油茶饼粕中茶皂素的提取及固体发酵的初步研究

1、前言我国是世界油茶产量最高，栽培面积最大，品种最丰富的国家，主要分布在湖南、湖北、广东、广西、福建、江西等省。我国现有油茶面积40000km2，据不完全统计，全国每年产茶籽约650kt，榨油后的茶籽饼在400kt，以上。过去多用作燃料或肥料，也有作废弃物弃掉。据分析，茶籽饼的主要成分为残留茶油5%8%，茶皂素约10.6%，蛋白质约10.2%1。茶皂素本身是一种有多种用途的化工和医药原料。利用茶籽饼提取皂素，原料丰富便宜，既提高了茶籽饼的再利用性，又能得到价值较高的茶皂素，有很好的经济效益。茶皂素是一类齐墩果烷型五环三菇类皂苷化合物，基本结构由三萜皂苷、结构糖、结构酸组成。茶皂素的提取方法有水浸

2、法、水提取沉淀法、水提醇萃法、吸附树脂分离法、超声波法和微波辐射法等提取方法。本文通过大量的文献来分析比较各种茶皂素的提取方法来选择最优的提取方法，以利于生产实践的需要，获得以最小的代价获得纯度实用性更高的成品，以及原材料的充分应用。油茶粕中含有10%左右的粗蛋白。具有一定的开发利用价值。但作为饲料，其能值低，营养不平衡。且有一定毒性。利用微生物发酵，可以提高蛋白质的含量，Noltc等人早在1940年代就对柑桔果皮进行了发酵培养研究，但早期主要采用液态培养，一直到1970年代才有人利用固态堆积发酵法，以后对玉米渣、白酒渣、甜菜渣等进行了固态发酵，并取得了一定成果。本文在脱毒的基础上，对油茶饼粕

3、固态发酵的菌种进行了选择，对发酵工艺进行了研究，目的在于为进一步利用油茶饼粕提供科学依据。1.油茶饼粕中茶皂素的理化特性和用途1.1 茶皂素的理化特性茶皂素（图1）属于三萜类皂角甙，具有苦辛辣味，刺激鼻腔粘膜引起喷嚏，纯品为白色微细柱状晶体，吸湿性强，对甲基红呈酸性，难溶于无水甲醇、乙醇，不溶于乙醚、丙酮、苯、石油醚等有机溶剂，易溶于含水甲醇、含水乙醇、以及冰醋酸、醋酐、吡啶等。茶皂甙溶液中加入盐酸，酸性时，皂甙就沉淀2。熔点：223224。其基本结构包括配基、糖体及有机酸。茶皂素属于五环三萜类，此类结构的化合物较多，他们具有-香树素骨架，也可为齐墩果烷的衍生物，具有多氢聚五环。茶皂素配基与有

4、机酸的结合形式是配基环上的羰基与有机酸结合，包括与当归酸、醋酸等结合成酯。茶皂素的糖体部分包括葡萄糖醛酸，阿拉伯糖，木糖和半乳糖，它与配基上的羰基则以甙键形式相结合。提纯后的茶皂素是一种无色微细状晶体，分子式C57H90O26，分子量为1032，元素分析值C：59.93%，H：7.09%，水溶液呈茶褐色，无不溶物。1.2 茶皂素的用途茶皂素是从山茶科植物的种子中提取的一种糖式化合物，它属皂素类，是一种天然非离子型表面活性剂。经检测，茶皂素具有良好的乳化、分散、发泡、湿润等功能，并且具有消炎、镇痛，抗渗透等药理作用3。茶皂素产品为淡黄色的微细粉末，广泛应用于洗涤，毛纺、针织、医药、日用化工行业等

5、生产4。在固体型农药中作为湿润剂和悬浮剂，在乳油型农药中作为增效剂与展着剂，也可直接作为生物药。 茶皂素作为农药湿润剂可提高可湿性粉剂的湿润性能和悬浮率(75%)，作为一种天然的非离子型表面活性剂，加入到农药中使用，明显改善农药药液的理化性质，提高药剂在靶标上有效积量，使之有助于农药药效的充分发挥，因此，使用效果可得到提高7。作为农药湿润剂突出优点是湿润速度快，分散性能强，中性偏酸，不会引起农药分解，有利于农药的贮存。这些都是合成表面活性剂所无法与之相比的。目前，茶皂素已广泛用于多效唑、异丙威、乙磷铝、三环唑等农药的湿润剂。 茶皂素是水剂或可溶性粉剂农药的优良助剂，能改善农药的物理性能，提高药

