yǎng)傷愈組織，烘干制成粉，苯、三氯甲烷浸提，甲醇沉淀，乙醚回收精制。這種方法的缺點(diǎn)是混合溶劑無(wú)法利用，成本高，傷愈組織再生周期長(zhǎng)，革毒性大，膠絲物理性能差。D.馬柏林方法10%Na0H在90°C下蒸煮，4 (TC下濃鹽酸處理得粗膠。這種方法的缺點(diǎn)是濃酸、濃堿污染嚴(yán)重，排污量大，堿對(duì)杜仲膠破壞嚴(yán)重，物理性能下降，產(chǎn)品為粗膠。根據(jù)以上的現(xiàn)狀分析得出、無(wú)論是以上哪種提取方法，在工藝上都存在提取次數(shù)多、環(huán)境污染重、提取產(chǎn)率低等缺陷。因此，目前實(shí)現(xiàn)杜仲橡膠提取產(chǎn)業(yè)化的瓶頸主要是加工提取成本高、提取精確性差的問(wèn)題。因此，天然杜仲橡膠行業(yè)的發(fā)展亟需發(fā)展新的提取工藝，實(shí)現(xiàn)天然杜仲橡膠提取應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，形成一條以天然杜仲橡膠提取帶動(dòng)其綜合利用的示范生產(chǎn)線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用杜仲皮制備杜仲膠的方法，該方法工藝簡(jiǎn)單，污染小，提取率達(dá)到95%以上，杜仲膠的含量達(dá)到99. 9%。一種酶解提取杜仲膠的方法，采用天然杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮制成，杜仲膠的分子量200000 - 300000，杜仲膠中的雜質(zhì)含量小于O. 5%，具體制備步驟如下
步驟一、選取天然杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮中的一種，放入清水中洗凈，晾干，使杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮內(nèi)的含水量小于5%，備用；
步驟二、采用酶解法進(jìn)行預(yù)處理
A、配制酶溶液按質(zhì)量百分比分別取O.27%纖維素酶、O. 01%果膠酶和O. 02%蛋白酶溶解到水中，配制成含纖維素酶、果膠酶和蛋白酶的復(fù)合酶液；
B、將上述步驟一中清洗干凈的杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮按料液比1:1-2加入到配制好的含纖維素酶、果膠酶和蛋白酶的復(fù)合酶液中；在50°C、500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌下酶解2-3 天；
步驟三、將步驟二酶解后的杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮的混合物進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾后的渣送入超聲波混合罐，先向超聲波混合罐內(nèi)放入石油醚溶液，過(guò)濾后的渣與石油醚溶液的重量比是1 6 - 10 ;然后進(jìn)行超聲，功率為2. 4-3. 6KW,溫度為70 — 80°C，超聲震動(dòng)時(shí)間30 - 60分鐘，，使得超聲波混合罐內(nèi)的液體形成膠體混合液；
步驟四、將步驟三形成的膠體混合液送入渣液分離裝置，進(jìn)行分級(jí)過(guò)濾，使其溫度保持在50°C,先過(guò)1000目過(guò)濾篩,接著是500目過(guò)濾篩,然后是200目過(guò)濾篩,進(jìn)行過(guò)濾處理,將去除雜質(zhì)的膠體混合液送入提膠罐，并回收石油醚用于新的杜仲原料繼續(xù)提取杜仲膠。 步驟五、將提膠罐的溫度控制在10°C，時(shí)間I 一 12小時(shí)，使得膠體混合液中的膠體完全沉淀;
步驟六、提膠罐內(nèi)的膠體沉淀后，放出膠體表層上的液體，取出膠體或?qū)⑻崮z罐的溫度降溫至10°C以下，使得膠體結(jié)晶后取出，即制得一種天然杜仲膠。有益效果
I、本發(fā)明預(yù)處理采用酶解法，選用纖維素酶，配以少量的果膠酶和蛋白酶，三者協(xié)同合作，經(jīng)過(guò)生物化學(xué)作用破壞膠粒細(xì)胞和葉結(jié)構(gòu)細(xì)胞，由于構(gòu)成細(xì)胞壁的纖維、果膠，以及易糊化的淀粉和易凝固的蛋白被降解，提高了含膠細(xì)胞的通透性，促使杜仲葉組織結(jié)構(gòu)的破壞，杜仲膠游離出來(lái)，為下一步的有機(jī)溶解的溶解做好準(zhǔn)備，使提取效果更好。并且酶解法為綠色環(huán)保的生產(chǎn)工藝方法，可達(dá)到大規(guī)模生產(chǎn)的要求。2、提取過(guò)程采用單一的乙醚作為的溶劑，該溶劑低毒、環(huán)保的特點(diǎn)，使用該溶劑無(wú)排放循環(huán)提取，可降低能耗，不涉及溶劑分離問(wèn)題，可提高溶劑利用效率，降低生產(chǎn)成本；
