一种提取天然抑菌剂有效成分的方法
【专利摘要】本发明是一种利用植物胶纳米技术提取天然抑菌剂有效成分的方法。首先将含有天然抑菌有效成分的抑菌植物原料置于水中熬制得到天然抑菌剂提取液；之后将天然抑菌剂提取液置于20-50℃的水浴中，加入相当于植物原料重量3％-50％的纳米粉体材料搅拌至少2小时；向混合体系加入相当于植物原料重量1％-30％的植物胶，搅拌至少1小时；向混合体系加入相当于植物原料重量的2％-30％硼砂，继续搅拌至有沉积现象；然后静置，沉淀，得到絮凝提取物；最后干燥得到成品。使用本发明可以在不要求引进有机溶剂、不需要复杂工艺和设备、低能耗的条件下提取天然抑菌剂的有效成分。
【专利说明】
一种提取天然抑菌剂有效成分的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种天然抑菌剂有效成分的提取方法，特别是一种以植物胶纳米技术 提取植物抑菌剂有效成分的方法。
【背景技术】
[0002] 通常从植物提取液获取有效的抑菌成分的传统处理方法主要有溶液分离法、两相 溶剂萃取法、沉淀法、盐析法、透析法以及结晶法等。目前国内外新的关于植物提取液有效 成分的提取工艺的研究很多，其中不少研究涉及了一些新方法。如郑州大学化学系的卢朝 国研究了超临界二氧化碳萃取芦荟中有效成分的工艺。芦荟具有抗菌杀虫、增强免疫等功 效，提取其有效成分对医药工业、日用工业等各个领域都有重要意义。另外合肥工业大学的 张全军团队利用超声波提取方法研究了荸荠皮抑菌物质的提取技术。公开号CN102085221A 公开了一种中草药纳米提取方法，将中药原料高温干蒸，然后进行超高压爆鸣，在液化收 集，采用本方法可在不需要任何溶剂的条件下，使得中草药实现纳米化有效提取。公开号 CN101084985B公开了一种植物抗菌成分的提取技术，该方法是将经过粉碎的植物材料加入 到超声波提取机中，用适量的有机溶媒加入纳米材料进行纳米吸附提取。
[0003] 尽管从植物提取液获取有效的抑菌成分的处理方法有很多，但都存在一些问题： 如需要引入有机溶剂或者需要高温高压的条件，再或者所要求的处理工艺很复杂，对设备 要求很高。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种能够不引入有机溶剂，且工艺简单，对设备 要求不高，能耗较小的天然抑菌剂有效成分的提取方法。
[0005] 为此，本发明提供一种利用植物胶纳米技术提取天然抑菌剂有效成分的方法，步 骤如下：
[0006] (1)将含有天然抑菌有效成分的抑菌植物原料置于水中熬制得到天然抑菌剂提取 液；
[0007] (2)将天然抑菌剂提取液置于20-50°C的水浴中，加入作为吸附剂的纳米粉体材 料搅拌至少 2小时；
[0008] (3)向混合体系加入作为絮凝剂的植物胶，搅拌至少1小时；
[0009] (4)向混合体系加入硼砂，继续搅拌至有沉积现象；
[0010] (5)静置，沉淀，得到絮凝提取物；
[0011] (6)干燥。
[0012] 其中，纳米粉体的加入量为植物原料重量的3% -50% ;植物胶的加入量为植物原 料重量的1% -30% ;硼砂的加入量为植物原料重量的2% -30%。
[0013] 作为本发明天然抑菌剂有效成分的提取方法的一个优选方案，选用的含有天然抑 菌有效成分的抑菌植物原料可以是辣木籽、苦参、黄芩、黄柏、地肤子、蛇麻子、土槿皮、山银 花、茯苓的一种或者多种。
[0014] 作为本发明天然抑菌剂有效成分的提取方法的一个更优选的方案，作为吸附剂的 纳米材料可以选择纳米二氧化钛、纳米氧化错、纳米碳酸|丐、纳米银或它们的组合。
[0015] 作为本发明天然抑菌剂有效成分的提取方法的一个更优选的方案，作为絮凝剂的 植物胶可以选择瓜尔胶或者香豆胶或它们的组合。为了能使植物胶具有更好的絮凝作用， 植物胶的粒径可选300目。
[0016] 另外作为本发明天然抑菌剂有效成分的提取方法的另一个优选的方案，纳米材料 的加入量为植物原料重量的3% -12%。
[0017] 作为本发明天然抑菌剂有效成分的提取方法的另一个优选的方案，天然植物胶的 加入量为植物原料重量的1% -15%。
[0018] 作为本发明天然抑菌剂有效成分的提取方法的另一个优选的方案，硼酸的加入量 为植物原料重量的2% -10%。
[0019] 作为本发明天然抑菌剂有效成分的提取方法的另一个优选的方案，纳米材料加入 体系后搅拌时间为2-10小时。
[0020] 作为本发明天然抑菌剂有效成分的提取方法的另一个优选的方案，天然植物胶加 入体系后搅拌时间为1-5小时。
[0021] 作为本发明天然抑菌剂有效成分的提取方法的另一个优选的方案，搅拌速度控制 在60-300转/分。