6、液在生物或植物体表的附着力，起到对农药的增效作用5,6。茶皂素能自动降解，无毒害，它在分离过程中，不会对农药的化学性能产生影响，有利于农药的贮存。茶皂素已大量用于除草剂草甘膦、杀虫剂杀虫双上，特别是用在草甘膦上，充分发挥了草甘膦的优良性能，提高其在植物上的附着力和吸湿性，提高药液的渗透力，而且由于茶皂素的良好生物活性，还能提高草甘膦的生物活性。 茶皂素由于有良好的生物活性，与杀虫单、马拉硫磷、灭多威、功夫菊酯、尼索朗、速螨酮、烟碱、乐果、鱼藤酮混配分别对防治菜缢管蚜、小菜蛾、柑桔全爪螨等，有明显的增效作用。 茶皂素对菜青虫具有一定胃毒和较强的忌避作用，且浓度越高，忌避越强，对防治菜青虫危害包心

7、菜有一定效果。在园林花卉上用作杀虫剂防治地下害虫，如地老虎、线虫等害虫。还对危害水稻的福寿螺和蜗牛、钉螺等均有良好的毒杀效果。2.油茶饼粕中茶皂素的各种提取方法2.1水提法我国在20世纪50年代就有人开始水提法的研究，传统的水提法基本工艺:茶饼粕用6号汽油溶剂脱脂后，用热水浸泡得浸提液，分离除去粗渣，加入沉淀剂除去细渣，真空蒸发浓缩浸提液，得液体茶皂素，喷雾干燥可得粉末状茶皂素10。长时间热水浸泡使得茶皂素水解变质，大量杂质溶解，还会使淀粉糊化、蛋白质胶体化，造成杂质分离困难，因此所得茶皂素纯度低、水溶性杂质多，颜色呈深褐色。真空蒸发浓缩水溶剂不仅难度大，而且能耗高。水提法简单实用，设备投资少

8、，但从目前来看，依然没有实现水提法生产茶皂素产品的工业化。通过设定不同的条件来提高提取茶皂素的提取效率，可以通过如下两个实例研究如何提高水提法的效率。实例1：称取脱脂的油茶籽饼粕6kg，经粉碎机粉碎后，用化学处理法抑制茶粕粉中水解酶的活性;用55自来水12kg浸泡1.5h;用三足式离心机分离固液相后，再将残渣按上述方法浸泡1次，总共得滤液22.4kg；使滤液通过5000r/min的高速离心分离机，经10min后得轻相和重相;将重相经过压滤机，并将滤液汇兑入轻相，总共得澄清的提取液21.6kg，滤渣0.8kg8。纳滤膜的活性膜层为磺化聚砜，截留分子质量1000，膜面积2m2，进口压力为0.5MP

9、a，经1h纳滤分离后得到浓缩物2.5kg，纳滤液19.1kg，浓缩物中干物质为22.4%。喷雾干燥后得到含量为85.3%的茶皂素0.56kg。纳滤法可以使提取液由21.6kg，浓缩到为2.5kg，得到的浓缩液最后可直接进行喷雾干燥。整个过程茶皂素损失率为27.7%。实例2：称取油茶籽饼粕10kg，经粉碎机粉碎后，用化学处理法抑制、消除茶粕粉中水解酶的活性，用60自来水20kg浸泡2.0h；用三足式离心机分离固液相后，再将残渣按上述方法浸泡1次，总共得滤液36.8kg；使滤液通过5000r/min的高速离心分离机，经17min后得到轻相和重相；将重相经过压滤机，将滤液汇兑入轻相，总共得澄清的提取

