一种利用生物技术提取茶皂素的方法技术

本发明专利技术属于有机化学技术领域，公开了一种利用生物技术提取茶皂素的方法，所述利用生物技术提取茶皂素的系统包括：粉碎模块、杀菌模块、混合模块、络合处理模块、解络分离模块、纯化模块。本发明专利技术提供的提取方法检测结果表明，得到的茶皂素纯度高达98％以上，提取率能够达到30％；同时通过纯化模块用胆固醇在茶皂素的纯化过程中没有损失，可反复利用，不会显著增加茶皂素的纯化成本，茶皂素的纯化成本主要来源于萃取过程的能源消耗，还能解决现有技术中溶剂回收困难的问题，操作简单、成本低，提纯效率高(纯度为95％～98％)，适合工业化放大生产。

【技术实现步骤摘要】
一种利用生物技术提取茶皂素的方法
本专利技术属于有机化学
，尤其涉及一种利用生物技术提取茶皂素的方法。
技术介绍
茶皂素又名茶皂甙，是由茶树种子(茶籽、茶叶籽)中提取出来的一类糖苷化合物，是一种性能良好的天然表面活性剂，它可广泛应用于轻工、化工、农药、饲料、养殖、纺织、采油、采矿、建材与高速公路建设等领域。制造乳化剂、洗洁剂、农药助剂、饲料添加剂、蟹虾养殖保护剂、纺织助剂、油田泡沫剂、采矿浮选剂以及加气混凝土稳泡剂与混凝土外加剂——防冻剂等。然而，现有茶皂素提取纯度不高，提取操作复杂。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)现有茶皂素提取纯度不高，提取操作复杂。(2)茶皂素粗提处理存在提取率低，增加了提取成本。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种利用生物技术提取茶皂素的方法。本专利技术是这样实现的，一种利用生物技术提取茶皂素的方法，所述利用生物技术提取茶皂素的方法包括以下步骤：步骤一，通过粉碎模块将茶籽粕进行粉碎；将粉碎的茶籽粕进行杀菌、消毒，加入纯净水制成水溶液；所述杀菌采用二氧化碳杀菌模型：采用响应曲面法的Box－Behnken模块进行组合，三因素三水平，定义处理时间、温度和压力为自变量，其真实值分别以X1、X2和X3表示，编码值分别以x1、x2和x3表示，存在关系xi＝(Xi－X0)/△X，式中X0为自变量的真实值，△X为自变量的变化步长；定义HPCD杀灭乳酸菌的数量级Y为响应值，Y＝lgN0/Nt，式中N0为肉样的初始菌数，Nt为HPCD处理后肉样的残存菌数，建立模型的回归方程式表示：其中，β0：截距；βj：斜率；εi：误差；i＝1，2，…n；yi为已除去误差值的预测值；步骤二，通过混合模块将茶籽粕水溶液与提取液混合，进行粗提处理，得到茶皂素提取液；粗提处理的工艺条件为提取温度53℃，乙醇浓度45％，时间95min，液固比10.5；步骤三，通过络合处理模块将茶皂素提取液与甾醇类络合剂混合，采用络合模型进行络合处理，得到茶皂素络合物；所述络合模型颗粒表面上每个点P与其8-邻域点构成一个微曲面，根据微分几何的曲面论理论，曲面参数方程为z＝z(x，y)，其中，x、y为该点在图像矩阵中的坐标，则该点处的高斯曲率K和平均曲率H为：式中，k1和k2为该点处的主曲率，分别表示最大曲率和最小曲率；p、q表示一阶导数，r、s、t表示二阶导数；步骤四，通过解络分离模块将茶皂素络合物与解络溶剂混合，进行解络分离处理，得到茶皂素；步骤五，对茶皂素进纯化。进一步，提取液为甲醇、乙醇、水、正丙醇、异丙醇和丁醇中的一种或多种。进一步，茶籽粕与提取液的用量比为1g：1mL～12mL。进一步，粗提处理包括：将茶籽粕与提取液混合后依次进行加热、过滤，得到茶皂素提取液；加热的温度为50℃～110℃，时间为1h～3h。