CN101791329A

CN101791329A - 黄芪废弃物虫草发酵技术及应用

Info

Publication number: CN101791329A
Application number: CN201010134855A
Authority: CN
Inventors: 朱振元; 丁丽娜; 司传领; 刘安军
Original assignee: Tianjin University of Science and Technology
Current assignee: Tianjin University of Science and Technology
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2010-08-04

Abstract

本发明主要涉及中药黄芪水醇浸提后残渣、黄芪叶、茎等废弃物作为冬虫夏草无性型-中国拟青霉固态发酵的基质，经固态培养之后，可获得含有粗多糖、虫草酸和水溶蛋白等功能成份的发酵产物，其中粗多糖含量为10.32％，比黄芪废弃物中粗多糖含量增加47％；甘露醇含量为2.38％，比黄芪废弃物中甘露醇含量提高11.5倍；水溶蛋白含量为1.72％，比黄芪废弃物高2.80倍。该制备工艺合理有效，开创了一新的工艺路线，实现了黄芪废弃物的综合利用，减少了对环境的污染，降低了生产成本，提高了经济效益，同时发酵产物可以广泛应用于食品和医药保健等领域。

Description

黄芪废弃物虫草发酵技术及应用

技术领域

本发明涉及黄芪废弃物作为虫草菌丝体固态发酵的基质，同时，本发明还涉及黄芪虫草发酵基质功能产品生产技术及应用，旨在提供一种具有虫草固态发酵成份的黄芪粉，以及相关的生产技术。

背景技术

黄芪是一种传统中药，首载于我国古代第一部本草著作《神农本草经》，为豆科多年生草本植物蒙古黄芪(Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus Hsiao Bge.)、膜荚黄芪(Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.)的干燥根。黄芪味甘，性微温，具有补气升阳，益卫固表、托疮生肌、保护肝脏等功效。用于气虚乏力，食少便溏，中气下陷，久泻脱肛，便血崩漏，表虚自汗，气虚水肿，痈疽难溃，久溃不敛，血虚痿黄，内热消渴；慢性肾炎蛋白尿，糖尿病等。是临床和保健的常用中药。

自七十年代以来，国内外对黄芪及其同属近缘植物中的化学成分进行了大量的研究。研究表明，黄芪的化学成分主要为多种黄酮类和三萜皂苷类化合物。另外还有单糖、多糖、氨基酸等。黄芪皂苷是黄芪中的主要有效成分，具有降压、镇痛和调节代谢等作用。黄芪总黄酮具有清除超氧阴离子(O₂ ^-)或H₂O₂作用，从而抑制脂膜质过氧化。膜荚黄芪中总多糖由葡萄糖、阿拉伯糖、葡糖酸、半乳糖醛酸等组成。黄芪中含有20多种微量元素，如钪、铬、钴、铜、硒、钼、铯、铁、锰、锌、铷等，尤以后四者含量相对较大，是人体所必需的元素。蒙古黄芪中含有二十几种氨基酸，其中含量较高的几种是天冬酰胺、刀豆氨酸、脯氨酸、精氨酸、天冬氨酸、丙氨酸。其中人体必需的氨基酸占总数的40％。

目前，国内外学者对黄茂药理作用研究较多，发现其有多种生理活性。研究表明，黄茂对免疫系统、心血管系统、血液及造血系统、机体代谢、泌尿系统、内分泌系统、神经系统、消化系统等均有影响。

冬虫夏草(Cordyceps sinensis)是一类十分重要的药用真菌，是寄生于昆虫体上的真菌与其寄主昆虫形成的虫菌复合体，属于虫草属(Cordyceps)。冬虫夏草作为一种名贵的中药材，除了含水分、粗蛋白、粗纤维、脂肪等化合物，还含有虫草素、腺嘌呤、腺苷、尿嘧啶、尿苷、鸟嘌呤等11种核苷类物质、虫草多糖、甾醇类、氨基酸、维生素和微量元素等。冬虫夏草的保健功能甚多，主要有抗癌、抗肿瘤、抗氧化、抗菌、抗病毒、抗辐射，及护心、脑、肾、肝细胞等保健功效，另外还可以提高免疫力、降低血糖、抗衰老、预防心血管疾病、兼具平喘等镇静疗效，改善和提高记忆力、促进机体新陈代谢、调节内分泌等作用。