10、液35.6kg，滤渣1.2kg。纳滤膜的活性膜层为磺化聚砜，截留分子质量1000，膜面积2m2；进口压力为0.4Mpa，经2h纳滤分离后得到浓缩物4.2kg，纳滤液31.4kg，浓缩物中干物质为21.8%。喷雾干燥后得到含量为82.1%的茶皂素0.92kg。纳滤法使提取液体积由35.6kg变为4.2kg，得到的浓缩液最后可直接进行喷雾干燥。整个过程茶皂素损失率为31.8%。从2个实例来看:本研究提出的新工艺工艺过程简单、设备投资和生产成本低、能耗少，所得茶皂素产品纯度达80%以上，呈淡黄色，茶皂素得率为70%，完全适合于工业化生产。2.2乙醇提取法 工艺流程与提取方法用茶籽为原料提取高纯度茶皂

11、素的关键之一是尽量除去茶油。为此我们设计了两步法去油，即在原料预处理时通过加入适量丙酮提出绝大部分茶油，再将乙醇提取的浓缩液与丙酮混合以除掉残留茶油及有色物质9。 提取工艺称取压碎的茶籽40g，置于250ml磨口三颈烧瓶中，加入200ml丙酮，搅拌回流，浸提2小时，冷却后过滤。残渣用相同方法再浸提一次。将浸提液蒸馏回收丙酮，同时得到浅黄色的茶油。将上述所得的残渣放入干燥箱中干燥过夜，置于洁净的标准磨口三颈烧瓶中，加入300ml无水乙醇，搅拌加热回流3小时，迅速趁热过滤，并用50ml沸腾的无水乙醇分两次洗涤残渣，最后得到浸提液500ml左右2。将上步滤液浓缩至20ml左右，回收乙醇并用氧化钙处理

12、，以作为下步提取剂。然后加入30ml丙酮，温热搅拌一段时间后过滤、洗涤。将上述所得的滤渣转移到真空干燥箱中，50干燥12小时左右，称重，得产品茶皂素。 结果与讨论为了准确测定原料茶籽及产品中茶皂素含量，采用文献的分析方法9。将丙酮充分除油后的茶籽粉用500ml乙醇分5次浸提各2h，合并滤液后制得粗产品。将充分干燥后的粗产品进行索氏提取得纯茶皂素。分析结果见表1。表1 原料茶籽中茶皂素含量测定实验编号茶籽用量/ g茶枯质量/ g皂素质量/ g皂素含量/ %平均含量/ %140.022.14.5611.411.3240.021.94.4511.1340.022.44.5111.3 取任意一份浸提残

13、渣再加入50ml无水乙醇回流3h，得粗产品0.2g左右，说明五次浸提基本已将茶皂素提完，损失不超过0.5%。这与文献报道值是基本吻合的4，5。按照前述提取步骤，选择不同质量浓度的乙醇作溶剂，考察其对产品收率和纯度的影响得到表2结果。实验发现，乙醇浓度低时，提取液浓缩困难且起泡现象严重，而无水乙醇作溶剂时对产品收率和纯度均有明显的优势。表2 乙醇浓度对产品收率和纯度的影响茶籽用量/ g乙醇用量/ml乙醇浓度/%产量/g收率/%纯度/%30.0250501.966.561.330.0250902.267.579.530.0250952.568.580.230.025099.72.889.481.2

14、通过改变溶剂用量探讨原料茶籽与溶剂的合理配比的结果(表3)可以看出，从产品收率、纯度及经济因素等综合考虑，当原料茶籽为40g时选取无水乙醇在300ml左右比较适宜。表3 提取剂乙醇用量对产品收率和纯度的影响茶籽用量/ g乙醇用量/ ml产量/ g收率/ %纯度/ %40.01002.857.178.140.02003.318.378.740.03003.889.780.140.04003.909.880.340.05004.0310.181.7回流时间的长短将直接影响产品的收率，为此我们研究了不同回流时间对产品收率和纯度的影响得到表4的结果。显然，从总体上说回流时间愈长收率愈高，但在回流时间超

