一種西洋參藥材提取皂苷后發(fā)酵提取方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種將西洋參藥材提取皂苷后進(jìn)行微生物發(fā)酵再提取方法，包括以下步驟：（1）將提取皂苷后的西洋參藥材烘干、粉碎，裝入發(fā)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(fā)酵菌種子液的制備：黑曲霉與枯草芽孢桿菌經(jīng)活化、擴(kuò)增培養(yǎng)，得到混合發(fā)酵菌種子液；（3）西洋參藥材粉接種混合發(fā)酵菌種子液，混合預(yù)處理后，在穩(wěn)定條件下發(fā)酵固定時(shí)間，終止發(fā)酵、烘干，即得西洋參藥材發(fā)酵提取物。本發(fā)明所得西洋參發(fā)酵提取物富含蛋白低肽及西洋參多糖類成分，營養(yǎng)價(jià)值高、口感好，提取得率顯著高于中藥傳統(tǒng)水煎煮提取法。
【專利說明】一種西洋參藥材提取皂苷后發(fā)酵提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及藥材發(fā)酵提取領(lǐng)域，特別是指一種對西洋參藥材皂苷提取后進(jìn)行微生物發(fā)酵再提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]西洋參(Panax quinquefolium L.)為五加科人參屬植物,原產(chǎn)于美國北部到加拿大南部一帶，我國在上世紀(jì)70年代開始引種。西洋參常用地下根莖入藥，是我國衛(wèi)生部批準(zhǔn)可用于保健食品的中草藥，有補(bǔ)氣養(yǎng)陰，清熱生津的功效，用于氣虛陰虧，內(nèi)熱，咳喘痰血，虛熱煩倦，消渴，口燥咽干。
[0003]西洋參富含皂苷、多糖、淀粉、氨基酸、蛋白質(zhì)、粗纖維、微量元素等，其中皂苷類成分被認(rèn)為是西洋參中最有效的活性物質(zhì)，因而制藥企業(yè)對西洋參的提取集中在皂苷成分的提取，通常采用乙醇滲漉提取，提取后富含多糖、蛋白質(zhì)、氨基酸等水溶性物質(zhì)的西洋參尾料則作為廢棄物被處理掉?，F(xiàn)代研究證實(shí)，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(zhì)對機(jī)體的損害，促進(jìn)機(jī)體核酸和蛋白質(zhì)的合成。西洋參蛋白同樣具有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能、抗疲勞、降血脂、增強(qiáng)抗福射和鎮(zhèn)痛作用。因而對西洋參藥材的綜合利用進(jìn)行研究，提高產(chǎn)品資源利用率，擴(kuò)大西洋參的產(chǎn)品應(yīng)用價(jià) 值，必將具有廣闊的市場前景，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
[0004]目前，將發(fā)酵方法應(yīng)用于中藥提取中，已成為綜合利用開發(fā)中藥資源的重要研究方向與途徑。中藥以植物類藥材為主，其有效成分多存在于細(xì)胞的胞漿中，而植物細(xì)胞的細(xì)胞壁是由纖維素、半纖維素等構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)致密，因而如果采用直接服用方法，其中的多數(shù)功效成分難以被人體吸收，生物利用度低，采用溶劑提取如煎煮、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(yǎng)成分的損失、丟棄，采用生物發(fā)酵方法，將微生物接種于目標(biāo)中藥進(jìn)行發(fā)酵，利用微生物在代謝過程中產(chǎn)生的纖維素酶、果膠酶等多種胞外酶進(jìn)入培養(yǎng)基，從而引起中藥材細(xì)胞破裂，其有效成分及營養(yǎng)成分得以釋放，同時(shí)大分子物質(zhì)如植物蛋白類也可以被微生物發(fā)酵過程產(chǎn)生的蛋白酶等進(jìn)行降解，形成人體易吸收的小分子活性物質(zhì)。與傳統(tǒng)中藥加工方式相比，現(xiàn)代中藥發(fā)酵方法具有極高的優(yōu)越性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種對西洋參藥材進(jìn)行微生物發(fā)酵提取的方法，西洋參藥材提取皂苷后經(jīng)本發(fā)明發(fā)酵所得提取物蛋白含量可達(dá)25.1%，多糖含量達(dá)3.76%，扣除空白微生物發(fā)酵所得，提取得率可較傳統(tǒng)中藥水煎煮提取法分別提高37%、50%，同時(shí)粗纖維含量降低56%,使所得產(chǎn)物營養(yǎng)更均衡。本發(fā)明所得發(fā)酵提取物中分子量小于6500Da的低肽蛋白占總蛋白的85%，較常規(guī)提取法提高一倍，所得產(chǎn)物營養(yǎng)價(jià)值更高。