鉴于保健与用药需要的增加，而自然生态环境遭到严重破坏，天然虫草资源锐减，供求矛盾日益加剧。为解决冬虫夏草的资源匮乏问题，人们从虫草体内分离虫草真菌，采用深层发酵技术对其进行人工发酵培养得到大量菌丝体，它们也具有与冬虫夏草类似的功能活性成分和药理作用。这些菌丝体已经被进一步开发成多种药品和滋补品，在治疗疾病和滋补身体方面发挥了重要作用，取得了可观的社会效益和经济效益。

在保健品的开发热潮下，本专利发明了以黄芪废弃物为发酵基质的虫草发酵产物，经烘干研磨后可制成富含虫草功能性成分和黄芪功能性成分的黄芪虫草粉，功能的活性成分的应用也许会有更大提高改善。

发明内容

本发明的目的是将冬虫夏草在黄芪渣为基质进行固态发酵，发酵成熟后干燥磨粉后，提取各有效功能活性成分进行分析，而非利用黄芪和虫草各自提取功能成份添加混合分析。使得黄芪废弃物变废为宝，功能成分大幅提高，使之成为保健发酵产品。

本发明的另一目的在于提供黄芪虫草粉中多种功能产品的制备方法，其方法工艺简单，产品效率高。

本发明的目的还在于提供该黄芪虫草粉在医药、保健、饲料添加剂等方面的应用。

在实施时，主要可利用中药黄芪水醇浸提后残渣、黄芪叶、茎等废弃物作为冬虫夏草菌固态发酵的基质，经固态培养之后，可获得含有高功能成份的发酵产物；将该发酵产物干燥磨成粉状，可成为富含虫草功能成份的黄芪虫草粉。

本发明提供的黄芪虫草粉功能产品有粗多糖、虫草酸和水溶蛋白。黄芪虫草粉中粗多糖的含量为10.32％，比黄芪废弃物中粗多糖含量增加47％；其甘露醇含量为2.38％，比黄芪废弃物中甘露醇含量提高11.5倍；其总氮含量与黄芪废弃物相差很小，而水溶蛋白含量为1.72％，比黄芪虫草粉高2.8倍。

具体实施方式

实施例1：黄芪虫草固体发酵培养

1、培养及配方

斜面PDA培养基。

种子培养液：葡萄糖2％，蛋白胨1％，K₂HPO₃ 0.3％，MgSO₄ 0.15％，121℃灭菌20min。

发酵培养基：按照固液比为1∶1.5的比例配制，2.0g蔗糖，0.1g蛋白胨，溶于60ml水中，加入到38g黄芪废弃物中，搅拌均匀，121℃灭菌30min。

2、培养方法

活化好的冬虫夏草菌种接到种子培养液中，温度20℃、转速150r/min摇床培养3d，以5％-10％的接种量接种到固体发酵培养基上，温度20℃、湿度60％下静置培养45天。

实施例2：黄芪虫草粉粗多糖的提取和测定

1、粗多糖提取

准确称取1.0g黄芪虫草固体培养渣和1.0g黄芪渣，以20倍的水在80℃下浸提2h，6000r/min离心15min取上清液，沉淀重复提取两次，合并提取液浓缩后醇沉过夜，得粗多糖，沉淀水溶后用100ml容量瓶定容。

2、多糖测定

苯酚-硫酸法。得葡萄糖标准曲线回归方程为：Y＝10.512*X+0.005 R²＝0.9988。结果表明，黄芪虫草粉中比黄芪废弃物多糖含量明显增加，增加47％。

表1粗多糖含量

实施例3黄芪虫草粉甘露醇的提取和测定

1、黄芪虫草粉中甘露醇的提取

分别称取冬虫夏草菌丝体粉末0.9677g，虫草黄芪粉0.9988g，黄芪粉1.0513g，于150mL圆底烧瓶中，加蒸馏水20mL，沸水浴，加热回流2h。冷却后于5000r/min、15min离心，取上清液用100mL容量瓶定容。甘露醇含量的测定采用高碘酸钠比色法测定。