15、过3h后收率增长趋缓17。因此，从工艺上考虑以回流时间为3h比较合适。另外，根据文献6，7报道初步进行了皂素沉淀剂的选择实验。由于在本实验情况下必须选择即能很好地沉淀皂素同时又能除掉残油的有机溶剂，且该溶剂还能与乙醇能较方便分离，因此实验中考察了乙醚和丙酮作为沉淀剂对产品沉淀的影响得到表5的结果，初步认为丙酮较佳。表4 回流时间对产品收率的影响茶籽用量/ g乙醇用量/ ml回流时间/ h产量/ g收率/ %40.03001.03.258.140.03002.03.488.740.03003.03.889.740.03004.03.929.840.03005.03.939.8表5 不同沉淀剂对产

16、品纯度的影响沉淀剂沉淀状况分离难易产品颜色沉淀剂损失产量损失乙醚颗粒较细难浅黄2.0%74.2%丙酮颗粒较大易灰白1.0%80.5%无沉淀剂呈絮状难黄0.0%70.0%2.3 超声波提取法 实验材料脱壳油茶饼粕：采用脱壳制油工艺获得。无水乙醇、丙酮、浓盐酸等均为分析纯。主要实验仪器有超声波细胞粉碎机、旋转蒸发仪、大功率电动搅拌器、调温恒温电热套。 实验方法实验流程：油茶饼粕粉碎超声波提取过滤干燥茶皂素。称取100g脱壳茶籽饼粕，粉碎过20目筛，然后浸泡于一定体积的乙醇溶液中，搅拌均匀后装入合适的容器中，将容器固定于反应架上，启动超声波细胞粉碎机，并设置不同提取时间、乙醇浓度、料液比、超声功率及

17、提取液温度等参数，进行提取，浸提完毕后，进行分离过滤，所得滤液用旋转蒸发仪浓缩并干燥得茶皂素，称重，测定油茶皂素的含量以及提取率。定量分析方法油茶饼粕中的茶皂素测定采用重量法9，油茶皂素的提取率(%)=(提取所得茶皂素量/原饼粕中茶皂素含量)×100%。 结果与讨论超声波提取时间对茶皂素提取率的影响型超声波细胞粉碎机的超声频率为20kHz，因此在实验中均采用该频率。在超声功率为800W，乙醇浓度为80%，料液比为14，溶液的提取温度保持在50条件下，考察在不同超声波提取时间对茶皂素提取率的影响16。超声提取时间对茶皂素提取率的影响从实验中可以看出随着超声提取时间的增加，茶皂素的提取率

18、也随之提高，当超声提取时间达到20min时，茶皂素提取率最高为95.9%。而当提取时间进一步增加时，茶皂素的提取率并没有提高10。由于饼粕颗粒内部茶皂素的溶解和扩散均需要一定的时间，所以延长超声波作用时间，有利于提取完全。但是随着提取时间的延长，溶剂中的茶皂素浓度达到一定水平时，传质动力减少，提取率不会继续提高，可见存在一个最佳的超声提取时间。（1）乙醇浓度对茶皂素提取率的影响超声频率为20kHz，超声功率为800W，料液比为13，超声提取时间为20min，溶液的提取温度保持在50，考察不同乙醇浓度对茶皂素提取率的影响。研究表明随着乙醇浓度的提高，茶皂素提取率有所提高，80%时乙醇溶液达到最佳

19、的提取效果，提取率为95.15%。这说明乙醇溶液提取茶皂素的效果要好于纯水或低浓度乙醇溶液，因为油茶饼粕中的蛋白质、淀粉、可溶性多糖等杂质在水中容易被浸出，造成溶液浓度增加，形成粘度较大的料浆，影响了超声波的作用效果。而提高乙醇浓度可以减少大量杂质的浸出，提高了茶皂素的提取率。（2）料液比对茶皂素提取率的影响一般情况下，悬浮液的料液比较大时，固液相的相对运动就越快，从而提高溶质的浸提效果。在超声频率为20kHz，超声功率为800W，超声提取时间为20min，乙醇浓度80%，溶液的提取温度保持在50条件下，考察不同料液比对茶皂素提取率的影响。通过研究发现料液比从12增加至14时，茶皂素的提取率逐

