CN102835652B

CN102835652B - 一种基于膜技术提取虫草被孢菌丝体的方法

Info

Publication number: CN102835652B
Application number: CN201210344464.5A
Authority: CN
Inventors: 王文风; 徐国华; 袁兵兵; 徐玲; 张瑞华; 王金恒
Original assignee: JIANGSU SHENHUA PHARMACEUTICAL CO Ltd
Current assignee: JIANGSU SHENHUA PHARMACEUTICAL CO Ltd
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2032-09-17
Also published as: CN102835652A

Abstract

本发明公开了一种基于膜技术提取虫草被孢菌丝体的方法，该方法是将虫草被孢发酵液通过微滤膜处理分离得到虫草被孢菌丝体。本发明改变了传统虫草被孢分离所用离心方式，采用高效的膜分离技术进行菌丝体分离，减少进入滤液的菌丝体，既能提高菌丝体的收率，降低滤液的COD，降低污水处理量，又不破坏细胞本身，保证胞内有效成分的全部回收。与传统的工艺相比，本发明具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。

Description

一种基于膜技术提取虫草被孢菌丝体的方法

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种提取真菌发酵菌丝体的方法，更确切地说是一种基于膜技术提取发酵虫草被孢菌丝体的新方法。

背景技术

虫草被孢菌粉（Powdered Cordyceps Mortierella Mycelia）是从天然冬虫夏草新鲜标本中分离得到的虫草被孢新菌株，采用生物工程技术精制而成。通过现代测试手段分析证明：其成分与天然冬虫夏草基本一致，富含多种氨基酸和微量元素，其中虫草酸、虫草素、虫草多糖、氨基酸的含量远远高于天然冬虫夏草。与天然虫草相比，虫草被孢菌粉具有如下几大特点：1、在化学成分和药理作用上与天然虫草相类似；2、虫草被孢菌粉毒性低于天然虫草；3、虫草被孢菌粉价格远远低于天然虫草，且可大量生产。基于上述独特优点，虫草被孢菌粉被广泛应用于制药、保健品行业。

传统虫草被孢菌丝体分离工艺多采用卧螺离心机进行分离，该方式因受制于离心机分离因子影响，分离过程中菌丝体遭到剪切力破坏，部分有效成分流失到滤液中导致产品质量和收率下降，分离所得滤液较浑浊，里面含有较多的碎菌丝，导致外排滤液COD偏高，需要经过复杂的污水处理，污水处理系统工作量太大，给企业带来了严重的经济负担。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述虫草被孢菌丝体分离提取方法的不足，提供一种基于膜技术分离提取虫草被孢菌丝体的方法，该方法既能提高菌丝体的收率，减少进入滤液的菌丝体，降低滤液的COD，降低污水处理量，又不破坏细胞本身，保证胞内有效成分的全部回收，显著增加了经济效益和社会效益。

本发明的目的主要按照下述步骤实现的：

一种基于膜技术提取虫草被孢菌丝体的方法，该方法包括以下步骤：

1）取残糖小于0.5，还原糖低于0.3，发酵液粘度100～150cP的虫草被孢发酵液通过微滤膜，得到发酵液的微滤透析液和菌丝体，收集得到菌丝体；微滤膜孔径在0.05～1μm，操作温度为10～70℃，工作压力：进压为2～8bar，出压为0～5bar；

2）低温真空烘干：将步骤1）所得的菌丝体在真空度为-0.065～-0.095Mpa，70～90℃条件下进行干燥，所得干燥物即为虫草被孢菌丝体。

该方法优选微滤膜孔径在0.05～0.5μm，操作温度为50～60℃，工作压力：进压为2～4bar，出压为1～2bar。优选微滤膜孔径在0.05μm，操作温度为50～60℃，工作压力：进压为3bar，出压为1bar，微滤膜为陶瓷膜或有机膜。

所述的干燥时间为30～35小时，得到的干燥物含水量为3～8%。

该方法所述的发酵液可以通过以下方法制备得到：虫草被孢菌株常规活化后制备虫草被孢种子液，制备好的种子液接种到发酵培养基，接种量3%～5%，发酵培养基组成为葡萄糖4%，酵母粉2%，蛋白胨3%，磷酸二氢钾0.3%，硫酸镁0.03%，消泡剂0.1%，用水配制，pH值自然，发酵液结束后检测发酵液浓稠，发酵液pH值3.45～3.55，发酵液残糖小于0.5，还原糖低于0.3，粘度100～150cP。该发酵液也可以通过其他常规方法制备。