2、甘露醇含量测定

称取100mg甘露醇加水定容于100mL容量瓶中，吸取2.5mL于25mL的容量瓶中，定容，得0.1mg/mL的甘露醇溶液，分别吸取0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9mL于不同的试管中，补水至1mL，分别加入1mL高碘酸钠溶液[硫酸溶液(98％浓硫酸1mL+蒸馏水19mL)90mL与高碘酸钠溶液(高碘酸钠2.3g+蒸馏水至1000mL)110mL混合制成]，混匀，室温放置10min，加2mL 0.1％鼠李糖溶液，以除去过多的高碘酸钠，混合后，加入4mL新鲜的NASH试剂(150g醋酸铵+2mL冰醋酸+2mL乙酰丙酮，用蒸馏水定容至1000mL)，53℃水浴15min，使其呈色，冷却，在413nm处测OD值，见表3。以同样处理的1mL蒸馏水作对照。以甘露醇浓度为横坐标，各管OD值为纵坐标做标准曲线。得甘露醇标准曲线回归方程为：Y＝9.8554*X-0.0116R²＝0.9992。结果显示黄芪虫草粉比黄芪废弃物中甘露醇含量增加21.07mg/g，提高了11.5倍。

表4虫草酸含量测定结果

实施例4：总氮含量

凯氏定氮法，采用国标GB/T 5009.5-2003食品中蛋白质的测定第一法。测得黄芪废弃物蛋白质含量为13.09g/100g，虫草黄芪粉中蛋白质含量为21.37g/100g。由结果明显的看出蛋白含量的差异，培养后的黄芪蛋白含量提高63％。但是，发酵曲中总氮含量是一定的，凯氏定氮法测量总氮含量显示，黄芪虫草粉单位含氮量比黄芪废弃物的单位含氮量增加。原因是发酵基质经烘干研磨处理后质量减少，虫草真菌在发酵中起到生物转化的作用，使得单位含氮量增加。

实施例5：水溶蛋白提取及含量测定

1、水溶蛋白的提取方法

准确称取205.5mg虫草黄芪粉和205.8mg黄芪粉，分别溶于30ml纯净水中，超声波处理10min，4℃9000r/min离心20min，取上清于100ml容量瓶定容测定OD595nm值。

2、水溶蛋白测定方法

染料结合比色法(考马斯亮蓝G-250比色法)。蛋白标准品的回归方程为Y＝0.0067*X+0.0362，相关系数R²＝0.9919。计算出黄芪粉和虫草黄芪粉中水溶性蛋白的浓度分别为9.07μg/ml(OD595为0.099)和35.19(OD595为0.273)。按称取的冬虫夏草的量可知水溶性蛋白在黄芪粉和虫草黄芪粉中的含量分别为0.45％和1.72％。黄芪虫草粉比黄芪废弃物中水溶蛋白含量提高2.8倍。

本发明的固形物质通过装囊等工艺可制成黄芪虫草功能活性物胶囊，或经过封袋工艺制成黄芪虫草功能活性产品粉。

本发明的液形物经勾兑或精制等工艺可以制成含虫草生物活性物质的虫草酒、黄芪虫草口服液。

Claims

1.一种利用虫草菌种固态发酵黄芪废弃物制备功能黄芪虫草粉的方法，其特征在于：是以黄芪废弃物为原料，将该原料粉碎、灭菌后接种虫草菌种，在好氧条件下固态发酵，发酵产物经干燥、粉碎后得到黄芪虫草粉，该黄芪虫草粉富含粗多糖、虫草酸和水溶蛋白等功能成份。

2.根据权利要求1所述的一种利用虫草菌种固态发酵黄芪废弃物制备功能黄芪虫草粉的方法，其特征在于：以黄芪废弃物为基质进行固体发酵虫草的培养基配方及培养方法：按照固液比为1∶1.5的比例配制，2.0g蔗糖，0.1g蛋白胨，溶于60ml水中，加入到38g黄芪废弃物中，搅拌均匀，121℃灭菌30min。活化好的冬虫夏草菌种接到种子培养液中，温度20℃、转速150r/min摇床培养3d，以5％-10％的接种量接种到固体发酵培养基上，温度20℃、湿度60％下静置培养45天。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用虫草菌种固态发酵黄芪废弃物制备功能黄芪虫草粉的方法，其特征在于：本发明提供的黄芪虫草粉富含粗多糖、虫草酸和水溶蛋白等功能成分。其中粗多糖含量为10.32％，比黄芪废弃物中粗多糖含量增加47％；甘露醇含量为2.38％，比黄芪废弃物中甘露醇含量提高11.5倍；水溶蛋白含量为1.72％，比黄芪废弃物高2.80倍。

4.根据权利要求1、2、3所述的黄芪虫草粉可在食品和医药保健等领域应用。