發(fā)酵-淋溶聯(lián)合從杜仲果殼中提取杜仲膠的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用發(fā)酵、淋溶的方法從杜仲果殼中提 取杜仲膠的方法，其中所提取得到的杜仲粗膠純度能達(dá)到95%，具有分解速率增快，生產(chǎn)周 期短等特點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 杜腫膠是我國(guó)特有的資源，具有自身獨(dú)特的性能，具有廣泛的用途，是天然橡膠的 最佳替代品，具有巨大的開發(fā)前景。杜仲膠可主要用于航天、航海、國(guó)防和醫(yī)藥等行業(yè)，且能 夠開發(fā)的領(lǐng)域和產(chǎn)品很多。我國(guó)是橡膠消費(fèi)大國(guó)，天然膠資源的匱乏將嚴(yán)重制約我國(guó)橡膠 工業(yè)的發(fā)展，尋找其他可代替橡膠的資源迫在眉睫。國(guó)家對(duì)天然膠資源的需求目前已提高 至戰(zhàn)略層次上，杜仲膠的產(chǎn)業(yè)化要求也越來越迫切，因此杜仲膠的產(chǎn)業(yè)化將是一個(gè)中長(zhǎng)期 的發(fā)展目標(biāo)。
[0003] 杜仲膠的提取方法目前分為化學(xué)法和生物法。化學(xué)法主要是通過酸堿對(duì)植物組織 產(chǎn)生的水解破壞作用，使組織結(jié)構(gòu)變得疏松，便于膠體從結(jié)構(gòu)中提取出來。化學(xué)法主要有溶 劑法(有機(jī)溶劑法、苯-甲醇法、溶劑-沉淀法、石油醚-乙醇法）、堿液浸提法、綜合法等?；瘜W(xué) 方法存在許多缺點(diǎn):溶劑法是利用有機(jī)溶劑將原料中的膠浸提出來，原料處理不夠充分，膠 不能完全浸出，且有機(jī)溶劑易燃、毒性大，安全性較差;堿液浸提法主要依賴堿洗除去雜質(zhì)， 需大量的NaOH，成本高且環(huán)境污染嚴(yán)重，多次沖洗膠絲流失大，產(chǎn)率低。生物法有微生物發(fā) 酵法和酶解法，兩者作用原理相同，都是通過纖維素木質(zhì)素降解菌作用于原材料，經(jīng)發(fā)酵或 者纖維素菌產(chǎn)生纖維素酶破壞纖維素組分。但是生物方法在單獨(dú)使用時(shí)存在一定的缺陷， 即微生物發(fā)酵法存在發(fā)酵周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)，酶解法雖具有高效性、專一性等特點(diǎn)，但此法成本 較高。而且酶解法目前只有纖維素酶酶解成本相對(duì)較低，而木質(zhì)素酶成本極高，幾乎無法應(yīng) 用。生物法在處理杜仲果殼(木質(zhì)素含量高）時(shí)，分解木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)產(chǎn)生比較細(xì)密的有機(jī) 碎肩附著在木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)的表面，從而阻礙了微生物接解到新鮮的木質(zhì)纖維基質(zhì)，而出 現(xiàn)微生物老化現(xiàn)象不利于快速分解木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)目前的研發(fā)現(xiàn)狀，本發(fā)明中采用發(fā)酵-淋溶的方法從杜仲果殼中提取杜仲膠， 該方法先通過發(fā)酵分解果殼中的木質(zhì)纖維，然后模擬降水進(jìn)行淋溶以去除發(fā)酵分解得到有 機(jī)碎肩，減少有機(jī)碎肩附著帶來的影響，從而加速了分解速率，大大縮短了生產(chǎn)周期。本發(fā) 明采用淋溶的方法，避免現(xiàn)有技術(shù)中高壓水槍水洗過程中洗壞杜仲膠而帶來的損失。再者， 發(fā)酵-淋溶過程中明顯縮短生產(chǎn)周期，所得粗膠的純度高，得到的精膠的提取率也相應(yīng)大大 提升。
[0005] 本發(fā)明提供一種從杜仲果殼中提取杜仲膠的方法，其具體步驟為：
[0006] 步驟（1)接種球的制備:直徑為1~5cm、孔徑為0.5~2mm、多孔的玻璃陶瓷球置于 盛有特制的瓊脂培養(yǎng)基的高壓滅菌鍋（120°C，1.2大氣壓）中滅菌，冷卻后將球體表面的瓊 脂用70攝氏度的熱蒸餾水清洗，清洗后將球體在1L的白腐真菌發(fā)酵液中振蕩培養(yǎng)7天，待 用；
