一種西洋參藥材提取皂苷後發酵提取方法
2023-06-15 22:55:36
一種西洋參藥材提取皂苷後發酵提取方法
【專利摘要】本發明涉及一種將西洋參藥材提取皂苷後進行微生物發酵再提取方法，包括以下步驟：（1）將提取皂苷後的西洋參藥材烘乾、粉碎，裝入發酵罐中，加入溶有硫酸銨、磷酸氫二鉀的水溶液適量，混勻；（2）發酵菌種子液的製備：黑麴黴與枯草芽孢桿菌經活化、擴增培養，得到混合發酵菌種子液；（3）西洋參藥材粉接種混合發酵菌種子液，混合預處理後，在穩定條件下發酵固定時間，終止發酵、烘乾，即得西洋參藥材發酵提取物。本發明所得西洋參發酵提取物富含蛋白低肽及西洋參多糖類成分，營養價值高、口感好，提取得率顯著高於中藥傳統水煎煮提取法。
【專利說明】一種西洋參藥材提取皂苷後發酵提取方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及藥材發酵提取領域，特別是指一種對西洋參藥材皂苷提取後進行微生物發酵再提取方法。
【背景技術】
[0002]西洋參(Panax quinquefolium L.)為五加科人參屬植物,原產於美國北部到加拿大南部一帶，我國在上世紀70年代開始引種。西洋參常用地下根莖入藥，是我國衛生部批准可用於保健食品的中草藥，有補氣養陰，清熱生津的功效，用於氣虛陰虧，內熱，咳喘痰血，虛熱煩倦，消渴，口燥咽幹。
[0003]西洋參富含皂苷、多糖、澱粉、胺基酸、蛋白質、粗纖維、微量元素等，其中皂苷類成分被認為是西洋參中最有效的活性物質，因而製藥企業對西洋參的提取集中在皂苷成分的提取，通常採用乙醇滲漉提取，提取後富含多糖、蛋白質、胺基酸等水溶性物質的西洋參尾料則作為廢棄物被處理掉。現代研究證實，西洋參多糖、蛋白類成分同樣具有良好的生物活性，西洋參多糖對異常增高的血糖有降低作用，而且可以減少放射性物質對機體的損害，促進機體核酸和蛋白質的合成。西洋參蛋白同樣具有調節機體免疫功能、抗疲勞、降血脂、增強抗福射和鎮痛作用。因而對西洋參藥材的綜合利用進行研究，提高產品資源利用率，擴大西洋參的產品應用價 值，必將具有廣闊的市場前景，帶來可觀的經濟效益。
[0004]目前，將發酵方法應用於中藥提取中，已成為綜合利用開發中藥資源的重要研究方向與途徑。中藥以植物類藥材為主，其有效成分多存在於細胞的胞漿中，而植物細胞的細胞壁是由纖維素、半纖維素等構成的，其結構緻密，因而如果採用直接服用方法，其中的多數功效成分難以被人體吸收，生物利用度低，採用溶劑提取如煎煮、滲漉等方法，則只能提取某類成分，易造成其他功效成分或營養成分的損失、丟棄，採用生物發酵方法，將微生物接種於目標中藥進行發酵，利用微生物在代謝過程中產生的纖維素酶、果膠酶等多種胞外酶進入培養基，從而引起中藥材細胞破裂，其有效成分及營養成分得以釋放，同時大分子物質如植物蛋白類也可以被微生物發酵過程產生的蛋白酶等進行降解，形成人體易吸收的小分子活性物質。與傳統中藥加工方式相比，現代中藥發酵方法具有極高的優越性。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種對西洋參藥材進行微生物發酵提取的方法，西洋參藥材提取皂苷後經本發明發酵所得提取物蛋白含量可達25.1%，多糖含量達3.76%，扣除空白微生物發酵所得，提取得率可較傳統中藥水煎煮提取法分別提高37%、50%，同時粗纖維含量降低56%,使所得產物營養更均衡。本發明所得發酵提取物中分子量小於6500Da的低肽蛋白佔總蛋白的85%，較常規提取法提高一倍，所得產物營養價值更高。
