CN104525146A - 一种酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法 - Google Patents

一种酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法，包括以下步骤：茶叶副产品破碎处理→和酵母属微生物及粘结剂→混合物料→培养改性→得到吸附剂，用于吸附甲醛、苯和甲苯等。在培养过程中，酵母属微生物得到生长，对茶粉中的纤维素、果胶和萜烯类等物质进行发酵，产生氧化、降解、分解和裂解等反应，从而对茶叶副产物的表面化学性质和孔隙结构进行改性，有利于吸附剂的化学吸附性能和物理吸附性能的同步提高。经过测定，在放本发明吸附剂的空间，甲醛、苯和甲苯下降幅度明显，说明酵母属微生物的改性，提高了茶叶副产物的吸附性能。

Description

一种酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法
技术领域
本发明涉及茶叶副产物改性领域，尤其涉及一种酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法。
背景技术
茶叶是我国大宗农林副产品，在国民经济中发挥着不可替代的基础性作用。随着茶叶产业的发展，必将带来大量的初老茶叶、茶梗和茶末等加工副产物。如果这些茶副产物没法得到综合利用，将造成极大的资源浪费和经济损失。茶叶副产物的循环利用既有助于调整茶产业结构，延伸茶产业链，又能增加茶农收入，解决“三农问题”，提高广大茶农和企业的种植、加工、经营积极性，符合助农增收和发展农林产业化的政策，也符合我国中长期科学和技术发展规划纲要的发展目标。因此，茶叶副产物的综合利用具有重要的社会意义，是一项有战略意义的工作。
目前，茶叶副产物在环保吸附领域上的应用主要有三种方式：直接利用、炭化改性和化学药品改性。直接利用对污染物质的去除效果较差，炭化改性和化学药品改性虽然能有效提高吸附性能，但却破坏了茶叶自身的香气。
茶叶副产物的综合利用主要在食品、化工、医药和建材等领域得以广泛开发利用，并取得显著成效。鉴于茶叶是一种具有网状结构、多孔的材料，并且含有大量的多元酚等活性羟基，其在环保吸附领域的应用越来越广泛。TamezUddin等采用茶叶副产物吸附亚甲基蓝，结果表明，茶叶副产物对亚甲基蓝的吸附值高达85.16mg/g。林志聪考察了茶叶直接去除甲醛的性能。结果表明，茶叶对甲醛具有较好的去除效果，去除率高达89.5％。为了进一步提高茶叶的吸附性能，Auta等采用乙酸钾活化制备茶叶剩余物活性炭，用于吸附酸性蓝25。结果表明，活性炭对酸性蓝25的吸附率高达97.88％。官九红等以茶叶粉为原料，在250-400℃下炭化制得茶叶炭化物。研究结果表明，随着温度的升高，氨和甲醛的吸附值呈现先升后降的趋势，在300℃时达到最大，而苯吸附值呈现不断上升的趋势。Pirbazari等采用碱改性茶叶剩余物，并用于吸附水溶液中亚甲基蓝。结果表明，改性茶叶与亚甲基蓝发生了络合和离子交换。黄泱等采用盐酸改性茶叶粉，并对其吸附甲基紫溶液进行研究。结果表明，改性后茶叶粉对甲基紫的去除率达到98％。白卯娟等和田奇峰等采用氯化铁等改性茶叶，讨论了改性剂浓度、pH值和改性茶叶量等对含氟废水的处理效果。结果表明，氯化铁浓度为0.3mol/L时处理效果最好。综上所述，采用微生物改性并茶叶副产物，并应用于吸附领域的研究，国内外鲜有报道。通过炭化和化学药剂改性虽然提高了茶叶的吸附性能，但却破坏了茶叶本身具有的香气。
发明内容
本发明的发明目的在于解决上述技术问题，提供一种采用微生物对茶叶副产物进行改性，既能提高茶叶副产物吸附性能又能保持其香气的吸附剂制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法，该方法包括以下步骤：
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
将破碎后的茶粉、酵母属微生物和粘结剂按重量比100：0.25～3.5：12～50配合，形成混合料；所述酵母属微生物为巴氏酵母、卡氏酵母、贝酵母、奇异酵母和布拉酵母中的一种或几种的混合物；所述粘结剂为羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠或淀粉的其中一种；
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间2-10天制得吸附剂。
其中，配料步骤中，将破碎后的茶粉、巴氏酵母-卡氏酵母混合物和淀粉按重量比100：1～2：25配合，形成混合料；所述巴氏酵母-卡氏酵母混合物为重量比25～45：65～85巴氏酵母和卡氏酵母混合。
其中，配料步骤中，将破碎后的茶粉、贝酵母-奇异酵母和淀粉按重量比100：1～2：25配合，形成混合料；所述贝酵母-奇异酵母混合物为重量比25～45：65～85贝酵母和奇异酵母混合。
其中，配料步骤中，将破碎后的茶粉、布拉酵母和淀粉按重量比100：3：40配合，形成混合料。
本发明的有益效果为：在培养过程中，酵母属微生物得到生长，对茶粉中的纤维素、果胶和萜烯类等物质进行发酵，产生氧化、降解、分解和裂解等反应，从而对茶叶副产物的表面化学性质和孔隙结构进行改性，有利于吸附剂的化学吸附性能和物理吸附性能的同步提高。经过测定，在放本发明吸附剂的空间，甲醛、苯和甲苯下降幅度明显，说明酵母属微生物的改性，提高了茶叶副产物的吸附性能。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。
茶叶副产物：为红茶、绿茶、乌龙茶、黑茶等的粗老茶叶、茶梗和茶末等加工副产物。