[0022] 本发明是通过纳米材料的吸附特性和天然植物胶的絮凝沉积特性的共同作用，在 不需要苛刻的生产工艺和设备条件下，在不引入有机溶剂等杂质的情况下从植物抑菌提取 液中提取抑菌有效成分。
[0023] 纳米材料（尺寸介于1纳米~100纳米）由于具有巨大的比表面积，因此具有较强 的吸附能力可以有效吸附抑菌提取液中的抑菌活性成分。但是由于纳米粉体粒径很小重量 很轻，因此吸附有活性抑菌成分的纳米粉体材料会悬浮在液体介质中无法沉淀下来。植物 胶的加入可以在液体介质中形成一个巨大的网络将纳米粉体材料包裹进而絮凝沉淀下来。 在两种材料的共同作用下，植物抑菌提取液中抑菌有效成分可以被提取出来。为加快反应 速度，在处理工艺中加入了硼砂。硼砂是一种在工业上应用很广泛的网络交联剂，可以使植 物胶体系形成更为紧密的网状结构，加速絮凝沉积过程。
[0024] 所制得的抑菌材料可以做成粉体或者浓缩液，直接喷涂或和纯水按比例调配成工 作液使用。
[0025] 和现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：
[0026] (1)提取过程中不引入有机溶剂；
[0027] (2)工艺简单、能耗小；
[0028] (3)对设备要求不高。
【具体实施方式】
[0029] 本发明主要是利用纳米粉体材料的吸附作用以及植物胶在少量硼砂存在下产生 的絮凝作用对存在于具有抑菌作用的植物提取液中的抑菌有效成分进行提取。本发明对工 艺条件和生产设备没有苛刻的要求，同时不需要引入有机溶剂等化学杂质。
[0030] 本发明方法第一步是制作天然抑菌剂提取液，将辣木籽、苦参、黄芩、黄柏、地肤 子、蛇麻子、土槿皮、山银花、茯苓、火麻仁等含有抑菌有效成分的抑菌植物材料的一种或多 种放入水中煎煮2-8小时得到天然抑菌剂提取液。之后将天然抑菌剂提取液置于20-50°C 的水浴中，向提取液中加入作为吸附材料纳米材料，例如纳米二氧化钛、纳米氧化错、纳米 碳酸钙、纳米银等，加入量为植物原料重量的3% -50% (优选为3% -12% )，在60-300转 /分钟的条件下搅拌至少2小时（优选2-10小时），使天然抑菌有效成分能充分吸附在纳 米粉体上。之后向混合体系中加入植物原料重量的1% -30% (优选为1% -15% )的天然 植物胶，经过至少1小时（优选1-5小时）的搅拌后加入植物原料重量3%-50% (优选为 3%-12%)的硼砂，使植物胶絮凝沉淀。经过静置干燥的过程后得到浓缩有天然抑菌剂的 粉体或者浓缩液。
[0031] 下面的实施例只是用于详细说明本发明，并不以任何方式限制发明的范围。
[0032] (1)实施例 1
[0033] 将辣木籽、苦参、黄芩、黄柏、地肤子、蛇麻子、土槿皮、山银花、茯苓配伍之后放入 水中煎煮8个小时得到天然抑菌剂提取液。将天然抑菌剂提取液置于20°C的水浴中，向提 取液中加入相当于植物原料重量5%的纳米二氧化钛，在300转/分钟的条件下搅拌2小 时。之后，向混合体系中加入相当于植物原料重量6%的瓜尔胶，经过1小时的搅拌后加入 相当于植物原料重量2%的硼砂，搅拌至出现沉积现象。经过静置干燥的过程后得到浓缩有 天然抑菌剂的粉体。
[0034] (2)实施例 2
[0035] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于所放入的含有天然抑菌有效成分的 植物抑菌剂是苦参、黄芩、黄柏以及火麻仁，搅拌转速为125转/分钟，加入纳米粉体材料后 搅拌时间为6小时。
[0036] (3)实施例 3
[0037] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于所放入的含有天然抑菌有效成分的 植物抑菌剂是辣木籽皮、苦参、黄芩、黄柏、地肤子，搅拌转速为60转/分钟，加入纳米粉体 材料后搅拌时间为10小时。
[0038] (4)实施例 4
[0039] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于所加入的纳米粉体为纳米氧化铝， 搅拌转速为125转/分钟，加入天然植物胶后搅拌时间为4小时。
[0040] (5)实施例 5
[0041] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于所加入的纳米粉体为纳米银，搅拌 转速为60转/分钟，加入天然植物胶后搅拌时间为5小时。
[0042] (6)实施例 6
[0043] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于所加入的纳米粉体为纳米碳酸钙。
[0044] (7)实施例 7
[0045] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于纳米二氧化钛的加入相当于植物原 料重量3%。
[0046] (8)实施例 8