[0006]發酵技術是我國傳統的食品加工方法，隨著現代生物方法的發展，發酵技術已廣泛的應用到農業、食品、醫藥、石油化工和能源等行業中，將微生物發酵方法應用於中藥提取中，是中藥炮製的創新性發展，是結合現代微生物工程而形成的高科技中藥製藥新方法。[0007]本專利選用黑麴黴和枯草芽孢桿菌進行西洋參藥材提取皂苷後發酵提取，黑麴黴是常見的食品發酵菌株，被廣泛用作生產食品添加劑，包括生產酶製劑和有機酸等，美國食品藥品監督局(FDA)已經把黑麴黴來源的澱粉葡糖苷酶、過氧化氫酶、果膠酶、氧化酶和脂肪酶定義為安全的食品添加劑，我國也將黑麴黴作為廣泛應用的安全發酵菌株使用至今。黑麴黴可以分泌澱粉酶、纖維素酶、果膠酶、蛋白酶、植酸酶等豐富的酶類，這些酶能夠促使原料中澱粉、纖維素等高分子化合物降解為營養物質，供微生物生長需要；枯草芽孢桿菌能產生較強活性的蛋白酶，可以降解某些大分子蛋白生成具有高營養價值的小肽和胺基酸，目前已在大豆的低聚肽類生產上得到廣泛應用。本發明通過固態發酵方法，將黑麴黴和枯草芽孢桿菌進行組合配伍，通過發酵西洋參藥材提取尾料，獲得較優的產酶和高效降解效果，不僅顯著提高了多糖、蛋白質類營養功效成分的提取得率，並且提取產物中的低肽含量比也得到增加，提高了產品營養價值。
[0008]通過本專利提取西洋參藥材，反應條件溫和，提高產物中的蛋白質、多糖成分提取得率，同時增加低肽的含量比，其提取過程包括以下步驟:
[0009](I)提取皂苷出料後的西洋參藥材烘乾、粉碎，裝入發酵罐中，加入溶有硫酸銨、磷酸氫鉀的水溶液適量，混勻。
[0010]西洋參藥材粉與添加水的質量比為1:0.5-1:1.5,優選地質量比為1:0.75。
[0011]西洋參藥材粉與添加硫酸銨、磷酸氫二鉀的質量比為1:0.002:0.0025-1:0.08:0.015，優選地質量比為 I:0.04:0.005。
[0012](2)發酵菌種子液的製備:黑麴黴與枯草芽孢桿菌的活化、擴增培養，得到混合發酵菌種子液。
[0013]其中黑麴黴的活化方法為從原始菌種斜面上挑取一環，劃線法接種於培養基A斜面上，置於28°C培養箱中，培養3-4天，得到黑麴黴菌體種子。
[0014]枯草芽孢桿菌的活化方法為從原始菌種斜面上挑取一環，劃線法接種於培養基B斜面上，置於30°C培養箱中，培養3-4天，得到枯草芽孢桿菌體種子。
[0015]黑麴黴、枯草芽孢桿菌的擴增方法為將黑麴黴菌體種子按培養基重量3-6%的接種量接種到裝有培養基A的三角瓶中，29°C恆溫、180rpm搖床，培養24_36h，得到黑麴黴種子。同樣將枯草芽孢桿菌體種子按培養基重量3-6%的接種量接種到裝有培養基B的三角瓶中，29°C恆溫、ISOrpm搖床，培養24-36h，得到枯草芽孢桿菌種子。將黑麴黴種子與枯草芽孢桿菌種子按3:1-1:3比例進行混合，優選比例1:2，得到混合發酵菌種子液。
[0016]培養基A特徵的組方為:馬鈴薯塊80%，葡萄糖10%，瓊脂10%，pH值為7，121°C滅菌 20min。
[0017]培養基B特徵組方為麥芽汁99.8%，瓊脂0.2%，pH自然，121°C滅菌20min。
[0018](3)西洋參藥材預處理液接種混合發酵菌種子液，發酵，得發酵液。
[0019]其中西洋參藥材預處理液接種方法為，將混合發酵菌種子液按體積比4-8%的接種量在無菌條件下接種到發酵罐中。
[0020]發酵方法為控制發酵溫度35_37°C，發酵4-6天，終止發酵，烘乾，得西洋西洋參尾料發酵提取物。
[0021]本發明所得發酵菌提取物可通過加入輔料，再經過填充或罐裝或制粒壓片，製成膠囊劑或粉劑或片劑等可接受的製劑。[0022]輔料為賦形劑、粘合劑、崩解劑、潤滑劑、調味劑等等，賦形劑選自澱粉、甘露醇、山
梨醇、乳糖、葡萄糖、纖維素、微晶纖維素、磷酸鈣、碳酸鈣中的一種或兩種以上的組合。優選微晶纖維和乳糖。粘合劑選自纖維素、甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥甲基纖維素、聚維酮、明膠、阿拉伯膠、聚乙二醇、蔗糖、澱粉中的一種或兩種以上的組合。優選聚維酮和羥丙基纖維素。崩解劑選自澱粉、羥甲基纖維素、交聯聚維酮、低取代度的羥丙基纖維素、碳酸氫鈉、磷酸鈉、檸檬酸鈉中的一種或兩種以上的組合。優選交聯聚維酮和低取代度的羥丙基纖維素。潤滑劑選自硬脂酸鈉、硬脂酸鎂、輕質無水矽酸、滑石粉和十二烷基硫酸鈉中的一種或兩種以上的組合。優選硬脂酸鎂。調味劑選自檸檬酸、薄荷醇、甘油、橙子油中的一種或兩種以上的組合。優選檸檬酸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為固態發酵工藝路線。
