发酵-淋溶联合从杜仲果壳中提取杜仲胶的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物技术领域，具体涉及一种利用发酵、淋溶的方法从杜仲果壳中提 取杜仲胶的方法，其中所提取得到的杜仲粗胶纯度能达到95%，具有分解速率增快，生产周 期短等特点。
【背景技术】
[0002] 杜肿胶是我国特有的资源，具有自身独特的性能，具有广泛的用途，是天然橡胶的 最佳替代品，具有巨大的开发前景。杜仲胶可主要用于航天、航海、国防和医药等行业，且能 够开发的领域和产品很多。我国是橡胶消费大国，天然胶资源的匮乏将严重制约我国橡胶 工业的发展，寻找其他可代替橡胶的资源迫在眉睫。国家对天然胶资源的需求目前已提高 至战略层次上，杜仲胶的产业化要求也越来越迫切，因此杜仲胶的产业化将是一个中长期 的发展目标。
[0003] 杜仲胶的提取方法目前分为化学法和生物法。化学法主要是通过酸碱对植物组织 产生的水解破坏作用，使组织结构变得疏松，便于胶体从结构中提取出来。化学法主要有溶 剂法(有机溶剂法、苯-甲醇法、溶剂-沉淀法、石油醚-乙醇法）、碱液浸提法、综合法等。化学 方法存在许多缺点:溶剂法是利用有机溶剂将原料中的胶浸提出来，原料处理不够充分，胶 不能完全浸出，且有机溶剂易燃、毒性大，安全性较差;碱液浸提法主要依赖碱洗除去杂质， 需大量的NaOH，成本高且环境污染严重，多次冲洗胶丝流失大，产率低。生物法有微生物发 酵法和酶解法，两者作用原理相同，都是通过纤维素木质素降解菌作用于原材料，经发酵或 者纤维素菌产生纤维素酶破坏纤维素组分。但是生物方法在单独使用时存在一定的缺陷， 即微生物发酵法存在发酵周期长等缺点，酶解法虽具有高效性、专一性等特点，但此法成本 较高。而且酶解法目前只有纤维素酶酶解成本相对较低，而木质素酶成本极高，几乎无法应 用。生物法在处理杜仲果壳(木质素含量高）时，分解木质纤维素结构产生比较细密的有机 碎肩附着在木质纤维素结构的表面，从而阻碍了微生物接解到新鲜的木质纤维基质，而出 现微生物老化现象不利于快速分解木质纤维素结构。
【发明内容】
[0004] 根据目前的研发现状，本发明中采用发酵-淋溶的方法从杜仲果壳中提取杜仲胶， 该方法先通过发酵分解果壳中的木质纤维，然后模拟降水进行淋溶以去除发酵分解得到有 机碎肩，减少有机碎肩附着带来的影响，从而加速了分解速率，大大缩短了生产周期。本发 明采用淋溶的方法，避免现有技术中高压水枪水洗过程中洗坏杜仲胶而带来的损失。再者， 发酵-淋溶过程中明显缩短生产周期，所得粗胶的纯度高，得到的精胶的提取率也相应大大 提升。
[0005] 本发明提供一种从杜仲果壳中提取杜仲胶的方法，其具体步骤为：
[0006] 步骤（1)接种球的制备:直径为1~5cm、孔径为0.5~2mm、多孔的玻璃陶瓷球置于 盛有特制的琼脂培养基的高压灭菌锅（120°C，1.2大气压）中灭菌，冷却后将球体表面的琼 脂用70摄氏度的热蒸馏水清洗，清洗后将球体在1L的白腐真菌发酵液中振荡培养7天，待 用；
[0007] 步骤(2)发酵:盛有10公斤杜仲果壳、孔径为3mm、体积为lm3的网箱置于已加入2L 白腐真菌发酵液的发酵池中浸没发酵，发酵温度为20~30°C，发酵周期为7~16天，发酵pH 值为4-7;
