一種基於膜技術提取蜜環菌絲體的方法
2023-05-28 23:37:46 2
一種基於膜技術提取蜜環菌絲體的方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於膜技術提取蜜環菌絲體的方法，該方法是將蜜環發酵液通過微濾膜處理分離得到蜜環菌絲體。本發明改變了傳統蜜環分離所用離心方式，採用高效的膜分離技術進行菌絲體分離，減少進入濾液的菌絲體，既能提高菌絲體的收率，降低濾液的COD，降低汙水處理量，又不破壞細胞本身，保證胞內有效成分的全部回收，提高產品質量。與傳統的工藝相比，本發明具有顯著的經濟效益、社會效益和環保效益。
【專利說明】 —種基於膜技術提取蜜環菌絲體的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於微生物【技術領域】，具體涉及一種提取真菌發酵菌絲體的方法，更確切地說是一種基於膜技術提取發酵蜜環菌絲體的新方法。
【背景技術】
[0002]蜜環菌粉(Gastrodia Tuder Halimasch Powder)是白蘑科真菌蜜環菌[Armillaria mellea(Vahl.ex.Fr.)Quel.]經深層液體發酵培養,經分離提取精製而成乾燥菌粉。蜜環菌是一種藥食兼用的真菌，在天然環境下與天麻共生。中國醫學科學院藥物研究所進行了藥理試驗，結果證明蜜環菌發酵物與天麻有類似的藥理作用。(I)鎮靜作用:有加強戊巴比妥鈉閾下催眠劑量的作用，能延長小鼠的睡眠時間，明顯減少小鼠的自由活動；
[2]抗驚厥作用:對中樞神經系統興奮藥戊烯四唑有一定的拮抗作用；(3)增強小鼠耐缺氧力的作用；(4)增強機體免疫功能的作用；(5)其他作用:能降低尼古丁引起的小鼠死亡率，對小鼠全腦缺血有腦保護作用，能增加犬的腦血流量和冠狀動脈血流量
[0003]與天然天麻相比，蜜環菌粉具有如下幾大特點:1、在化學成分和藥理作用上相類似；2、蜜環菌粉毒性低於天然天麻；3、蜜環菌粉價格遠遠低於天然天麻，且可大量生產。基於上述獨特優點，蜜環菌粉被廣泛應用於製藥、保健品行業。
[0004]傳統蜜環分離工藝多採用臥螺離心機進行分離，該方式因受制於離心機分離因子影響，分離過程中菌絲體遭到剪切力破壞，部分有效成分流失到濾液中導致產品質量和收率下降，分離所得濾液較渾濁，裡面含有較多的碎菌絲，導致外排濾液COD偏高，該濾液若達到汙水排放標準，需要經過複雜的汙水處理，汙水處理系統工作量太大，給企業帶來了嚴重的經濟負擔。部分企業為了儘可能回收濾液中的殘留菌絲體，對濾液採取濃縮乾燥後添加到蜜環菌絲體，由於濾液量大，乾燥時間長，不但浪費大量能源，而且對產品質量造成嚴重影響。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為了解決上述蜜環分離提取方法的不足，從而設計了一種基於膜技術分離提取蜜環發酵液的綠色新工藝，該工藝既能提高菌絲體的收率，減少進入濾液的菌絲體，降低濾液的C0D，降低汙水處理量；又不破壞細胞本身，保證胞內有效成分的全部回收。該發明不但提高了蜜環菌絲體的收率及有效成分，提高了產品質量，增加了經濟效益；又降低了廢水中C0D，減輕了汙水處理系統壓力，增加了社會效益。
[0006]本發明的目的主要按照下述步驟實現的:
[0007]—種基於膜技術提取蜜環菌絲體的方法是按照下述工藝步驟進行:
[0008]I)取殘糖小於0.5，還原糖低於0.3，發酵液粘度100?150cP的蜜環發酵液通過微濾膜，得到發酵液的微濾透析液和菌絲體，收集得到菌絲體；微濾膜孔徑在0.05?I μ m，操作溫度為10?70°C，工作壓力:進壓為2?8bar，出壓為O?5bar ；
[0009]2)低溫真空烘乾:將步驟2)中所得的菌絲體在真空度為-0.065?-0.095Mpa，70?90°C條件下進行乾燥，所得乾燥物即為蜜環菌絲體。
[0010]該方法優選微濾膜孔徑在0.05?0.5 μ m，操作溫度為50?60°C，工作壓力:進壓為2?4bar，出壓為I?2bar。微濾膜為陶瓷膜或有機膜，其截留分子量為8000 —IOOOOODao
[0011]所述的乾燥時間為30?35小時，得到的乾燥物含水量為3?8%。