3、采用分級(jí)過(guò)濾，避免堵塞，使過(guò)濾效果更好，提高過(guò)濾效率，節(jié)省工藝操作時(shí)間；
4、采用了先進(jìn)超聲波逆流提取工藝，實(shí)現(xiàn)高效提取，使其提取率在90%以上，杜仲膠的含量達(dá)到99.9%，整個(gè)分離提膠過(guò)程具有污染低，產(chǎn)率高的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)杜仲膠的分級(jí)、快速提取。
5.獲得的杜仲膠膠絲長(zhǎng)，抗拉，抗撕裂的物理性強(qiáng)度高，可應(yīng)用領(lǐng)域廣。


圖I為杜仲葉經(jīng)過(guò)復(fù)合酶的降解過(guò)程照片；
圖I為杜仲葉酶解前杜仲葉片；
圖2為杜仲葉經(jīng)復(fù)合酶酶解后的杜仲膠殘?jiān)?br> 圖3為風(fēng)干后杜仲膠長(zhǎng)絲；
圖4為杜仲翅果果皮經(jīng)復(fù)合酶酶解前照片；
圖5為杜仲翅果果皮經(jīng)復(fù)合酶酶解后照片；
圖6為杜仲翅果果皮經(jīng)復(fù)合酶酶解后的顯微照片；
圖7為杜仲莖干皮酶解前杜仲杜莖干皮照片；
圖8為杜仲莖干皮經(jīng)復(fù)合酶酶解后導(dǎo)致杜仲杜莖干皮結(jié)構(gòu)被破壞的照片；
圖9為杜仲杜莖干皮經(jīng)復(fù)合酶酶解后的杜仲膠照片；
圖10為所提取的天然橡膠的核磁共振譜具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
一種用杜仲膠的制備方法，采用天然杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮制成，杜仲膠的分子量200000 - 300000，杜仲膠中的雜質(zhì)含量小于O. 5%，具體制備步驟如下
步驟一、選取杜仲皮,放入清水中洗凈,晾干,使杜仲皮的含水量小于5%，備用；
步驟二、采用酶解法進(jìn)行預(yù)處理
A、配制酶溶液按質(zhì)量百分比分別取O.27%纖維素酶、O. 01%果膠酶和O. 02%蛋白酶溶解到水中，配制成含纖維素酶、果膠酶和蛋白酶的復(fù)合酶液；
B、將上述步驟一中清洗干凈的杜仲皮按料液比1:1加入到配制好的含纖維素酶、果膠酶和蛋白酶的復(fù)合酶液中；在50°C、500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌下酶解2天；
步驟三、將步驟二酶解后的杜仲皮的混合物進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾后的渣送入超聲波混合罐，先向超聲波混合罐內(nèi)放入石油醚溶液，過(guò)濾后的渣與石油醚溶液的重量比是1 6 ;然后進(jìn)行超聲，功率為2. 4KW,溫度為70°C，超聲震動(dòng)時(shí)間30分鐘，使得超聲波混合罐內(nèi)的液體形成膠體混合液；
步驟四、將步驟三形成的膠體混合液送入渣液分離裝置，進(jìn)行分級(jí)過(guò)濾，使其溫度保持在50°C,先過(guò)1000目過(guò)濾篩,接著是500目過(guò)濾篩,然后是200目過(guò)濾篩,進(jìn)行過(guò)濾處理,將去除雜質(zhì)的膠體混合液送入提膠罐，并回收石油醚用于新的杜仲原料繼續(xù)提取杜仲膠。步驟五、將提膠罐的溫度控制在10°C，時(shí)間I小時(shí)，使得膠體混合液中的膠體完全沉淀；
步驟六、提膠罐內(nèi)的膠體沉淀后，放出膠體表層上的液體，取出膠體或?qū)⑻崮z罐的溫度降溫至10°C以下，使得膠體結(jié)晶后取出，即制得一種天然杜仲膠。實(shí)施例2
一種用杜仲膠的制備方法，采用天然杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮制成，杜仲膠的分子量200000 - 300000，杜仲膠中的雜質(zhì)含量小于O. 5%，具體制備步驟如下步驟一、選取杜仲葉，放入清水中洗凈，晾干，使杜仲皮、杜仲葉或杜仲籽內(nèi)的含水量小于5%,備用；
步驟二、采用酶解法進(jìn)行預(yù)處理
A、配制酶溶液按質(zhì)量百分比分別取O.27%纖維素酶、O. 01%果膠酶和O. 02%蛋白酶溶解到水中，配制成含纖維素酶、果膠酶和蛋白酶的復(fù)合酶液；