进一步，纯化方法包括：1)按11～15g：100mL的用量比，将茶皂素粗品溶于体积分数为80％的醇溶液中，离心处理，取上清液；2)将上清液置于索氏提取烧瓶中，按茶皂素粗品：胆固醇＝11～15：7～12的质量比，取胆固醇，用滤纸包好，转入索氏萃取管中，加热回流萃取6～7h后，冷却至室温，将萃取液过滤，洗涤，得到茶皂素-胆固醇复合物；3)将茶皂素-胆固醇复合物干燥至恒重，冷却后用滤纸包好，装入索氏萃取管中，向索氏烧瓶中加入萃取剂，加热回流萃取5～6h，冷却后，从索氏萃取管中得到经过纯化处理的茶皂素，纯度为95％～98％。本专利技术的另一目的在于提供一种实现所述利用生物技术提取茶皂素的方法的利用生物技术提取茶皂素的系统，所述利用生物技术提取茶皂素的系统包括：粉碎模块、杀菌模块、混合模块、络合处理模块、解络分离模块、纯化模块；粉碎模块，与杀菌模块连接，用于将茶籽粕进行粉碎；杀菌模块，与粉碎模块、混合模块连接，用于将粉碎的茶籽粕进行杀菌、消毒，加入纯净水制成水溶液；混合模块，与杀菌模块、络合处理模块连接，用于将茶籽粕水溶液与提取液混合，进行粗提处理，得到茶皂素提取液；络合处理模块，与混合模块、解络分离模块连接，用于将所述茶皂素提取液与甾醇类络合剂混合，进行络合处理，得到茶皂素络合物；解络分离模块，与络合处理模块、纯化模块连接，用于将所述茶皂素络合物与解络溶剂混合，进行解络分离处理，得到茶皂素；纯化模块，与解络分离模块连接，用于对茶皂素进纯化。本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术提供的提取方法通过印迹效应，使茶皂素与甾醇类络合剂络合得到固体，而其他杂质不发生络合，从而实现化学反应层面的分离，再通过解络得到高纯度的茶皂素。检测结果表明，本专利技术提供的提取方法得到的茶皂素纯度高达98％以上，提取率能够达到30％；同时通过纯化模块用胆固醇在茶皂素的纯化过程中没有损失，可反复利用，不会显著增加茶皂素的纯化成本，茶皂素的纯化成本主要来源于萃取过程的能源消耗，还能解决现有技术中溶剂回收困难的问题，操作简单、成本低，提纯效率高(纯度为95％～98％)，适合工业化放大生产。本专利技术的杀菌采用二氧化碳杀菌模型显著性好、准确度高，各显著因子间独立性好，能够很好地表达HPCD在不同条件下的乳酸菌的杀菌作用；同时，对显著因子影响杀菌效果的分析结果表明，温度和压力均能增强杀菌作用，影响极其显著。本专利技术粗提处理的工艺条件为的提取率为81.92％±0.59％。本专利技术的颗粒表面电荷的非均匀分布，更接近天然的吸附特性。附图说明图1是本专利技术实施提供的利用生物技术提取茶皂素的方法流程图。图2是本专利技术实施提供的利用生物技术提取茶皂素的系统结构框图。图2中：1、粉碎模块；2、杀菌模块；3、混合模块；4、络合处理模块；5、解络分离模块；6、纯化模块。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。如图1所示，本专利技术提供的一种利用生物技术提取茶皂素的方法包括以下步骤：步骤S101，通过粉碎模块将茶籽粕进行粉碎；通过杀菌模块将粉碎的茶籽粕进行杀菌、消毒，加入纯净水制成水溶液；步骤S102，通过混合模块将茶籽粕水溶液与提取液混合，进行粗提处理，得到茶皂素提取液；步骤S103，通过络合处理模块将所述茶皂素提取液与甾醇类络合剂混合，进行络合处理，得到茶皂素络合物；步骤S104，通过解络分离模块将所述茶皂素络合物与解络溶剂混合，进行解络分离处理，得到茶皂素；步骤S105，通过纯化模块对茶皂素进纯化。如图2所示，本专利技术提供的利用生物技术提取茶皂素的系统包括：粉碎模块1、杀菌模块2、混合模块3、络合处理模块4、解络分离模块5、纯化模块6。