CN103114040B - 一种中药废渣制备的微生物培养基及其应用和制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种微生物培养基及其应用和制备方法,具体涉及一种中药废渣制备的微生物培养基及其应用和制备方法。所述中药废渣制备的微生物培养基由中药五味子提取物废渣和水组成,所述中药五味子提取物废渣和水的重量比例为1∶1-2。本发明中药废渣制备的微生物培养基可以有效而充分地利用中药废渣所含有的营养成分以及有效成分,而且其生产成本较低,中药废渣得到有效充分利用的同时,其对环境的污染大幅减小。
Description
技术领域
本发明涉及一种微生物培养基及其应用和制备方法,具体涉及一种中药废渣制备的微生物培养基及其应用和制备方法。
背景技术
中草药业是中国的传统产业之一,近几年随着中医药事业的发展,中草药和中成药的应用日益增多,而随之带来的则是大量中药材经提取后产生的中药废渣污染。现有中药材的提取工艺较为单一,从而造成中药废渣中含有大量的营养物质如粗纤维、粗蛋白、粗脂肪、糖类和氨基酸等,而且中药废渣中还会含有许多药用活性成分。
但目前为止对中药废渣的利用一般仅限于将其粉碎后添加到动物饲料中,从而对动物的生长起到一定的促进作用。该法应用普遍,但具有一定的局限性,如:一、中药废渣原料来源不同,组方复杂,加工工艺有差异、有效成分差距较大,很难对中药废渣做出准确的药效评定和统一的质量标准;二、中药废渣一般是通过干燥、粉碎后直接添加于饲料中,但由于中药废渣中含有大量动物不易消化吸收的粗纤维,从而造成其营养成分的流失;三、由于中药废渣中的药用活性成分含量较低,其在生产中的添加量偏高,常会影响到饲料的适口性;四、生产企业在进行中草药添加剂组方时,大多根据中医资料吉泽或中草药的用途和功能,而不是针对不同动物的特性和生长阶段的需要,片面的追求添加的作用和效果,缺乏科学系统的理论佐证;五、目前中药废渣的利用价值评估绝大多数仅停留在表观的生产性能,而生产性能与药渣活性成分之间的关系不明确,就限制了药渣更深层次的加工与利用。
综上,现有对中药废渣的利用还需得到进一步的开发。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种中药废渣制备的微生物培养基,其可以有效而充分地利用中药废渣所含有的营养成分以及有效成分,而且其生产成本较低,中药废渣得到有效充分利用的同时,其对环境的污染大幅减小。
为解决以上技术问题,本发明的技术方案是采用一种中药废渣制备的微生物培养基,所述培养基由中药五味予提取物废渣和水组成,所述中药五味子提取物废渣和水的重量比例为1∶1-2。
本发明与现有技术相比,其详细说明如下:
本发明首先采用将中药材废渣制备成微生物培养基的方式;中药废渣中一般含有一定量的营养成分,包括粗纤维、粗蛋白、粗脂肪、糖类和氨基酸等;中药废渣制备成动物饲料,而动物在对其中包含的营养物质的消化吸收上具有一定的局限性,因此,将中药废渣制备成微生物培养基的方式,可以利用微生物包括各种真菌以及细菌等对上述营养物质的酶解作用从而达到对中药废渣中营养物质的充分利用,同时,中药废渣制备的微生物培养基对于微生物的培养能够起到一定的促进作用。
现有已知的中药材有近万种,而且从这些近万种的中药材的废渣中筛选出具有能够不加入其他营养物质而直接对微生物进行培养的种类,需要进行大量的研究工作。本发明人经过充分的研究发现,在所有已知的近万种中药材中,中药五味子提取物废渣中含量大量的营养成分以及多种微量元素,因此,将中药五味子提取物废渣和水共同制备而成的培养基,其中不加任何的营养物质,所得培养基仍然可以对微生物进行培养。本发明人经过筛选后经中药五味予提取物废渣和水制备而成的培养基与现有其他利用中药废渣制备的培养基而言,本发明培养基中未加入任何的营养物质,但仍然能够对微生物进行培养。