20、渐提高，料液比为14时提取率为95.25%。尽管高料液比可以提高传质推动力，加快浸取速度，但是结果表明料液比的进一步增大，提取率并没有继续提高，同时料液比的增加使浸取液中溶质浓度变低，使溶剂回收或浓缩溶液的工作量加大，因此应当选择合适的料液比。超声功率对茶皂素提取率的影响考虑超声波与介质相互作用程度时，超声功率是一重要因素，在超声频率为20kHz，料液比为14，超声提取时间为20min，乙醇浓度为80%，溶液的提取温度保持在50条件下，考察不同超声功率对油茶皂素提取率的影响从研究结果可以看出超声功率对茶皂素提取效果的影响并不显著，因此在小试中800W的超声功率已经达到良好的提取效果13。提取溶

21、液温度对茶皂素提取率的影响超声频率为20kHz，料液比为14，超声功率为800W，超声提取时间为20min，乙醇浓度为80%，在不同提取溶液温度下，油茶皂素提取率的影响，溶质在溶剂中的溶解度一般都是随着温度的升高而增大，升高温度，浸取液的溶质浓度会增加，同时由于温度上升也导致溶液的粘度下降、扩散系数增大，从而促使浸取速度增快。但是温度过高对超声换能器的压电性能会有影响，通常在实际操作中物料的温度不超过50发现研究提取温度为50时，茶皂素的提取率为94.88%，当温度超过50时，茶皂素的提取率下降。根据以上实验结果，采用最佳实验参数进行验证实验。所采用的参数为超声频率20kHz，超声提取时间20

22、min，乙醇浓度80%，料液比14，超声功率800W，提取溶液温度50，在此条件下其茶皂素的提取率为96.1%。2.4 微波辐射提取法 材料油茶饼粕 实验仪器试剂微波化学实验仪、电热恒温鼓风干燥箱、型旋转蒸发仪、水循环真空泵、电子天平、傅里叶变换红外光谱仪。无水乙醇、正丁醇、95乙醇。 材料的预处理将茶籽饼研碎，过40目筛，在50下恒温干燥。称取10g茶籽饼粉末于50mL烧杯中，加入一定体积的浸提液，搅拌浸泡，使茶饼粉与浸提液充分混合浸润一定的时间。将微波炉的功率调至最低档，将茶饼粉与浸提液的混合物进行一段时间的微波辐射。在进行微波辐射的过程中，为防止物料喷溅出来，采用了连续回流的装置，放入微

23、波炉中进行辐射。将上述混合物趁热抽滤，并用20mL热水洗涤，取滤液，进行减压蒸馏，至原体积的1/21/3，用60mL正丁醇分3次萃取，将萃取液浓缩至少量液体后，转入烧杯中，将其置于通风厨内，使正丁醇自然挥发得产品。称重、计算产率。分别改变乙醇用量、辐射时间和浸泡时间等因素，得出最佳提取条件。产率=(茶皂素质量/茶饼粉质量) ×100%8。 实验条件研究辐射时间与料液比对产率的影响利用微波辐射法提取天然产物时，不同种类的植物所需的微波辐射时间不同，且辐射时间的长短也与含水量有关，较干的物料需要较长的时间。本实验中，95%乙醇在微波辐射1min时出现沸腾现象，但为了充分提取产品，又防止物

24、料喷溅，则采用了连续回流装置以适当延长辐射时间，本实验选取3min、6min、9min等3个时间条件对物料进行辐射11。而不同的乙醇用量在浸提过程中对茶皂素的提取程度有一定的影响，故本实验所用的乙醇用量，选为70mL、80mL、90mL。本文设计了辐射时间、浸泡时间和料液比3个因素、3个水平正交实验表安排实验，所以影响产率的主要因素为辐射时间，其次是乙醇用量，影响最小的是浸泡时间。因此，本文可以得出用95%乙醇做浸提液，来提取茶皂素的最佳工艺条件是：原料浸泡5h，95%乙醇用量80mL，微波辐射6min。不同浸提液对产率的影响在微波辐射中，为避免物料吸收过多热量，内部温度过高，使刚提取出的产物