[0007] 步驟(2)發(fā)酵:盛有10公斤杜仲果殼、孔徑為3mm、體積為lm3的網(wǎng)箱置于已加入2L 白腐真菌發(fā)酵液的發(fā)酵池中浸沒發(fā)酵，發(fā)酵溫度為20~30°C，發(fā)酵周期為7~16天，發(fā)酵pH 值為4-7;
[0008] 步驟(3)淋溶階段:將步驟(2)所述的裝有發(fā)酵剩余物的網(wǎng)箱從發(fā)酵池中取出，加 入步驟（1)制備的接種球，細(xì)水流模擬降雨淋溶果殼8~16小時(shí)，直至清洗液為澄清狀，每隔 30min將網(wǎng)箱翻轉(zhuǎn)10次；
[0009] 步驟(4):將步驟(3)清洗完成后剩余的材料重復(fù)發(fā)酵一淋溶過程3次，每次淋溶結(jié) 束后，將其中的接種球取出，重復(fù)接種后再次利用，所得杜仲粗膠的純度達(dá)到95%;
[0010] 其中，所述的白腐真菌發(fā)酵液是指白腐真菌的土豆葡萄糖液體；
[0011] 土豆葡萄糖液體具體制備過程為200g 土豆煮沸30min后進(jìn)行過濾，濾液冷卻后與 20g葡萄糖混勻的液體；
[0012] 所述的特制的瓊脂培養(yǎng)基是指由土豆葡萄糖液體與20g瓊脂制備的。
[0013] 一些實(shí)施例中，步驟(4)所得的杜仲粗膠與石油醚按重量比1:2在75°C水浴鍋中提 取2小時(shí)，趁熱過濾，提取次數(shù)為3次，合并濾液，-20°C冷凍放置至有白色絲狀沉淀，過濾，再 用甲醇沖洗，即得杜仲精膠，純度達(dá)到99.9%，提取率為20%。一些實(shí)施例中，甲醇的用量根 據(jù)具體情況決定。
[0014] -些實(shí)施例中，步驟(1)所述的接種球的直徑為3cm。
[0015] 一些實(shí)施例中，步驟(2)發(fā)酵階段的發(fā)酵溫度為25°C，發(fā)酵周期為10天。
[0016] 一些實(shí)施例中，步驟(3)所述淋溶階段的淋溶時(shí)間為12小時(shí)。
[0017] 在步驟（1)中，接種球清洗后，保證球體表面無多余的殘留培養(yǎng)基，而孔隙內(nèi)的培 養(yǎng)基又保存完整，易于后期發(fā)酵菌的著床。玻璃陶瓷球的孔徑，范圍不能過大，過大接種菌 不能附著，優(yōu)選〇. 5~2mm。接種球的直徑優(yōu)選1-5cm，在4~5cm接種后，菌種的負(fù)重不牢靠， 易脫落，優(yōu)選在1~3cm。但直徑在l、2cm時(shí)，由于球體過小，導(dǎo)致后續(xù)的淋溶階段效果較差， 粗膠純度較低。清洗后的球體冷卻后在已加入白腐真菌發(fā)酵液的1L錐形瓶中振蕩培養(yǎng)。
[0018] 在步驟(2)中所述的發(fā)酵，除了白腐真菌，能夠用于發(fā)酵的菌類均可適用。本發(fā)明 中白腐真菌在發(fā)酵中所使用的培養(yǎng)液為土豆葡萄糖液。土豆葡萄糖液具體制備過程為200g 土豆煮沸30min后進(jìn)行過濾，濾液冷卻后與20g葡萄糖混勻后得到的液體。另外，本發(fā)明所用 到的菌類均為白腐真菌，菌類的培養(yǎng)基均為土豆葡萄糖液的培養(yǎng)基。
[0019] 在步驟(3)所述的淋溶階段，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的高壓水栗或高壓水槍沖洗，細(xì)水 模擬降雨淋溶能有效的減少杜仲膠的流失，大大提高杜仲膠的提取率。網(wǎng)箱中添加的接種 球，一方面可以增加摩擦力將有機(jī)碎肩更快去除；另一方面可以彌補(bǔ)因淋溶而損失的活性 發(fā)酵菌。一些實(shí)施例中，添加的接種球?yàn)?0個(gè)。淋溶時(shí)間在8~16小時(shí)。一些實(shí)施例的淋溶時(shí) 間為12小時(shí)。具體時(shí)間參考淋溶的洗出液情況，洗出液為澄清狀即可。淋溶過程中材料的混 勻，通過將網(wǎng)箱進(jìn)行翻轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明中的淋溶作用是指一種通過細(xì)水模擬降雨，雨水下 滲，發(fā)酵剩余物上脫離的碎肩隨細(xì)水流走的作用。細(xì)水模擬降雨的量及強(qiáng)度在小雨至中雨 的降雨量及強(qiáng)度之間。
[0020] 獲得的杜仲膠的純度采用天然生橡膠雜質(zhì)含量測(cè)定的方法測(cè)定。將試樣剪成條 狀，放入容器中，加入含〇.5g硫醇基苯并噻唑的橡膠溶劑150mL，加熱至溶解。然后趁熱用已 恒重的孔徑為45μπι的濾篩過濾，濾篩使用前要先用潔凈溶劑潤(rùn)濕。將殘留有