粉碎模块1，与杀菌模块2连接，用于将茶籽粕进行粉碎；杀菌模块2，与粉碎模块1、混合模块3连接，用于将粉碎的茶籽粕进行杀菌、消毒，加入纯净水制成水溶液；混合模块3，与杀菌模块2、络合处理模块4连接，用于将茶籽粕水溶液与提取液混合，进行粗提处理，得到茶皂素提取液；络合处理模块4，与混合模块3、解络分离模块5连接，用于将所述茶皂素提取液与甾醇类络合剂混合，进行络合处理，得到茶皂素络合物；解络分离模块5，与络合处理模块4、纯化模块6连接，用于将所述茶皂素络合物与解络溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用生物技术提取茶皂素的方法，其特征在于，所述利用生物技术提取茶皂素的方法包括以下步骤：步骤一，通过粉碎模块将茶籽粕进行粉碎；将粉碎的茶籽粕进行杀菌、消毒，加入纯净水制成水溶液；所述杀菌采用二氧化碳杀菌模型：采用响应曲面法的Box－Behnken模块进行组合，三因素三水平，定义处理时间、温度和压力为自变量，其真实值分别以X1、X2和X3表示，编码值分别以x1、x2和x3表示，存在关系xi＝(Xi－X0)/△X，式中X0为自变量的真实值，△X为自变量的变化步长；定义HPCD杀灭乳酸菌的数量级Y为响应值，Y＝lgN0/Nt，式中N0为肉样的初始菌数，Nt为HPCD处理后肉样的残存菌数，建立模型的回归方程式表示：

【技术特征摘要】
1.一种利用生物技术提取茶皂素的方法，其特征在于，所述利用生物技术提取茶皂素的方法包括以下步骤：步骤一，通过粉碎模块将茶籽粕进行粉碎；将粉碎的茶籽粕进行杀菌、消毒，加入纯净水制成水溶液；所述杀菌采用二氧化碳杀菌模型：采用响应曲面法的Box－Behnken模块进行组合，三因素三水平，定义处理时间、温度和压力为自变量，其真实值分别以X1、X2和X3表示，编码值分别以x1、x2和x3表示，存在关系xi＝(Xi－X0)/△X，式中X0为自变量的真实值，△X为自变量的变化步长；定义HPCD杀灭乳酸菌的数量级Y为响应值，Y＝lgN0/Nt，式中N0为肉样的初始菌数，Nt为HPCD处理后肉样的残存菌数，建立模型的回归方程式表示：其中，β0：截距；βj：斜率；εi：误差；i＝1，2，…n；yi为已除去误差值的预测值；步骤二，通过混合模块将茶籽粕水溶液与提取液混合，进行粗提处理，得到茶皂素提取液；粗提处理的工艺条件为提取温度53℃，乙醇浓度45％，时间95min，液固比10.5；步骤三，通过络合处理模块将茶皂素提取液与甾醇类络合剂混合，采用络合模型进行络合处理，得到茶皂素络合物；所述络合模型颗粒表面上每个点P与其8-邻域点构成一个微曲面，根据微分几何的曲面论理论，曲面参数方程为z＝z(x，y)，其中，x、y为该点在图像矩阵中的坐标，则该点处的高斯曲率K和平均曲率H为：式中，k1和k2为该点处的主曲率，分别表示最大曲率和最小曲率；p、q表示一阶导数，r、s、t表示二阶导数；步骤四，通过解络分离模块将茶皂素络合物与解络溶剂混合，进行解络分离处理，得到茶皂素；步骤五，对茶皂素进纯化。2.如权利要求1所述的利用生物技术提取茶皂素的方法，其特征在于，提取液为甲醇、乙醇、水、正丙醇、异丙醇和丁醇中的一种或多种。3.如权利要求1所述的利用生物技术提取茶皂素的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐鹏程，朱龙军，王文渊，张琼宇，李贝晶，杨宇虹，唐守勇，胡晓军，
申请(专利权)人：永州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43