[0012]該方法所述的發酵液是通過以下方法製備得到的:蜜環菌株活化後製備蜜環種子液，製備好的種子液接種到發酵培養基，接種量5%?8%，發酵培養基組成為葡萄糖2%，黃豆餅粉3%，蔗糖2%，磷酸二氫鉀0.1%，硫酸鎂0.03%，消泡劑0.1%，用水配製，pH值自然，發酵液結束後檢測發酵液濃稠，pH值下降至5.0左右，發酵液結束後得到發酵液pH值下降至
4.9?5.1，發酵液殘糖小於0.5，還原糖低於0.3。
[0013]本發明所使用的微濾膜可再生，再生用I 一 2%硝酸和I 一 2%液鹼，將鹼洗水和酸洗水中和得到含有無機鹽離子的中性水，該水作為發酵配料用水。
[0014]本發明適用於任何蜜環菌菌種，如已寄存於中國農業微生物菌種保藏管理中心的蜜環菌菌種Armillaria,保藏編號ACCC50063等可自由分讓的蟲草頭孢菌菌種均可以使用。
[0015]本發明為蜜環分離提取提供了一種新的方法。該方法具有以下幾個突出的優點:
[0016]1、提高收率:微濾膜孔徑0.05 — I μ m，顯著提高了菌絲體得率。
[0017]2、提高產品質量:傳統臥螺離心機分離過程中蜜環菌絲體遭到剪切力破壞，主要有效成分部分流失到濾液中導致菌絲體有效成分降低，該工藝採用微濾膜過濾，操作過程中不會產生剪切力，可以有效保證菌絲體有效成分；較濾液濃縮乾燥回收工藝相比，該工藝得到產品指標穩定、氣味色澤均一。
[0018]3、降低濾出液C0D，減輕環保壓力:傳統臥螺分離由於菌絲體截留率低，部分菌絲體進入濾液,導致濾液中COD含量增高，本方法分離因子高,對菌絲體截留率大大增加，濾液澄清，濾液中菌絲體少，得到的透析液COD大大降低，其COD指標可以達到直接排放標準，僅汙水處理每天就為企業減少30噸處理量，大大降低了汙水處理費用。
[0019]4、清潔連續生產，能耗低:本發明方法可連續生產，膜及其配套設備使用壽命長，裝置維護方便，投資少，操作過程無噪聲汙染，易清潔。
[0020]總之，本發明採用適宜的蜜環發酵液結合合適孔徑的膜材料，可以最大限度的提取發酵液中的蜜環菌絲體，採用膜技術不但提高了產品得率，得率最高達到61g/L，產品品質也有很大提升，其中多糖含量以無水葡萄糖(C6H12O6)計最高達到7.5%，肽含量最高達到
8.1%，較傳統方法分別提高了 I和1.7個百分比，依據WS-10001-(HD-1224)-2002標準方法檢驗；以孔徑0.05 μ m膜計算，膜過濾所得菌絲體較之前臥螺離心得率提高llg/L，每天所放罐批次增加蜜環菌絲體500Kg (乾料計)以上，分離所得濾液清澈透亮，COD含量大大降低，減輕了環保壓力，給企業帶來了顯著的經濟效益、社會效益和環保效益。
【具體實施方式】
[0021]以下通過具體實施例進一步說明本發明。但實施例的具體細節僅用於解釋本發明，不應理解為對本發明總的技術方案的限定。
[0022]實施例1[0023]I)蜜環菌菌株(Armillaria)由中國農業微生物菌種保藏管理中心提供並鑑定，保藏編號ACCC50063。將菌株常規活化後製備蜜環種子液，接種環取活化的菌株2?3環接種到種子培養基，26?28°C培養7-8天左右，搖床轉速120r/min，種子培養基組成葡萄糖3%，酵母粉2%，蛋白腖1.5%，磷酸二氫鉀0.1%，硫酸鎂0.03%,消泡劑0.1%，用水配製，pH值自然。製備好的種子液接種到發酵培養基，接種量5%?8%，發酵培養基組成為葡萄糖2%，黃豆餅粉3%，蔗糖2%，磷酸二氫鉀0.1%，硫酸鎂0.03%,消泡劑0.1%，用水配製，pH值自然。發酵液結束後檢測發酵液由稠略轉稀，PH值下降至5.0左右，鏡檢部分菌絲開始自溶，螢光減弱，無雜菌汙染，發酵液殘糖小於0.5，還原糖低於0.3。
[0024]2)微濾過濾:將蜜環菌種發酵後的5000Kg發酵液(蜜環菌絲體折幹含量為7.5%)通過微濾過濾，得到蜜環溼菌絲體1154kg(含水量74%)，微濾透析液3846Kg，透析液的透光率為80 %，COD為65mg/L，可以直接排放。微濾過濾所用的膜材料是孔徑為50nm的陶瓷膜，具體工藝條件是:操作溫度為50 - 60°C，進壓為3.0bar,出壓為1.0bar，壓力差為2.0bar。微濾膜再生:用濃度為1%硝酸水溶液和1%氫氧化鈉水溶液衝洗微濾膜，酸鹼洗水中和後打入發酵配料罐，再添加相應培養基及少量無機鹽作為發酵培養基。