本发明所使用的微滤膜可再生，再生用1～2％硝酸和1～2％液碱，将碱洗水和酸洗水中和得到含有无机盐离子的中性水，该水作为发酵配料用水。

本发明采用的虫草被孢菌菌种不限于某个生产厂家，市售均可，如已寄存于中国林业微生物菌种保藏管理中心的虫草被孢菌菌种Cordyceps，保藏编号CFCC 5977等可自由分让的虫草被孢菌菌种均可以使用。

本发明为虫草被孢分离提取提供了一种新的方法。该方法具有以下几个突出的优点：

1、提高收率：微滤膜孔径0.05～1μm，显著提高了菌丝体得率。

2、提高产品质量：传统卧螺离心机分离过程中虫草被孢菌丝体遭到剪切力破坏，主要有效成分部分流失到滤液中导致菌丝体有效成分降低，该工艺采用微滤膜过滤，操作过程中不会产生剪切力，可以有效保证菌丝体有效成分；

3、降低滤出液COD，减轻环保压力：传统卧螺分离由于菌丝体截留率低，部分菌丝体进入滤液，导致滤液中COD含量增高，本方法分离因子高，对菌丝体截留率大大增加，滤液澄清，滤液中菌丝体少，得到的透析液COD大大降低，其COD指标可以达到直接排放标准，仅污水处理每天就为企业减少30吨处理量，大大降低了污水处理费用。

4、清洁连续生产，能耗低：本发明方法可连续生产，膜及其配套设备使用寿命长，装置维护方便，投资少，操作过程无噪声污染，易清洁。

总之，本发明采用适宜的虫草被孢发酵液结合合适孔径的膜材料，可以最大限度的提取发酵液中的虫草被孢菌丝体，得率最高达到3.6g/L，产品品质也有很大提升，其中腺苷含量最高达到0.45%，甘露醇含量最高达到13.0%，较传统方法分别提高了0.1和2个百分比，依据WS-10001-（HD-1280）-2002标准方法检验；以孔径0.05μm膜计算，膜过滤所得菌丝体较之前卧螺离心得率提高1.0g/L，每天所放罐批次增加虫草头孢菌丝体150Kg（干料计），分离所得滤液清澈透亮，COD含量大大降低，减轻了环保压力，给企业带来了显著的经济效益、社会效益和环保效益。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。但实施例的具体细节仅用于解释本发明，不应理解为对本发明总的技术方案的限定。

实施例1

1）虫草被孢菌菌株（Cordyceps）由中国林业微生物菌种保藏管理中心提供并鉴定，保藏编号CFCC 5977。将菌株常规活化后制备虫草被孢种子液，接种环取活化的菌株2～3环接种到种子培养基，26～28℃培养30h左右，摇床转速120r/min，种子培养基组成：葡萄糖6%，酵母粉4%，蛋白胨6%，磷酸二氢钾0.3%，硫酸镁0.03%，消泡剂0.1%，用水配制，pH值自然。制备好的种子液接种到发酵培养基，接种量3%～5%，发酵培养基组成为葡萄糖4%，酵母粉2%，蛋白胨3%，磷酸二氢钾0.3%，硫酸镁0.03%，消泡剂0.1%，用水配制，pH值自然。发酵结束后检测得到的虫草被孢发酵液浓稠，pH值下降至3.5左右，镜检菌丝变细，着色浅，孢子明显增多，无杂菌污染，发酵液残糖小于0.5，还原糖低于0.3，发酵液粘度100～150cP。

2）微滤过滤：将上述虫草被孢发酵液3000Kg（虫草被孢菌丝体折干含量为3.5%）通过微滤过滤，得到虫草被孢湿菌丝体400kg（含水量74%），微滤透析液2600Kg，透析液的透光率为80％，COD为65mg/L，可以直接排放。微滤过滤所用的膜材料是孔径为50nm的陶瓷膜，具体工艺条件是：操作温度为50～60℃，进压为3.0bar，出压为1.0bar，压力差为2.0bar。微滤膜再生：用浓度为1%硝酸水溶液和1%氢氧化钠水溶液冲洗微滤膜，酸碱洗水中和后打入发酵配料罐，再添加相应培养基及少量无机盐作为发酵培养基。

