CN102838757A - 一种酶解提取杜仲胶的方法 - Google Patents

Abstract

一种酶解提取杜仲胶的方法，天然杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮中的一种，放入清水中洗净，晾干，使杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮内的含水量小于5％，然后采用质量百分比为0.27%纤维素酶、0.01%果胶酶和0.02%蛋白酶的复合酶对其在50℃、500r/min的转速搅拌下酶解1-3天，然后过滤酶解后的混合物进行过滤，得到过滤后的渣送入超声波提取罐，进行超声提取，获得胶体混合液；然后将胶体混合进行分级过滤，去除杂质，后将去除杂质的胶体混合液送入分离罐；最后低温析出杜仲胶晶体的方法进行杜仲胶提取；本发明工艺简单污染小，产率高，成本低，效果理想，提取率达到95%以上，杜仲胶的含量达到99.9％，所制备的杜仲胶胶丝长，抗拉，抗撕裂的物理性强度高，可应用领域广。

Description

一种酶解提取杜仲胶的方法

技术领域

本发明涉及一种天然产物的提取方法，具体说是一种酶解提取杜仲胶的方法。

背景技术

    杜仲橡胶是目前世界上除三叶橡胶（天然胶）之外唯一具有巨大

开发前景的优质天然橡胶资源，而且我国在杜仲的种植面积占世界种

植面积的99%以上，具有垄断性的资源优势。国外一些发达国家，如日本，大量高价购买我国的杜仲叶，加快对杜仲胶新材料的研究开发工作。因此，杜仲橡胶的应用与开发问题都是各国集中研讨的攻关课题。

    但是，目前国内业界对杜仲产业的发展前景认知度不高，没有形

成上下游开发应用的产业链，因此在这种国内外的大环境下，我国杜

仲资源综合利用的步伐亟需加快，改变世界天然橡胶分布格局，增强

我国天然橡胶资源的话语权。我国是优质杜仲资源集中种植区，杜仲

胶的开发，将会有效促进我国这种优势资源利用，特别是在我国军事

工业、轮胎加工业等领域。本项目主体将力争带动长江、黄河中下游

地区的杜仲种植业，使其发展形成一个新的天然橡胶宝库，替代部分

天然橡胶，部分解决天然橡胶匮乏的现象。天然杜仲橡胶的综合应用

及信息化关键设备示范生产线的建立具有十分重要的意义。与杜仲橡胶方面的应用研究相比，天然杜仲橡胶的提取工艺及相应示范生产线的研发尚处于较初级阶段。传统的提取存在很多弊端，例如，提取次数多、产率低、污染重、成本高等，因此这些因素不利于天然杜仲橡胶的提取、发展与应用，并成为限制天然杜仲橡胶发展的瓶颈。

    经过几十年的科研开发，杜仲橡胶的提取方法虽然有所突破，但

是这些提取方法都存在着弊端而难以工业化，目前我国所有的专利及

文献主要报道了如下的天然杜仲橡胶提取方法：

    A．严瑞芳专利（中科院化学所）：首先，碾磨暴露出胶丝，甲苯、苯、二氯乙烷提取，加醇、酮析粗胶；其次，原料用浓NaOH熬煮水解纤维素、果胶，有机溶剂提取粗胶。这种方法的缺点是：胶丝损伤严重，物理性能差，溶剂毒性大，无法回收，工艺过程复杂，污染严重，成本高。

  B．陈增波专利（中科院化学所）：原料经发酵破坏细胞壁，用

2%NaOH蒸煮，水力机打碎，游离出胶丝。这种方法的缺点是：蒸煮温度高，胶丝被破坏，污染大，胶丝纯度不高，生产周期长。

    C．杨振堂专利（中国农科院特产所）：培养伤愈组织，烘干制成粉，苯、三氯甲烷浸提，甲醇沉淀，***回收精制。这种方法的缺点是：混合溶剂无法利用，成本高，伤愈组织再生周期长，革毒性大，

胶丝物理性能差。

D．马柏林方法：10%NaOH在90℃下蒸煮，4 0℃下浓盐酸处理得粗胶。这种方法的缺点是：浓酸、浓碱污染严重，排污量大，碱对杜仲胶破坏严重，物理性能下降，产品为粗胶。