25、受热分解，降低产率，应尽量选择对微波辐射高度透明的溶剂作为浸提液。研究不同浸提液在正交实验分析得出的最佳工艺条件下提取得到的产率及产品颜色10。研究发现正丁醇所得的产率最高，而无水乙醇所得产率最低，这是因为茶皂素易溶于正丁醇、甲醇及含水乙醇，而难溶于无水乙醇。对于提取出的茶皂素的纯度来说，浸提液中的水会溶解其他物质增大杂质含量，所以含水乙醇的含水量越低，提取的茶皂素晶体的纯度越高，而正丁醇作为浸提液，因其不含水分所以提取出的茶皂素质量较好，但是正丁醇的价格昂贵，提取成本高，而且正丁醇有一定的毒性，对人体有害。相较而言，95%乙醇得到的产率、质量虽然稍低一些，但其价格便宜，而且无毒，经过简单的提

26、纯后也可以得到较好质量的产品，因此本次实验选择95%乙醇作为浸提液。3.各种茶皂素提取方法研究总结研究四种提取茶皂素的方法发现超声波提取法与微波提取法有很多相似之处，在进行统计的时候这两种方法只研究一种。研究结果见表6。结果表明采用超声波和微波提取茶皂素效果要优于水浸提法和乙醇溶液浸提法。水浸提法和乙醇溶液浸提法的提取时间为3h，而超声波提取只需要20min，时间明显缩短，仅为原先的1/9。从能耗上相比较，超声波法所消耗的能量为水提法和乙醇溶液浸提法的17.8%。同时超声波法所提取的茶皂素纯度为58.28%，比水提法和乙醇溶液浸提法高，这有利于后续茶皂素的提纯17。一般情况下，水浸提法和乙醇溶

27、液浸提法的提取次数为35次，而超声波法提取茶皂素的效率非常高，一次性得率能达到95%以上，可以减少提取次数，因此更加节约了试剂和能耗。不过将实验结果应用于工业生产之中还有一定的距离，因为生产用的大功率的超声波、微波装置成本过高。表6 各种茶皂素提取方法的技术参数研究项目水提法乙醇提取法超声波提取法溶剂水80%乙醇80%乙醇提取方法电加热电加热超声波提取时间3h3h20min能耗/皂素含量18.5641.6258.28茶皂素得率75.6184.5295.894.油茶饼粕的固体发酵初步实验研究4.1材料油茶饼粕 发酵菌种：黑曲霉 毛霉 少孢根霉4.2实验方法菌种培养基采用

28、PDA培养基+油茶饼粕发酵培养基按以下比例调配而成：脱皂油茶饼粕比例为85%，麦麸为12%，葡萄糖为2%，(NH4)2SO4为1%，用水调至含水量为6070%18。固态发酵按以下流程进行：菌种斜面试管活化液体培养接种固态发酵。固态发酵用454g卷封式罐头瓶，每瓶装250g固态发酵培养基，接液体菌种10ml，在2528下培养。蛋白质含量测定采用凯氏微量定氮法；粗纤维含量测定利用称重法。4.3研究结果 不同脱毒方法对发酵底物营养成分的影响油茶饼粕经粉碎过20目筛后，采用热水和乙醇两种脱皂方法进行脱皂。热水脱皂法是将粉碎过筛后的油茶饼粕加23倍清水，煮沸2.h，不断搅拌，以防止焦灼，然后用布袋过滤，

29、滤渣在清水中浸泡24.h，除去上层清液，过滤，干燥备用。乙醇脱皂法是将粉碎过筛后油茶饼粕加人2倍无水乙醇，置70水浴中保温8h，不时搅拌，然后过滤除去乙醇，干燥备用19。对脱皂后的饼糖进行油茶皂素含量和主要营养成分含量分析。从研究结果看出，油茶饼粕经脱皂处理后，主要营养成分均有不同程度的变化，总糖都呈下降的趋势，而且以热水脱皂处理下降得稍为明显。但总体看来，油茶可溶性糖的含量并不高。而乙醇脱皂处理后保留了水溶而醇不溶的碳水化合物组分，特别是半纤维素部分，导致乙醇脱皂处理对总糖下降不甚明显。两种脱皂处理后粗纤维略有提高。热水脱皂处理对蛋白质有一定程度的损失，而乙醇脱皂处理则使蛋白质含量略有提高。