[0006]發(fā)酵技術(shù)是我國傳統(tǒng)的食品加工方法，隨著現(xiàn)代生物方法的發(fā)展，發(fā)酵技術(shù)已廣泛的應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、石油化工和能源等行業(yè)中，將微生物發(fā)酵方法應(yīng)用于中藥提取中，是中藥炮制的創(chuàng)新性發(fā)展，是結(jié)合現(xiàn)代微生物工程而形成的高科技中藥制藥新方法。[0007]本專利選用黑曲霉和枯草芽孢桿菌進(jìn)行西洋參藥材提取皂苷后發(fā)酵提取，黑曲霉是常見的食品發(fā)酵菌株，被廣泛用作生產(chǎn)食品添加劑，包括生產(chǎn)酶制劑和有機(jī)酸等，美國食品藥品監(jiān)督局(FDA)已經(jīng)把黑曲霉來源的淀粉葡糖苷酶、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，我國也將黑曲霉作為廣泛應(yīng)用的安全發(fā)酵菌株使用至今。黑曲霉可以分泌淀粉酶、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淀粉、纖維素等高分子化合物降解為營養(yǎng)物質(zhì)，供微生物生長需要；枯草芽孢桿菌能產(chǎn)生較強(qiáng)活性的蛋白酶，可以降解某些大分子蛋白生成具有高營養(yǎng)價(jià)值的小肽和氨基酸，目前已在大豆的低聚肽類生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用。本發(fā)明通過固態(tài)發(fā)酵方法，將黑曲霉和枯草芽孢桿菌進(jìn)行組合配伍，通過發(fā)酵西洋參藥材提取尾料，獲得較優(yōu)的產(chǎn)酶和高效降解效果，不僅顯著提高了多糖、蛋白質(zhì)類營養(yǎng)功效成分的提取得率，并且提取產(chǎn)物中的低肽含量比也得到增加，提高了產(chǎn)品營養(yǎng)價(jià)值。
[0008]通過本專利提取西洋參藥材，反應(yīng)條件溫和，提高產(chǎn)物中的蛋白質(zhì)、多糖成分提取得率，同時(shí)增加低肽的含量比，其提取過程包括以下步驟:
[0009](I)提取皂苷出料后的西洋參藥材烘干、粉碎，裝入發(fā)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(zhì)量比為1:0.5-1:1.5,優(yōu)選地質(zhì)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(zhì)量比為1:0.002:0.0025-1:0.08:0.015，優(yōu)選地質(zhì)量比為 I:0.04:0.005。
[0012](2)發(fā)酵菌種子液的制備:黑曲霉與枯草芽孢桿菌的活化、擴(kuò)增培養(yǎng)，得到混合發(fā)酵菌種子液。
[0013]其中黑曲霉的活化方法為從原始菌種斜面上挑取一環(huán)，劃線法接種于培養(yǎng)基A斜面上，置于28°C培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)3-4天，得到黑曲霉菌體種子。
[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(huán)，劃線法接種于培養(yǎng)基B斜面上，置于30°C培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)3-4天，得到枯草芽孢桿菌體種子。
[0015]黑曲霉、枯草芽孢桿菌的擴(kuò)增方法為將黑曲霉菌體種子按培養(yǎng)基重量3-6%的接種量接種到裝有培養(yǎng)基A的三角瓶中，29°C恒溫、180rpm搖床，培養(yǎng)24_36h，得到黑曲霉種子。同樣將枯草芽孢桿菌體種子按培養(yǎng)基重量3-6%的接種量接種到裝有培養(yǎng)基B的三角瓶中，29°C恒溫、ISOrpm搖床，培養(yǎng)24-36h，得到枯草芽孢桿菌種子。將黑曲霉種子與枯草芽孢桿菌種子按3:1-1:3比例進(jìn)行混合，優(yōu)選比例1:2，得到混合發(fā)酵菌種子液。
[0016]培養(yǎng)基A特征的組方為:馬鈴薯塊80%，葡萄糖10%，瓊脂10%，pH值為7，121°C滅菌 20min。
[0017]培養(yǎng)基B特征組方為麥芽汁99.8%，瓊脂0.2%，pH自然，121°C滅菌20min。
[0018](3)西洋參藥材預(yù)處理液接種混合發(fā)酵菌種子液，發(fā)酵，得發(fā)酵液。
[0019]其中西洋參藥材預(yù)處理液接種方法為，將混合發(fā)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(fā)酵罐中。
[0020]發(fā)酵方法為控制發(fā)酵溫度35_37°C，發(fā)酵4-6天，終止發(fā)酵，烘干，得西洋西洋參尾料發(fā)酵提取物。
[0021]本發(fā)明所得發(fā)酵菌提取物可通過加入輔料，再經(jīng)過填充或罐裝或制粒壓片，制成膠囊劑或粉劑或片劑等可接受的制劑。[0022]輔料為賦形劑、粘合劑、崩解劑、潤滑劑、調(diào)味劑等等，賦形劑選自淀粉、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(yōu)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、淀粉中的一種或兩種以上的組合。優(yōu)選聚維酮和羥丙基纖維素。崩解劑選自淀粉、羥甲基纖維素、交聯(lián)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(yōu)選交聯(lián)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(zhì)無水硅酸、滑石粉和十二烷基硫酸鈉中的一種或兩種以上的組合。優(yōu)選硬脂酸鎂。調(diào)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(yōu)選檸檬酸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為固態(tài)發(fā)酵工藝路線。