根据以上的现状分析得出、无论是以上哪种提取方法，在工艺上都存在提取次数多、环境污染重、提取产率低等缺陷。因此，目前实现杜仲橡胶提取产业化的瓶颈主要是加工提取成本高、提取精确性差的问题。因此，天然杜仲橡胶行业的发展亟需发展新的提取工艺，实现天然杜仲橡胶提取应用的产业化生产，形成一条以天然杜仲橡胶提取带动其综合利用的示范生产线。

发明内容

本发明提供一种用杜仲皮制备杜仲胶的方法，该方法工艺简单，污染小，提取率达到95%以上，杜仲胶的含量达到99.9％。

一种酶解提取杜仲胶的方法，采用天然杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮制成，杜仲胶的分子量200000－300000，杜仲胶中的杂质含量小于0.5％，具体制备步骤如下：

步骤一、选取天然杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮中的一种，放入清水中洗净，晾干，使杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮内的含水量小于5％，备用；

步骤二、采用酶解法进行预处理

A、配制酶溶液：按质量百分比分别取0.27%纤维素酶、0.01%果胶酶和0.02%蛋白酶溶解到水中，配制成含纤维素酶、果胶酶和蛋白酶的复合酶液；

B、将上述步骤一中清洗干净的杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮按料液比1:1-2加入到配制好的含纤维素酶、果胶酶和蛋白酶的复合酶液中；在50℃、500r/min的转速搅拌下酶解2-3天；

    步骤三、将步骤二酶解后的杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮的混合物进行过滤，将过滤后的渣送入超声波混合罐，先向超声波混合罐内放入石油醚溶液，过滤后的渣与石油醚溶液的重量比是：1：6－10；然后进行超声，功率为2.4-3.6KW,温度为70－80℃，超声震动时间30－60分钟，，使得超声波混合罐内的液体形成胶体混合液；

步骤四、将步骤三形成的胶体混合液送入渣液分离装置，进行分级过滤，使其温度保持在50℃，先过1000目过滤筛，接着是500目过滤筛，然后是200目过滤筛，进行过滤处理，将去除杂质的胶体混合液送入提胶罐，并回收石油醚用于新的杜仲原料继续提取杜仲胶。

    步骤五、将提胶罐的温度控制在10℃，时间1－12小时，使得胶体混合液中的胶体完全沉淀；

    步骤六、提胶罐内的胶体沉淀后，放出胶体表层上的液体，取出胶体或将提胶罐的温度降温至10℃以下，使得胶体结晶后取出，即制得一种天然杜仲胶。

有益效果

1、本发明预处理采用酶解法，选用纤维素酶，配以少量的果胶酶和蛋白酶，三者协同合作，经过生物化学作用破坏胶粒细胞和叶结构细胞，由于构成细胞壁的纤维、果胶，以及易糊化的淀粉和易凝固的蛋白被降解，提高了含胶细胞的通透性，促使杜仲叶组织结构的破坏，杜仲胶游离出来，为下一步的有机溶解的溶解做好准备，使提取效果更好。并且酶解法为绿色环保的生产工艺方法，可达到大规模生产的要求。

2、提取过程采用单一的***作为的溶剂，该溶剂低毒、环保的特点，使用该溶剂无排放循环提取，可降低能耗，不涉及溶剂分离问题，可提高溶剂利用效率，降低生产成本；

3、采用分级过滤，避免堵塞，使过滤效果更好，提高过滤效率，节省工艺操作时间；          

4、采用了先进超声波逆流提取工艺，实现高效提取，使其提取率在90%以上，杜仲胶的含量达到99.9％，整个分离提胶过程具有污染低，产率高的特点，实现杜仲胶的分级、快速提取。

5. 获得的杜仲胶胶丝长，抗拉，抗撕裂的物理性强度高，可应用领域广。

附图说明

图1为杜仲叶经过复合酶的降解过程照片；

图1为杜仲叶酶解前杜仲叶片；

图2为杜仲叶经复合酶酶解后的杜仲胶残渣；

图3为风干后杜仲胶长丝；

图4为杜仲翅果果皮经复合酶酶解前照片；

图5为杜仲翅果果皮经复合酶酶解后照片；

图6为杜仲翅果果皮经复合酶酶解后的显微照片；

图7为杜仲茎干皮酶解前杜仲杜茎干皮照片；

图8为杜仲茎干皮经复合酶酶解后导致杜仲杜茎干皮结构被破坏的照片；

图9为杜仲杜茎干皮经复合酶酶解后的杜仲胶照片；

图10为所提取的天然橡胶的核磁共振谱图；

具体实施方式

实施例1

一种用杜仲胶的制备方法，采用天然杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮制成，杜仲胶的分子量200000－300000，杜仲胶中的杂质含量小于0.5％，具体制备步骤如下：