30、这可能是由于其他醇溶性物质如粗脂肪的损失相对较多，从而导致蛋白质相对含量有所增加。从皂效果来看，两种方法均已达到78以上22。乙醇处理皂素的去除率要高于热水处理，而且乙醇提取得到的油茶皂素相对纯净，对油茶饼粕营养物质的破坏也较少，皂素的回收相对也较容易。 灭菌方法对营养物质的影响再发酵之前，除了脱毒之外，还要对发酵用的培养基进行灭菌，采用了两种不同的灭菌方式，包括常用了高温湿热灭菌，以及微波灭菌两种方法，高温湿热灭菌就是在高压灭菌锅内使用十个大气压，让温度提高到121，灭菌30min。考虑到高压湿热灭菌有可能使得其中的营养成分发生很大的变化，所以我们应用了条件相对温和的微波灭菌的方法，条件是1

31、个大气压，121，30min25。通过对灭菌前后的培养基中的纤维素和蛋白质的测量可以总结为如下两个表格（表7，表8）。表7 微波、湿热处理油茶蛋白质含量测定实验材料质量（单位g）测量数据实际结果空白00.13%0.13%脱毒油茶10.202613.32%13.45%脱毒油茶20.201412.92%13.05%湿热油茶10.200814.97%15.01%湿热油茶20.211015.56%15.69%微波油茶10.202217.87%18.00%微波油茶20.201017.36%17.49%表8 微波、湿热处理油茶纤维素含量测定处理方式样品重（g）烘干后质量（g）灰化后质量（g）含量（g）百分

32、含量（%）微波15min0.601630.635930.42060.213535.7879微波30min0.601130.077829.89970.179029.7787湿热10.601429.310829.23330.077512.8866湿热20.601230.464930.38210.082813.7724脱毒茶粕10.600429.500329.35280.147524.5666脱毒茶粕20.600330.241230.08860.152625.4206 不同的脱毒方法对发酵菌种的生产状况的影响将热水脱皂()、乙醇脱皂()和未处理() 3种油茶饼粕，按前所述培养基配方调配后装入试管，灭

33、菌，分别接人毛霉、黑曲霉、少孢根霉3个菌种及菌种组合各2ml于饼粕上部，每个处理重复3次，放A恒温培养箱中，在25条件下培养，每隔2d测量菌丝在试管中的生长高度，每个处理取平均值，结果见表9。总体看来，各菌种及菌种组合生长速度差异不甚明显，毛霉稍快，其他差异不大，黑曲霉前期生长速度较快26。不同处理之间各菌种及菌种蛆合的生长速度差异明显，以热水脱皂处理生长速度最快，到第14d均已长满试管，乙醇脱皂处理生长速度次之，未脱皂的最慢，尽管乙醇脱皂使油茶皂素脱除率较高，但菌丝酌生长速度仍然较慢，这可能是饼粕尚存乙醇之故24。各菌种及菌种组合的生长高峰期集中在前6d，黑曲霉则主要集中在前2d。表9 不同

34、的脱毒方法对发酵菌种的生产状况的影响菌种不同生长天数菌株的生长状况处理2d4d6d8d10d12d14d毛霉+黑曲霉+少孢根霉+ 采用不同的细菌进行固体发酵对发酵底物的营养成分的影响热水脱皂()、乙醇脱皂()和未脱皂()的油茶饼粕按前文所述配方调配后，装入罐头，每瓶250g，杀菌后，3个菌种10mI，共12个处理，每个处理重复8次，在25下培养，每隔23d取出干燥，测定其蛋白质含量，蛋白质的动态变化见表9，从表9可以看出，各处理的蛋白质最大提高率有明显差异，以乙醇脱皂的油茶饼粕接种毛霉的为最高，达99.7%，其次为乙醇脱皂饼粕接种黑曲霉，蛋自质提高74.2%，大部分处理饼粕的蛋白质含量在6d左