[0008] 步骤(3)淋溶阶段:将步骤(2)所述的装有发酵剩余物的网箱从发酵池中取出，加 入步骤（1)制备的接种球，细水流模拟降雨淋溶果壳8~16小时，直至清洗液为澄清状，每隔 30min将网箱翻转10次；
[0009] 步骤(4):将步骤(3)清洗完成后剩余的材料重复发酵一淋溶过程3次，每次淋溶结 束后，将其中的接种球取出，重复接种后再次利用，所得杜仲粗胶的纯度达到95%;
[0010] 其中，所述的白腐真菌发酵液是指白腐真菌的土豆葡萄糖液体；
[0011] 土豆葡萄糖液体具体制备过程为200g 土豆煮沸30min后进行过滤，滤液冷却后与 20g葡萄糖混匀的液体；
[0012] 所述的特制的琼脂培养基是指由土豆葡萄糖液体与20g琼脂制备的。
[0013] 一些实施例中，步骤(4)所得的杜仲粗胶与石油醚按重量比1:2在75°C水浴锅中提 取2小时，趁热过滤，提取次数为3次，合并滤液，-20°C冷冻放置至有白色丝状沉淀，过滤，再 用甲醇冲洗，即得杜仲精胶，纯度达到99.9%，提取率为20%。一些实施例中，甲醇的用量根 据具体情况决定。
[0014] -些实施例中，步骤(1)所述的接种球的直径为3cm。
[0015] 一些实施例中，步骤(2)发酵阶段的发酵温度为25°C，发酵周期为10天。
[0016] 一些实施例中，步骤(3)所述淋溶阶段的淋溶时间为12小时。
[0017] 在步骤（1)中，接种球清洗后，保证球体表面无多余的残留培养基，而孔隙内的培 养基又保存完整，易于后期发酵菌的着床。玻璃陶瓷球的孔径，范围不能过大，过大接种菌 不能附着，优选〇. 5~2mm。接种球的直径优选1-5cm，在4~5cm接种后，菌种的负重不牢靠， 易脱落，优选在1~3cm。但直径在l、2cm时，由于球体过小，导致后续的淋溶阶段效果较差， 粗胶纯度较低。清洗后的球体冷却后在已加入白腐真菌发酵液的1L锥形瓶中振荡培养。
[0018] 在步骤(2)中所述的发酵，除了白腐真菌，能够用于发酵的菌类均可适用。本发明 中白腐真菌在发酵中所使用的培养液为土豆葡萄糖液。土豆葡萄糖液具体制备过程为200g 土豆煮沸30min后进行过滤，滤液冷却后与20g葡萄糖混匀后得到的液体。另外，本发明所用 到的菌类均为白腐真菌，菌类的培养基均为土豆葡萄糖液的培养基。
[0019] 在步骤(3)所述的淋溶阶段，相对于现有技术中的高压水栗或高压水枪冲洗，细水 模拟降雨淋溶能有效的减少杜仲胶的流失，大大提高杜仲胶的提取率。网箱中添加的接种 球，一方面可以增加摩擦力将有机碎肩更快去除；另一方面可以弥补因淋溶而损失的活性 发酵菌。一些实施例中，添加的接种球为30个。淋溶时间在8~16小时。一些实施例的淋溶时 间为12小时。具体时间参考淋溶的洗出液情况，洗出液为澄清状即可。淋溶过程中材料的混 匀，通过将网箱进行翻转实现。本发明中的淋溶作用是指一种通过细水模拟降雨，雨水下 渗，发酵剩余物上脱离的碎肩随细水流走的作用。细水模拟降雨的量及强度在小雨至中雨 的降雨量及强度之间。
[0020] 获得的杜仲胶的纯度采用天然生橡胶杂质含量测定的方法测定。将试样剪成条 状，放入容器中，加入含〇.5g硫醇基苯并噻唑的橡胶溶剂150mL，加热至溶解。然后趁热用已 恒重的孔径为45μπι的滤筛过滤，滤筛使用前要先用洁净溶剂润湿。将残留有