[0025]3)低溫乾燥:將步驟2得到的1154kg蜜環溼菌絲體進入雙錐乾燥器進行烘乾，得到304.5kg水分含量1.48%的蜜環菌絲體，該菌絲體多糖7.5%，肽含量8.1%，依據WS-10001-(HD-1224)-2002標準方法檢驗。具體工藝條件是:乾燥溫度75_85°C，真空度為-0.085Mpa，乾燥時間31h。
[0026]實施例2
[0027]I)微濾過濾:將按照實施例1方法製備得到的蜜環菌種發酵後的5000Kg發酵液(蜜環菌絲體折幹含量為7.5%)通過微濾過濾，得到蜜環溼菌絲體1130kg (含水量75%)，微濾透析液3870Kg，透析液的透光率為80%，COD為65mg/L，可以直接排放。微濾過濾所用的膜材料是孔徑為IOOnm的陶瓷膜，具體工藝條件是:操作溫度為50 — 60°C，進壓為4.0bar,出壓為2.0bar,壓力差為2.0bar。微濾膜再生:用濃度為1%硝酸水溶液和1%氫氧化鈉水溶液衝洗微濾膜，酸鹼洗水中和後打入發酵配料罐，再添加相應培養基及少量無機鹽作為發酵培養基。
[0028]2)低溫乾燥:將步驟2得到的1130kg蜜環溼菌絲體進入雙錐乾燥器進行烘乾，得到288.5kg水分含量2.1%的蜜環菌絲體，該菌絲體多糖7.3%，肽含量7.9%，依據WS-10001- (HD-1224) -2002標準方法檢驗。具體工藝條件是:乾燥溫度85?90°C，真空度為-0.075Mpa，乾燥時間30h。
[0029]實施例3
[0030]I)微濾過濾:將按照實施例1方法製備得到的蜜環菌種發酵後的5000Kg發酵液(蜜環菌絲體折幹含量為7.5%)通過微濾過濾，得到蜜環溼菌絲體1169kg (含水量74%)，微濾透析液3831Kg，透析液的透光率為80%，COD為65mg/L，可以直接排放。微濾過濾所用的膜材料是孔徑為50nm的陶瓷膜，具體工藝條件是:操作溫度為30 — 40°C，進壓為8.0bar,出壓為3.0bar，壓力差為5.0bar。微濾膜再生:用濃度為1%硝酸水溶液和1%氫氧化鈉水溶液衝洗微濾膜，酸鹼洗水中和後打入發酵配料罐，再添加相應培養基及少量無機鹽作為發酵培養基。
[0031]2)低溫乾燥:將步驟2得到的1169kg蜜環溼菌絲體進入雙錐乾燥器進行烘乾，得到308kg水分含量1.9%的蜜環菌絲體，該菌絲體多糖7.2%，甘露醇含量7.8%，依據WS-10001- (HD-1224)-2002標準方法檢驗。具體工藝條件是:乾燥溫度75?80°C，真空度為-0.085Mpa，乾燥時間32.5h。
【權利要求】
1.一種基於膜技術提取蜜環菌絲體的方法，其特徵是該方法包括下述步驟: 1)取殘糖小於0.5，還原糖低於0.3，發酵液粘度100?150CP的蜜環發酵液通過微濾膜，得到發酵液的微濾透析液和菌絲體，收集得到菌絲體；微濾膜孔徑在0.05?I μ m，操作溫度為10?70°C,工作壓力:進壓為2?8bar,出壓為O?5bar ； 2)低溫真空烘乾:將步驟2)中所得的菌絲體在真空度為-0.065?-0.095Mpa, 70?90 V條件下進行乾燥，所得乾燥物即為蜜環菌絲體。
2.根據權利要求1所述的基於膜技術提取蜜環的方法，其特徵是該方法所述的微濾膜孔徑在0.05?0.5 μ m，操作溫度為50?60°C，工作壓力:進壓為2?4bar，出壓為I?2bar。
3.根據權利要求1所述的基於膜技術提取蜜環的方法，其特徵是該方法所述的步驟I中的微濾膜為陶瓷膜或有機膜。
4.根據權利要求1所述的基於膜技術提取蜜環的方法，其特徵是所述的乾燥時間為30?35小時，得到的乾燥物含水量為I?3%。
5.根據權利要求1所述的基於膜技術提取蜜環的方法，其特徵是該方法所述的發酵液是通過以下方法製備得到的:蜜環菌株活化後製備蜜環種子液，製備好的種子液接種到發酵培養基，接種量5%?8%，發酵培養基組成為葡萄糖2%，黃豆餅粉3%，蔗糖2%，磷酸二氫鉀.0.1%，硫酸鎂0.03%，消泡劑0.1%，用水配製，pH值自然，發酵液結束後檢測發酵液由稠略轉稀，PH值下降至5.0左右，發酵結束後得到發酵液pH值下降至4.9?5.1，發酵液殘糖小於.0.5，還原糖低於0.3。
【文檔編號】A01G1/04GK103504287SQ201310441259
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】袁兵兵, 王英燕, 張瑞華 申請人:江蘇神華藥業有限公司