酵母属微生物(Saccharomyces)：(E.C.Hansen 1838)Meyen，是真菌界王国中重要的一个属，其中包含了许多属于酵母的物种，如贝酵母S.bayanus；布拉酵母S.boulardii；博伊丁酵母S.bulderi；酿酒酵母S.cerevisiae；薛瓦酵母S.chevalieri；奇异酵母S.paradoxus；巴氏酵母(或者叫巴斯德酵母)S.pastorianus和卡氏酵母等。
粘结剂：为羧甲基纤维素、或羧甲基纤维素钠、或羧甲基淀粉钠、或淀粉的其中一种。实施例中粘结剂的质量分数为：1.0～10％。在考虑成本的情况下，实施例中粘结剂采用淀粉。
本发明酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法主要技术线路为：茶叶副产品破碎处理→和微生物及粘结剂→混合物料→培养改性→得到吸附剂，用于吸附甲醛、苯和甲苯等。
实施例1
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
将破碎后的茶粉、巴氏酵母-卡氏酵母混合物和淀粉按重量比100：1～2：25配合，形成混合料；所述巴氏酵母-卡氏酵母混合物为重量比25～85巴氏酵母和卡氏酵母混合。
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间3-10天制得吸附剂。
实施例2
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
将破碎后的茶粉、巴氏酵母-卡氏酵母混合物和淀粉按重量比100：1～2：25配合，形成混合料；所述巴氏酵母-卡氏酵母混合物为重量比40～60巴氏酵母和卡氏酵母混合。
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间3-10天制得吸附剂。
实施例3
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
配料步骤中，将破碎后的茶粉、贝酵母-奇异酵母和淀粉按重量比100：1～2：25配合，形成混合料；所述贝酵母-奇异酵母混合物为重量比25～85贝酵母和奇异酵母混合。
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间3-10天制得吸附剂。
实施例4
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
配料步骤中，将破碎后的茶粉、贝酵母-奇异酵母和淀粉按重量比100：1～2：25配合，形成混合料；所述贝酵母-奇异酵母混合物为重量比40～60贝酵母和奇异酵母混合。
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间3-10天制得吸附剂。
实施例5
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
将破碎后的茶粉、布拉酵母和淀粉按重量比100：3：40配合，形成混合料；
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间3-10天制得吸附剂。
将以上各实施例制备而得的吸附剂和等量的未处理茶叶粉末分别置于密闭的空间，空间中甲醛、苯和甲苯的含量分别为120ppb、230ppb和245ppb，2h后进行测定，测试结果如下表：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 未处理
甲醛 12ppb 14ppb 17ppb 25ppb 36ppb 107ppb
苯 26ppb 30ppb 33ppb 42ppb 54ppb 192ppb
甲苯 34ppb 36ppb 37ppb 43ppb 51ppb 221ppb
经过测定，在放本发明吸附剂的空间，甲醛、苯和甲苯下降幅度明显，说明酵母属微生物的改性，提高了茶叶副产物的吸附性能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
破碎：
将茶叶副产品粉碎成粒径为0.075mm～2.0mm的茶粉；
配料：
将破碎后的茶粉、酵母属微生物和粘结剂按重量比100：0.25～3.5：12～50配合，形成混合料；所述酵母属微生物为巴氏酵母、卡氏酵母、贝酵母、奇异酵母和布拉酵母中的一种或几种的混合物；所述粘结剂为羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠或淀粉的其中一种；
捏合成型：
将混合料进行捏合，直至物料均匀混合，并形成一定粘性的粘合料，将粘合料进行成型，形成片状、圆形或圆柱形；
培养改性：
将成型的原料在以下条件进行培养：温度20-40℃、时间2-10天制得吸附剂。
2.根据权利要求1所述的酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法，其特征在于，配料步骤中，将破碎后的茶粉、巴氏酵母-卡氏酵母混合物和淀粉按重量比100：1～2：25配合，形成混合料；所述巴氏酵母-卡氏酵母混合物为重量比25～45：65～85巴氏酵母和卡氏酵母混合。
3.根据权利要求1所述的酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法，其特征在于，配料步骤中，将破碎后的茶粉、贝酵母-奇异酵母和淀粉按重量比100：1～2：25配合，形成混合料；所述贝酵母-奇异酵母混合物为重量比25～45：65～85贝酵母和奇异酵母混合。
4.根据权利要求1所述的酵母属微生物改性茶叶副产物制备吸附剂的方法，其特征在于，配料步骤中，将破碎后的茶粉、布拉酵母和淀粉按重量比100：3：40配合，形成混合料。
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