B、將上述步驟一中清洗干凈的杜仲葉按料液比I:2加入到配制好的含纖維素酶、果膠酶和蛋白酶的復(fù)合酶液中；在50°C、500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌下酶解3天；
步驟三、將步驟二酶解后的杜仲葉的混合物進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾后的渣送入超聲波混合罐，先向超聲波混合罐內(nèi)放入石油醚溶液，過(guò)濾后的渣與石油醚溶液的重量比是1 8 ;然后進(jìn)行超聲，功率為3. OKff,溫度為60°C，超聲震動(dòng)時(shí)間50分鐘，，使得超聲波混合罐內(nèi)的液體形成膠體混合液；
步驟四、將步驟三形成的膠體混合液送入渣液分離裝置，進(jìn)行分級(jí)過(guò)濾，使其溫度保持在50°C,先過(guò)1000目過(guò)濾篩,接著是500目過(guò)濾篩,然后是200目過(guò)濾篩,進(jìn)行過(guò)濾處理,將去除雜質(zhì)的膠體混合液送入提膠罐，并回收石油醚用于新的杜仲原料繼續(xù)提取杜仲膠。步驟五、將提膠罐的溫度控制在10°C，時(shí)間7小時(shí)，使得膠體混合液中的膠體完全沉淀；
步驟六、提膠罐內(nèi)的膠體沉淀后，放出膠體表層上的液體，取出膠體或?qū)⑻崮z罐的溫度降溫至10°C以下，使得膠體結(jié)晶后取出，即制得一種天然杜仲膠。實(shí)施例3
一種用杜仲膠的制備方法，采用天然杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮制成，杜仲膠的分子量200000 - 300000，杜仲膠中的雜質(zhì)含量小于O. 5%，具體制備步驟如下
步驟一、選取杜仲翅果皮中的一種,放入清水中洗凈,晾干,使杜仲翅果皮內(nèi)的含水量小于5%,備用；
步驟二、采用酶解法進(jìn)行預(yù)處理
A、配制酶溶液按質(zhì)量百分比分別取O.27%纖維素酶、O. 01%果膠酶和O. 02%蛋白酶溶解到水中，配制成含纖維素酶、果膠酶和蛋白酶的復(fù)合酶液；
B、將上述步驟一中清洗干凈的杜仲翅果皮按料液比I:2加入到配制好的含纖維素酶、果膠酶和蛋白酶的復(fù)合酶液中；在50°C、500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌下酶解3天；
步驟三、將步驟二酶解后的杜仲翅果皮的混合物進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾后的渣送入超聲波混合罐，先向超聲波混合罐內(nèi)放入石油醚溶液，過(guò)濾后的渣與石油醚溶液的重量比是1 10 ;然后進(jìn)行超聲，功率為3. 6KW,溫度為80°C，超聲震動(dòng)時(shí)間60分鐘，，使得超聲波混合罐內(nèi)的液體形成膠體混合液；
步驟四、將步驟三形成的膠體混合液送入渣液分離裝置，進(jìn)行分級(jí)過(guò)濾，使其溫度保持在50°C,先過(guò)1000目過(guò)濾篩,接著是500目過(guò)濾篩,然后是200目過(guò)濾篩,進(jìn)行過(guò)濾處理,將去除雜質(zhì)的膠體混合液送入提膠罐，并回收石油醚用于新的杜仲原料繼續(xù)提取杜仲膠。步驟五、將提膠罐的溫度控制在10°C，時(shí)間12小時(shí)，使得膠體混合液中的膠體完全沉淀；
步驟六、提膠罐內(nèi)的膠體沉淀后，放出膠體表層上的液體，取出膠體或?qū)⑻崮z罐的溫度降溫至10°C以下，使得膠體結(jié)晶后取出，即制得一種天然杜仲膠。
天然橡膠核磁共振檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
對(duì)所提取的天然橡膠進(jìn)行了核磁共振檢測(cè)，結(jié)果如圖4，圖4中HNMR圖譜顯示，在I. 60ppm處的峰信號(hào)比較強(qiáng)烈，這個(gè)峰是反-1，4結(jié)構(gòu)甲基的質(zhì)子峰，I. 67ppm處幾乎沒(méi)有信號(hào)，表明在天然杜仲橡膠中幾乎不含有順-1，4結(jié)構(gòu)甲基上的質(zhì)子峰，也就說(shuō)明所提取 的天然橡膠中不含有順-1，4聚異戍二烯。2.03 ppm和I. 96 ppm兩處的信號(hào)表明是兩個(gè)亞甲基的質(zhì)子峰。5.10 ppm處的信號(hào)是1，4結(jié)構(gòu)中雙鍵的質(zhì)子峰。圖中沒(méi)有1，2結(jié)構(gòu)和3，4結(jié)構(gòu)中H的信號(hào)。通過(guò)峰而積計(jì)算，圖中所表征的反式-1，4-聚異戊二烯的反-1，4結(jié)構(gòu)含量為99. 9%，順式-1，4-聚異戊二烯結(jié)構(gòu)為O. 1%。
