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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

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