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例一:西洋參提取發(fā)酵條件的優(yōu)化
[0025]1.發(fā)酵產(chǎn)物中多糖成分含量測定:
[0026]采用硫酸-苯酚法，參照保健食品中水溶性粗多糖的測定方法進(jìn)行測定。
[0027]1.固態(tài)發(fā)酵工藝路線
[0028]如附圖1所示。
2發(fā)酵菌種選擇
[0029]2.1單一菌種的固態(tài)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)
[0030]現(xiàn)選擇五種食品常用發(fā)酵霉菌與芽孢桿菌進(jìn)行單一菌種西洋參尾料發(fā)酵實(shí)驗(yàn)考察。選擇根米曲霉、黑曲霉、根霉、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、啤酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母七種發(fā)酵菌種，分別對西洋參藥尾料進(jìn)行單一菌種固態(tài)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，考察不同菌種對西洋參藥尾料發(fā)酵后多糖含量的影響。將五種菌種分別按5%接種量接種到20g培養(yǎng)基中，加入一倍量干藥材水分，在溫度29°C、硫酸銨添加量2%條件下發(fā)酵5天，測定發(fā)酵后干基中多糖含量。結(jié)果見表1:
[0031]表1單一菌種固態(tài)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種對西洋參藥材提取皂苷后進(jìn)行微生物發(fā)酵提取的方法，其特征在于通過以下步驟進(jìn)行提取: (1)將提取皂苷后的西洋參藥材烘干、粉碎，裝入發(fā)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(fā)酵菌種子液的制備:選擇黑曲霉與枯草芽孢桿菌經(jīng)活化、擴(kuò)增培養(yǎng)，得到混合發(fā)酵菌種子液； (3)西洋參藥材粉接種混合發(fā)酵菌種子液，混合預(yù)處理后，在穩(wěn)定條件下發(fā)酵固定時(shí)間，終止發(fā)酵、烘干，即得西洋參藥材發(fā)酵提取物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種西洋參藥材提取皂苷后發(fā)酵提取方法，其特征在于:步驟(I)中西洋參藥材粉與添加水的質(zhì)量比為1:0.5-1:1.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種西洋參藥材提取皂苷后發(fā)酵提取方法，其特征在于:步驟(1)中西洋參藥材粉與添加硫酸銨、磷酸氫二鉀的質(zhì)量比為1:0.002:0.0025-1:0.08:0.015。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種西洋參藥材提取皂苷后發(fā)酵提取方法，其特征在于:步驟(2)中發(fā)酵菌選擇米曲霉、黑曲霉、根霉、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、啤酒酵母、產(chǎn)朊假絲酵母中一種或多種菌進(jìn)行培養(yǎng)，得單一或混合發(fā)酵菌種子液，優(yōu)選黑曲霉與枯草芽孢菌分別進(jìn)行種子培養(yǎng)。
5.根據(jù)權(quán) 利要求4所述的一種西洋參藥材提取皂苷后發(fā)酵提取方法，其特征在于:步驟(2)中發(fā)酵菌優(yōu)選黑曲霉與枯草芽孢菌分別進(jìn)行種子培養(yǎng)后進(jìn)行混合，得到混合發(fā)酵菌種子液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種西洋參藥材提取皂苷后發(fā)酵提取方法，其特征在于:步驟⑵中選擇發(fā)酵菌黑曲霉、枯草芽孢桿菌分別經(jīng)的活化、擴(kuò)增培養(yǎng)，得到黑曲霉種子和枯草芽孢桿菌種子，將黑曲霉種子與枯草芽孢桿菌種子按3:1-1:3比例進(jìn)行混合，得到混合發(fā)酵菌種子液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種西洋參藥材提取皂苷后發(fā)酵提取方法，其特征在于:步驟(3)中西洋參藥材提取皂苷后預(yù)處理液接種方法為，將混合發(fā)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(fā)酵罐中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種西洋參藥材提取皂苷后發(fā)酵提取方法，其特征在于:步驟(3)中發(fā)酵方法為控制發(fā)酵溫度35-37°C，發(fā)酵4-6天，終止發(fā)酵，烘干，得西洋參藥材發(fā)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(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】李仲樹, 周麗娟, 王英, 賴榮勝, 李新南 申請人:金日制藥（中國）有限公司