[0047] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于纳米二氧化钛的加入相当于植物原 料重量12%。
[0048] (9)实施例 9
[0049] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于纳米二氧化钛的加入相当于植物原 料重量50%。
[0050] (10)实施例 10
[0051] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于瓜尔胶的加入相当于植物原料重量 1%〇
[0052] (11)实施例 11
[0053] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于瓜尔胶的加入相当于植物原料重量 15%〇
[0054] (12)实施例 12
[0055] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于瓜尔胶的加入相当于植物原料重量 30%〇
[0056] (13)实施例 13
[0057] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于硼砂的加入相当于植物原料重量 10%〇
[0058] (14)实施例 14
[0059] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于硼砂的加入相当于植物原料重量 30%〇
[0060] (15)实施例 15
[0061] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于所加入植物胶为香豆胶。
[0062] (16)实施例 16
[0063] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于所加入瓜尔胶粒径为300目。
[0064] (17)实施例 17
[0065] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于提取抑菌剂过程在50°C水浴中完 成。
[0066] (18)实施例 18
[0067] 处理方法和实施例1基本相同，不同之处在于最终的产物为浓缩有天然抑菌剂的 浓缩液。
[0068] 上面虽结合实施例对本发明作了详细的说明，但是所述技术领域的技术人员能够 理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，在权利要求保护范围内，还可以对上述实施例进行变 更或改变等。
[0069] 本发明制得抑菌剂抗霉菌实验：
[0070] 试样准备：
[0071] (1)准备100 %桑蚕丝的真丝织物；
[0072] (2)准备实施例1，2, 3提取的抑菌剂与蒸馏水1 : 9的质量比配置成工作液；
[0073] (3)将真丝织物浸渍在抑菌剂工作液中30分钟，之后取出烘干；
[0074] (4)将未处理的真丝织物和由实施例1，2,3提取的抑菌剂处理的真丝织物分别剪 下直径为3. 8±0. 5cm的圆片。
[0075] 霉菌孢子液制备：
[0076] (1)取无菌水（含0· 05%分散剂吐温80)倒入培养好的斜面黑曲霉（Aspergillus niger)菌种中，用无菌接种环轻刮菌种表面洗出孢子，把孢子液倒入含玻璃珠的无菌三角 瓶内。
[0077] (2) 4000r/min离心孢子液，去上清。用50ml无菌水洗涤沉淀，再离心。用此方法 清洗3次。孢子液用无机盐营养液稀释，用血球计数板测定孢子含量，制备的孢子液含孢子 1X106 ~5X106 个/ml〇
[0078] 接种培养：用涂布棒将1.0±0.1 ml的孢子液分散于含3%葡萄糖的无机盐琼 脂表面，将圆片置于琼脂表面。用吸管在每个圆片上均匀滴加0.2±0.01ml的孢子液。 28°C ±1°C，相对湿度RH彡95%的条件下培养7(1。
[0079] 实验结果：
[0080] 下表为未经抑菌处理和由实施例1，2,3提取的抑菌剂处理的真丝试样在霉变实 验培养7d后霉菌生长情况表。可以发现：未经过抑菌处理的丝绸样布，经过7天的霉菌培 养，霉菌在样布表面大量生长，肉眼可观测并且覆盖率达到100 %，按照《纺织品的抗真菌能 力评估：纺织品抵抗霉变和腐烂能力》AATCC-30标准，知识已属于"宏观增长"的状况。而 由实施例2, 3提取的抑菌剂处理的真丝样布，霉菌在样布表面有所生长但是覆盖面积较未 抑菌处理样布大大减少，相比与未作抑菌处理的空白样来说防霉效果已十分突出。而由实 施例1提取的抑菌剂处理的真丝织物，在显微镜下仍未见霉菌生长，对比未作抑菌处理的 空白样其抑制霉菌生长的效果十分明显。综上：本发明所得到的抑菌剂对真丝植物具有有 效的抑菌能力，从而提高了真丝织物的使用价值。