【具體實施方式】
[0024]實施例一:西洋參提取發酵條件的優化
[0025]1.發酵產物中多糖成分含量測定:
[0026]採用硫酸-苯酚法，參照保健食品中水溶性粗多糖的測定方法進行測定。
[0027]1.固態發酵工藝路線
[0028]如附圖1所示。
2發酵菌種選擇
[0029]2.1單一菌種的固態發酵實驗
[0030]現選擇五種食品常用發酵黴菌與芽孢桿菌進行單一菌種西洋參尾料發酵實驗考察。選擇根米麴黴、黑麴黴、根黴、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、啤酒酵母和產朊假絲酵母七種發酵菌種，分別對西洋參藥尾料進行單一菌種固態發酵實驗，考察不同菌種對西洋參藥尾料發酵後多糖含量的影響。將五種菌種分別按5%接種量接種到20g培養基中，加入一倍量幹藥材水分，在溫度29°C、硫酸銨添加量2%條件下發酵5天，測定發酵後幹基中多糖含量。結果見表1:
[0031]表1單一菌種固態發酵實驗
[0032]
【權利要求】
1.一種對西洋參藥材提取皂苷後進行微生物發酵提取的方法，其特徵在於通過以下步驟進行提取: (1)將提取皂苷後的西洋參藥材烘乾、粉碎，裝入發酵罐中，加入溶有硫酸銨、磷酸氫二鉀的水溶液適量，混勻； (2)發酵菌種子液的製備:選擇黑麴黴與枯草芽孢桿菌經活化、擴增培養，得到混合發酵菌種子液； (3)西洋參藥材粉接種混合發酵菌種子液，混合預處理後，在穩定條件下發酵固定時間，終止發酵、烘乾，即得西洋參藥材發酵提取物。
2.根據權利要求1所述的一種西洋參藥材提取皂苷後發酵提取方法，其特徵在於:步驟(I)中西洋參藥材粉與添加水的質量比為1:0.5-1:1.5。
3.根據權利要求1所述的一種西洋參藥材提取皂苷後發酵提取方法，其特徵在於:步驟(1)中西洋參藥材粉與添加硫酸銨、磷酸氫二鉀的質量比為1:0.002:0.0025-1:0.08:0.015。
4.根據權利要求1所述的一種西洋參藥材提取皂苷後發酵提取方法，其特徵在於:步驟(2)中發酵菌選擇米麴黴、黑麴黴、根黴、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、啤酒酵母、產朊假絲酵母中一種或多種菌進行培養，得單一或混合發酵菌種子液，優選黑麴黴與枯草芽孢菌分別進行種子培養。
5.根據權 利要求4所述的一種西洋參藥材提取皂苷後發酵提取方法，其特徵在於:步驟(2)中發酵菌優選黑麴黴與枯草芽孢菌分別進行種子培養後進行混合，得到混合發酵菌種子液。
6.根據權利要求1或5所述的一種西洋參藥材提取皂苷後發酵提取方法，其特徵在於:步驟⑵中選擇發酵菌黑麴黴、枯草芽孢桿菌分別經的活化、擴增培養，得到黑麴黴種子和枯草芽孢桿菌種子，將黑麴黴種子與枯草芽孢桿菌種子按3:1-1:3比例進行混合，得到混合發酵菌種子液。
7.根據權利要求1所述的一種西洋參藥材提取皂苷後發酵提取方法，其特徵在於:步驟(3)中西洋參藥材提取皂苷後預處理液接種方法為，將混合發酵菌種子液按體積比4-8%的接種量在無菌條件下接種到發酵罐中。
8.根據權利要求1或7所述的一種西洋參藥材提取皂苷後發酵提取方法，其特徵在於:步驟(3)中發酵方法為控制發酵溫度35-37°C，發酵4-6天，終止發酵，烘乾，得西洋參藥材發酵提取物。
【文檔編號】A61K36/258GK104013657SQ201410021173
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年1月16日 優先權日:2014年1月16日
【發明者】李仲樹, 周麗娟, 王英, 賴榮勝, 李新南 申請人:金日製藥（中國）有限公司