3）低温干燥：将步骤2得到的400kg虫草被孢湿菌丝体进入双锥干燥器进行烘干，具体工艺条件是：干燥温度75℃，真空度为-0.085Mpa，干燥时间32h。得到100kg水分含量3.5%的虫草被孢菌丝体，该菌丝体腺苷0.45%，甘露醇含量13.0%，依据WS-10001-（HD-1280）-2002标准方法检验。

实施例2

1）、微滤过滤：将按照实施例1方法制备得到的虫草被孢发酵液3000Kg（虫草被孢菌丝体折干含量为3.5%）通过微滤过滤，得到虫草被孢湿菌丝体390kg（含水量75%），微滤透析液2610Kg，透析液的透光率为80％，COD为65mg/L，可以直接排放。微滤过滤所用的膜材料是孔径为100nm的陶瓷膜，具体工艺条件是：操作温度为50－60℃，进压为4.0bar，出压为2.0bar，压力差为2.0bar。微滤膜再生：用浓度为1%硝酸水溶液和1%氢氧化钠水溶液冲洗微滤膜，酸碱洗水中和后打入发酵配料罐，再添加相应培养基及少量无机盐作为发酵培养基。

2）低温干燥：将步骤2得到的390kg虫草被孢湿菌丝体进入双锥干燥器进行烘干，具体工艺条件是：干燥温度85℃，真空度为-0.075Mpa，干燥时间32h。得到98kg水分含量3%的虫草被孢菌丝体，该菌丝体腺苷0.43%，甘露醇含量12.8%，依据WS-10001-（HD-1280）-2002标准方法检验。

实施例3

1）、微滤过滤：将按照实施例1方法制备得到的虫草被孢发酵液3000Kg（虫草被孢菌丝体折干含量为3.5%）通过微滤过滤，得到虫草被孢湿菌丝体405kg（含水量74%），微滤透析液2595Kg，透析液的透光率为80％，COD为65mg/L，可以直接排放。微滤过滤所用的膜材料是孔径为50nm的陶瓷膜，具体工艺条件是：操作温度为30－40℃，进压为8.0bar，出压为3.0bar，压力差为5.0bar。微滤膜再生：用浓度为1%硝酸水溶液和1%氢氧化钠水溶液冲洗微滤膜，酸碱洗水中和后打入发酵配料罐，再添加相应培养基及少量无机盐作为发酵培养基。

2）低温干燥：将步骤2得到的405kg虫草被孢湿菌丝体进入双锥干燥器进行烘干，具体工艺条件是：干燥温度80℃，真空度为-0.085Mpa，干燥时间30h。得到103kg水分含量5%的虫草被孢菌丝体，该菌丝体腺苷0.42%，甘露醇含量12.5%，依据WS-10001-（HD-1280）-2002标准方法检验。

Claims

1.一种基于膜技术提取虫草被孢菌丝体的方法，其特征是该方法包括下述步骤：

1）取残糖小于0.5，还原糖低于0.3，发酵液粘度100～150cP的虫草被孢发酵液通过微滤膜，得到发酵液的微滤透析液和菌丝体，收集得到菌丝体；微滤膜孔径在0.05～0.5μm，操作温度为50～60℃，工作压力：进压为2～4bar，出压为1～2bar；所述的发酵液是通过以下方法制备得到的：虫草被孢菌株活化后制备虫草被孢种子液，制备好的种子液接种到发酵培养基，接种量3%～5%，发酵培养基组成为葡萄糖4%，酵母粉2%，蛋白胨3%，磷酸二氢钾0.3%，硫酸镁0.03%，消泡剂0.1%，用水配制，pH值自然，发酵结束后得到发酵液pH值3.45～3.55，发酵液残糖小于0.5，还原糖低于0.3，粘度100～150cP；

2）低温真空烘干：将步骤1）所得的菌丝体在真空度为-0.065～-0.095Mpa，70～90℃条件下进行干燥，所得干燥物即为虫草被孢菌丝体；所述的干燥时间为30～35小时，得到的干燥物含水量为3～8%。

2.根据权利要求1所述的基于膜技术提取虫草被孢菌丝体的方法，其特征是该方法所述的微滤膜孔径在0.05μm，操作温度为50～60℃，工作压力：进压为3bar，出压为1 bar。

3.根据权利要求1所述的基于膜技术提取虫草被孢菌丝体的方法，其特征是该方法所述的步骤1中的微滤膜为陶瓷膜或有机膜。