[0082] 本发明制得抑菌剂抗细菌实验：
[0083] 试样准备：
[0084] (1)准备100 %桑蚕丝的真丝织物；
[0085] (2)准备实施例1，2, 3提取的抑菌剂与蒸馏水1 : 9的质量比配置成工作液；
[0086] (3)将真丝织物浸渍在抑菌剂工作液中30分钟，之后取出烘干；
[0087] (4)将未处理的真丝织物（对照样）和由实施例1，2,3提取的抑菌剂处理的真丝 织物分别剪下直径为d = 25mm±5mm的圆片。
[0088] 细菌液制备：
[0089] ⑴培养基：营养肉汤、营养琼脂
[0090] 试验菌种：大肠杆菌Escherichia coli (8099)革兰氏阴性；
[0091] 金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus (ATCC 6538)革兰氏阳性。
[0092] (2)用接种环取保存菌，划线接种至营养琼脂平皿，37°C ±1°C培养24h。
[0093] (3)挑取典型菌落接种于20ml营养肉汤，37°C ±1°C，振动频率110min-l，培养 18-Mh〇
[0094] (4)用无菌蒸馏水20倍稀释营养肉汤，调节培养后的菌浓度为IX 108CFU/ml~ 5 X 108CFU/ml，作为试验菌液。
[0095] 抗细菌试验：
[0096] (1)准备下层培养基。营养琼脂IOml/皿。
[0097] (2)准备上层培养基。Iml试验菌液加入150ml营养琼脂培养基，混匀，向（1)中 的每个平皿倾注5ml，等其凝结。
[0098] (3)用无菌镊子将实验和对照样贴到平皿中央，使试样与琼脂培养基很好地接触。
[0099] (4)平皿 37°C ±1°C 培养 18 ~24h。
[0100] 实验结果：下表为经过实施例1，2, 3所制得的抑菌剂抗菌处理的真丝试样和对照 样接种大肠杆菌和金黄色葡萄球菌后培养24小时后抑菌带的宽度。由表中数据可知：对照 样抑菌带宽度为〇mm，证明对照样不具有抑菌能力，而经过实施例1制得的抑菌剂抗菌处理 的试样抑菌带达到11. 57mm (大肠杆菌）和17. 17mm (金黄色葡萄球菌），实施例2和实施例 3制得的抑菌剂抗菌处理的试样的抑菌带也都明显的抑菌带。由此可以发现由本发明制得 的抑菌剂抑制细菌生长作用明显。
【主权项】
1. 一种提取天然抑菌剂有效成分的方法，包括如下步骤： (1) 将含有天然抑菌有效成分的植物原料置于水中熬制得到天然抑菌剂提取液； (2) 将所述天然抑菌剂提取液置于20-50°C的水浴中，加入纳米粉体材料搅拌至少2小 时； (3) 向混合体系加入植物胶，搅拌至少1小时； (4) 向混合体系加入硼砂，继续搅拌至有沉积现象； (5) 静置，沉淀，得到絮凝提取物； (6) 干燥； 其中，所述纳米粉体材料的加入量为所述植物原料重量的3% -50% ;所述植物胶 的加入量为所述植物原料重量的1% -30% ;所述硼砂的加入量为所述植物原料重量的 2% _30%〇2. 根据权利要求1所述的提取天然抑菌剂有效成分的方法，其特征在于所述含有天然 抑菌有效成分的植物原料为辣木籽、苦参、黄芩、黄柏、地肤子、蛇麻子、土槿皮、山银花、茯 苓、火麻仁的一种或者多种。3. 根据权利要求1或2所述的提取天然抑菌剂有效成分的方法，其特征在于所述纳米 粉体材料为纳米二氧化钛、纳米氧化铝、纳米碳酸钙和纳米银的一种或者多种。4. 根据权利要求1或2所述的提取天然抑菌剂有效成分的方法，其特征在于所述植物 胶为瓜尔胶、香豆胶的一种或者两种。5. 根据权利要求1或2所述的提取天然抑菌剂有效成分的方法，其特征在于所述纳米 粉体材料的加入量为所述植物原料重量的3% -12%。6. 根据权利要求1或2所述的提取天然抑菌剂有效成分的方法，其特征在于所述植物 胶的加入量为所述植物原料重量的1% -15%。7. 根据权利要求1或2所述的提取天然抑菌剂有效成分的方法，其特征在于所述硼砂 的加入量为所述植物原料重量的2% -10%。8. 根据权利要求1或2所述的提取天然抑菌剂有效成分的方法，其特征在于所述纳米 粉体材料加入体系后搅拌时间为2-10小时。9. 根据权利要求1或2所述的提取天然抑菌剂有效成分的方法，其特征在于所述植物 胶加入体系后搅拌时间为1-5小时。10. 根据权利要求1或2所述的提取天然抑菌剂有效成分的方法，其特征在于搅拌速度 控制在60-300转/分。
【文档编号】D06M13/00GK105981748SQ201510230980
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年5月7日
【发明人】章向阳, 陈良
【申请人】博约生物科技(苏州)有限公司