權(quán)利要求
1.一種酶解提取杜仲膠的方法，采用天然杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮制成，杜仲膠的分子量200000 - 300000，杜仲膠中的雜質(zhì)含量小于O. 5%，其特征在于制備步驟如下 步驟一、選取杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮的一種，放入清水中洗凈，晾干，使杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮內(nèi)的含水量小于5%，備用； 步驟二、采用酶解法進(jìn)行預(yù)處理 A、配制酶溶液按質(zhì)量百分比分別取O.27%纖維素酶、O. 01%果膠酶和O. 02%蛋白酶溶解到水中，配制成含纖維素酶、果膠酶和蛋白酶的復(fù)合酶液； B、將上述步驟一中清洗干凈的杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮按料液比1:1-2加入到配制好的含纖維素酶、果膠酶和蛋白酶的復(fù)合酶液中；在50°C、500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌下酶解2-3 天； 步驟三、將步驟二酶解后的杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮的混合物進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾后的渣送入超聲波混合罐，先向超聲波混合罐內(nèi)放入石油醚溶液，過(guò)濾后的渣與石油醚溶液的重量比是1 :6 — 10 ;然后進(jìn)行超聲，功率為2. 4-3. 6KW,溫度為70 — 80°C，超聲震動(dòng)時(shí)間30 - 60分鐘，，使得超聲波混合罐內(nèi)的液體形成膠體混合液； 步驟四、將步驟三形成的膠體混合液送入渣液分離裝置，使其溫度保持在50°C，進(jìn)行分級(jí)過(guò)濾,將去除雜質(zhì)的膠體混合液送入分離罐； 步驟五、將分離罐的溫度控制在10°C，時(shí)間I 一 12小時(shí)，使得膠體混合液中的膠體完全結(jié)晶沉淀; 步驟六、分離罐內(nèi)的膠體沉淀后，放出膠體表層上的液體，取出膠體或?qū)⑻崮z罐的溫度降溫至10°C以下，使得膠體結(jié)晶后取出，即制得一種天然杜仲膠。
2.如權(quán)利要求I所述的一種用杜仲皮制備杜仲膠的方法，其特征在于所述的分級(jí)過(guò)濾為，先過(guò)1000目過(guò)濾篩,再過(guò)500目過(guò)濾篩,然后是200目過(guò)濾篩。
全文摘要
一種酶解提取杜仲膠的方法，天然杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮中的一種，放入清水中洗凈，晾干，使杜仲皮、杜仲葉或杜仲翅果皮內(nèi)的含水量小于5％，然后采用質(zhì)量百分比為0.27%纖維素酶、0.01%果膠酶和0.02%蛋白酶的復(fù)合酶對(duì)其在50℃、500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌下酶解1-3天，然后過(guò)濾酶解后的混合物進(jìn)行過(guò)濾，得到過(guò)濾后的渣送入超聲波提取罐，進(jìn)行超聲提取，獲得膠體混合液；然后將膠體混合進(jìn)行分級(jí)過(guò)濾，去除雜質(zhì)，后將去除雜質(zhì)的膠體混合液送入分離罐；最后低溫析出杜仲膠晶體的方法進(jìn)行杜仲膠提??；本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單污染小，產(chǎn)率高，成本低，效果理想，提取率達(dá)到95%以上，杜仲膠的含量達(dá)到99.9％，所制備的杜仲膠膠絲長(zhǎng)，抗拉，抗撕裂的物理性強(qiáng)度高，可應(yīng)用領(lǐng)域廣。
文檔編號(hào)C08L7/00GK102838757SQ20121030794
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者夏琳, 辛振祥, 魏軍生, 李銀環(huán) 申請(qǐng)人:河南恒瑞源實(shí)業(yè)有限公司