35、右达到最高值，这与各菌种处理的生长速度变化基本一致，随着时间的延长，总蛋白质含量略有下降，这可能是由于营养物质已基本消耗完毕，各菌种不能维持正常生长，导致菌体自溶的缘故23。各种饼粕处理对蛋白质的提高呈现出一定差异，以乙醇脱皂饼粕样品蛋白质提高最为显著，而未进行脱皂处理的饼粕，除接种毛霉的稍高外，接种其他菌种的饼粕的蛋白质含量明显偏低。表10 不同的细菌进行固体发酵对发酵底物的营养成分的影响菌种饼粕处理不同阶段固体发酵培养基中蛋白质含量 最大蛋白质提高效率（%）0d2d6d10d14d毛霉6.948.238.859.199.1232.428.758.8512.4117.4716.7899.71

36、8.708.7513.1012.8211.7350.63黑曲霉6.949.3211.1611.089.7860.828.7511.5015.3114.9914.8772.318.708.748.979.029.347.41少孢根霉6.948.518.7311.5711.0466.328.7512.2912.3412.1911.5241.218.708.889.309.3510.1516.75.总结(1)茶皂素是从山茶科植物的种子中提取的一种糖式化合物，它属皂素类，是一种天然非离子型表面活性剂。经检测，茶皂素具有良好的乳化、分散、发泡、湿润等功能，并且具有消炎、镇痛，抗渗透等药理作用。茶皂素产品

37、为淡黄色的微细粉末，广泛应用于洗涤，毛纺、针织、医药、日用化工行业等生产。在固体型农药中作为湿润剂和悬浮剂，在乳油型农药中作为增效剂与展着剂，也可直接作为生物农药。(2)通过对油茶饼粕中茶皂素的各种提取方法发现，油茶饼粕中茶皂素的提取可采用超声波法。在超声波作用下提取茶皂素的提取率受多种因素的影响，如超声波提取时间、溶剂浓度、料液比及溶液温度等。实验得出了较佳工艺参数为：超声频率20kHz，料液比为1 4，超声提取时间为20min，乙醇浓度为80，提取溶液温度为50，在此条件下茶皂素的提取率为96.3，产率为9。并且能量消耗，原料的利用率远比其他方法优化。(3)在用热水和乙醇萃取油茶饼粕中的油

38、茶皂素作为脱皂的两种方法中，乙醇脱皂方法较为简单，脱皂率较高，营养成分损失较少，而且所萃取的皂素较为纯净。在工业化生产中，可以结合油茶皂素提取，将提取皂素后的油茶饼粕作为进一步发酵生产蛋白饲料的原料。(4)毛霉、黑曲霉、少孢根霉3个菌种在油茶饼粕培养基上生长速率，以毛霉较快，但它们之间的差异不明显。在不同油茶饼粕培养基上，3个菌种表现出不同的生长速率，以接种在清水脱皂饼粕上的稍快，乙醇脱皂饼粕上的稍慢，而未脱皂饼粕上的则明显变慢。这主要是由于油茶皂素对各菌种的抑制作用所致，但乙醇脱皂饼粕的速度稍慢，可能是由于乙醇脱皂饼粕中尚存少量乙醇。接种在脱皂饼粕上的各菌种及菌种组合的生长高峰期除在未脱皂饼

39、粕外大多集中在前6d，生长量占整个培养时间14d的7080%，黑曲霉的初期生长速度更快一些，前2d的生长量占50%左右18。这主要是由于在饼粕中可利用的营养物质的消耗主要集中在培养前期，从还原糖变化动态可以看出，还原糖的消耗主要集中在前6d。毛霉和黑曲霉对油茶饼粕中的纤维素有一定的分解能力，分解率分别为24.5和31.5，各菌种及菌种组合对油茶饼粕培养基的蛋白质最大提高率为66.799.7%，本实验蛋白质得率最高峰出现在第610天，其中毛霉的表现最为突出，在用乙醇脱皂的情况下蛋白质的提高率可以达到99.7%，因此在实践生产中要着重研究毛霉，估计在改变其他的条件下毛霉的分解潜力会更进一步的增加。致谢毕业论文已经完成了，首先要感谢我的毕业论文导师李威老师，在他认真的指导和帮助下，我才能顺利的完成了我的毕业论文。从论文的选题到论文的完成，我经历了查阅大量文献资料、开题报告、任务书、外文文献翻译、论文工作日记、文献综述、论文初稿到完成，在这么长的阶段里，我非常感谢李威老师，他对我耐心的指导和无私的帮助。李威老师甚至为