步骤一、选取杜仲皮，放入清水中洗净，晾干，使杜仲皮的含水量小于5％，备用；

步骤二、采用酶解法进行预处理

A、配制酶溶液：按质量百分比分别取0.27%纤维素酶、0.01%果胶酶和0.02%蛋白酶溶解到水中，配制成含纤维素酶、果胶酶和蛋白酶的复合酶液；

B、将上述步骤一中清洗干净的杜仲皮按料液比1:1加入到配制好的含纤维素酶、果胶酶和蛋白酶的复合酶液中；在50℃、500r/min的转速搅拌下酶解2天；

    步骤三、将步骤二酶解后的杜仲皮的混合物进行过滤，将过滤后的渣送入超声波混合罐，先向超声波混合罐内放入石油醚溶液，过滤后的渣与石油醚溶液的重量比是：1：6；然后进行超声，功率为2.4KW,温度为70℃，超声震动时间30分钟，使得超声波混合罐内的液体形成胶体混合液；

步骤四、将步骤三形成的胶体混合液送入渣液分离装置，进行分级过滤，使其温度保持在50℃，先过1000目过滤筛，接着是500目过滤筛，然后是200目过滤筛，进行过滤处理，将去除杂质的胶体混合液送入提胶罐，并回收石油醚用于新的杜仲原料继续提取杜仲胶。

    步骤五、将提胶罐的温度控制在10℃，时间1小时，使得胶体混合液中的胶体完全沉淀；

步骤六、提胶罐内的胶体沉淀后，放出胶体表层上的液体，取出胶体或将提胶罐的温度降温至10℃以下，使得胶体结晶后取出，即制得一种天然杜仲胶。

实施例2

一种用杜仲胶的制备方法，采用天然杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮制成，杜仲胶的分子量200000－300000，杜仲胶中的杂质含量小于0.5％，具体制备步骤如下：

步骤一、选取杜仲叶，放入清水中洗净，晾干，使杜仲皮、杜仲叶或杜仲籽内的含水量小于5％，备用；

步骤二、采用酶解法进行预处理

A、配制酶溶液：按质量百分比分别取0.27%纤维素酶、0.01%果胶酶和0.02%蛋白酶溶解到水中，配制成含纤维素酶、果胶酶和蛋白酶的复合酶液；

B、将上述步骤一中清洗干净的杜仲叶按料液比1: 2加入到配制好的含纤维素酶、果胶酶和蛋白酶的复合酶液中；在50℃、500r/min的转速搅拌下酶解3天；

    步骤三、将步骤二酶解后的杜仲叶的混合物进行过滤，将过滤后的渣送入超声波混合罐，先向超声波混合罐内放入石油醚溶液，过滤后的渣与石油醚溶液的重量比是：1：8；然后进行超声，功率为3.0KW,温度为60℃，超声震动时间50分钟，，使得超声波混合罐内的液体形成胶体混合液；

步骤四、将步骤三形成的胶体混合液送入渣液分离装置，进行分级过滤，使其温度保持在50℃，先过1000目过滤筛，接着是500目过滤筛，然后是200目过滤筛，进行过滤处理，将去除杂质的胶体混合液送入提胶罐，并回收石油醚用于新的杜仲原料继续提取杜仲胶。

    步骤五、将提胶罐的温度控制在10℃，时间7小时，使得胶体混合液中的胶体完全沉淀；

    步骤六、提胶罐内的胶体沉淀后，放出胶体表层上的液体，取出胶体或将提胶罐的温度降温至10℃以下，使得胶体结晶后取出，即制得一种天然杜仲胶。

实施例3

一种用杜仲胶的制备方法，采用天然杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮制成，杜仲胶的分子量200000－300000，杜仲胶中的杂质含量小于0.5％，具体制备步骤如下：

步骤一、选取杜仲翅果皮中的一种，放入清水中洗净，晾干，使杜仲翅果皮内的含水量小于5％，备用；

步骤二、采用酶解法进行预处理

A、配制酶溶液：按质量百分比分别取0.27%纤维素酶、0.01%果胶酶和0.02%蛋白酶溶解到水中，配制成含纤维素酶、果胶酶和蛋白酶的复合酶液；

B、将上述步骤一中清洗干净的杜仲翅果皮按料液比1: 2加入到配制好的含纤维素酶、果胶酶和蛋白酶的复合酶液中；在50℃、500r/min的转速搅拌下酶解3天；

    步骤三、将步骤二酶解后的杜仲翅果皮的混合物进行过滤，将过滤后的渣送入超声波混合罐，先向超声波混合罐内放入石油醚溶液，过滤后的渣与石油醚溶液的重量比是：1：10；然后进行超声，功率为3.6KW,温度为80℃，超声震动时间60分钟，，使得超声波混合罐内的液体形成胶体混合液；

步骤四、将步骤三形成的胶体混合液送入渣液分离装置，进行分级过滤，使其温度保持在50℃，先过1000目过滤筛，接着是500目过滤筛，然后是200目过滤筛，进行过滤处理，将去除杂质的胶体混合液送入提胶罐，并回收石油醚用于新的杜仲原料继续提取杜仲胶。

    步骤五、将提胶罐的温度控制在10℃，时间12小时，使得胶体混合液中的胶体完全沉淀；

    步骤六、提胶罐内的胶体沉淀后，放出胶体表层上的液体，取出胶体或将提胶罐的温度降温至10℃以下，使得胶体结晶后取出，即制得一种天然杜仲胶。

天然橡胶核磁共振检测实验：

对所提取的天然橡胶进行了核磁共振检测，结果如图4，图4中HNMR图谱显示，在l.60ppm处的峰信号比较强烈，这个峰是反-1,4结构甲基的质子峰,1.67ppm处几乎没有信号，表明在天然杜仲橡胶中几乎不含有顺-l,4结构甲基上的质子峰，也就说明所提取的天然橡胶中不含有顺-1,4聚异戊二烯。2.03 ppm和1.96 ppm两处的信号表明是两个亚甲基的质子峰。5.10 ppm处的信号是1,4结构中双键的质子峰。图中没有1,2结构和3,4结构中H的信号。通过峰而积计算，图中所表征的反式-1,4-聚异戊二烯的反-1,4结构含量为99.9%，顺式-1,4-聚异戊二烯结构为0.1%。

Claims (2)

1.一种酶解提取杜仲胶的方法，采用天然杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮制成，杜仲胶的分子量200000－300000，杜仲胶中的杂质含量小于0.5％，其特征在于制备步骤如下：

步骤一、选取杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮的一种，放入清水中洗净，晾干，使杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮内的含水量小于5％，备用；

步骤二、采用酶解法进行预处理

A、配制酶溶液：按质量百分比分别取0.27%纤维素酶、0.01%果胶酶和0.02%蛋白酶溶解到水中，配制成含纤维素酶、果胶酶和蛋白酶的复合酶液；

B、将上述步骤一中清洗干净的杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮按料液比1:1-2加入到配制好的含纤维素酶、果胶酶和蛋白酶的复合酶液中；在50℃、500r/min的转速搅拌下酶解2-3天；

    步骤三、将步骤二酶解后的杜仲皮、杜仲叶或杜仲翅果皮的混合物进行过滤，将过滤后的渣送入超声波混合罐，先向超声波混合罐内放入石油醚溶液，过滤后的渣与石油醚溶液的重量比是：1：6－10；然后进行超声，功率为2.4-3.6KW,温度为70－80℃，超声震动时间30－60分钟，，使得超声波混合罐内的液体形成胶体混合液；

步骤四、将步骤三形成的胶体混合液送入渣液分离装置，使其温度保持在50℃，进行分级过滤，将去除杂质的胶体混合液送入分离罐；

    步骤五、将分离罐的温度控制在10℃，时间1－12小时，使得胶体混合液中的胶体完全结晶沉淀；

步骤六、分离罐内的胶体沉淀后，放出胶体表层上的液体，取出胶体或将提胶罐的温度降温至10℃以下，使得胶体结晶后取出，即制得一种天然杜仲胶。

2.如权利要求1所述的一种用杜仲皮制备杜仲胶的方法，其特征在于：所述的分级过滤为，先过1000目过滤筛，再过500目过滤筛，然后是200目过滤筛。

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