另外,由于现有对中药材的提取工艺较为单一,从而造成中药五味子提取物废渣中所含有的药效成分相对较多,因此,利用中药五味予提取物废渣和水制备而成的培养基对于微生物的培养有一定的促进作用。
另外,本发明所述培养基仅采用中药五味予提取物废渣和水制成,其相对于现有其他利用中药废渣制备的培养基而言,同样可以减少中药废渣当做垃圾处理而造成的对环境的污染问题,同时本发明微生物培养基在制作上由于没有使用外加的营养物质,而是采用药渣本身所含有的营养物质来对微生物进行培养,因此本发明微生物培养基的制作成本大幅降低。
本发明所述微生物包括现有已知的各种微生物,包括有细菌、真菌、病毒、放线菌、支原体、衣原体等。本发明所述微生物培养基在对各种微生物的培养过程中,其中真菌中的虫草菌在相同的培养过程中生长速度更快,因此,本发明所述微生物培养基的环境更适合于虫草菌。本发明所述虫草菌是现有已知的一类寄生于昆虫、蜘蛛等节肢动物以及某些真菌上的真菌类群,包括有蛹虫草菌、冬虫夏草菌、珊瑚虫草菌、红座虫草菌、蚁窝线虫草菌等。
本发明的第二个目的是提供一种所述的中药废渣制备的培养基的制备方法,该方法为所述中药五味子提取物废渣经粉碎成药渣粉末后,将所得药渣粉末与水按1:1-2的重量比例混合并灭菌得所述中药废渣制备的培养基。本发明制备方法中为采用加入其它任何的营养物质的方式,而是直接将中药五味子提取物废渣粉碎成粉末后,将其与水进行混合并灭菌的方法;本发明所述微生物培养基的制备方法还可采用直接将中药五味子提取物废渣与水混匀的方式,但本发明优选采用将中药五味子提取物废渣先粉碎后与水混合的方式,该方式所得培养基对于微生物的培养有更好的促进作用。
本发明培养基的制备方法中优选采用所述药渣粉末过20目筛,过筛药渣粉末与水按1:1-2的重量比例混合并灭菌得所述中药废渣制备的培养基。本发明优选采用将药渣粉碎后经过筛的方式来除去一些杂质成分,从而所得培养基对微生物的培养有进一步的促进作用。
本发明培养基的制备方法中可以采用现有的任一种方式对其进行灭菌处理,本发明优选为采用所述灭菌方式为蒸汽灭菌和/或紫外灭菌;更进一步的,本发明优选为采用蒸汽灭菌和紫外灭菌相结合的方式,更进一步的优选为先采用蒸汽灭菌后采用紫外灭菌的方式。
本发明培养基的制备方法的蒸汽灭菌的温度可以采用现有常用的温度,本发明优选采用所述蒸汽灭菌时蒸汽的温度为110-130℃。在上述温度区间内,培养基内的营养物质以及药效成分不会得到较大的损失,尤其是中药五味子提取物废渣中药效成分。更进一步优选的,本发明优选采用所述蒸汽灭菌时蒸汽的温度为121℃;经过发明人的多次研究发现,由于本发明微生物培养基的主要成分为中药五味子提取物废渣和水,若蒸汽灭菌时的温度为121℃,培养基中五味子的药效成分能够得到最大程度的保留。
本发明的第三个目的在于提供一种所述的培养基在培养虫草菌上的应用。本发明所述微生物培养基更适合于对虫草菌进行培养。
本发明优选采用所述培养基在培养蛹虫草菌上的应用;本发明所述蛹虫草菌又叫北冬虫夏草菌,其为冬虫夏草菌同属的真菌;蛹虫草菌是现已报道的虫草菌种唯一能大量形成虫草素的菌种;虫草素是一种具有免疫调节、抗肿瘤、降低血糖和降血脂等作用的物质。另外,虫草多糖也是中在蛹虫草中含量为4-10%的具有提高免疫力作用的物质。本发明人经过研究发现,利用本发明的微生物培养基培养蛹虫草菌,相较于普通的真菌培养基而言,所得虫草素的含量相近甚至更高。因此,本发明优选提供所述培养基在培养蛹虫草菌上的应用,其可以促进虫草素大量产生。
本发明的第四个目的在于提供一种所述培养基培养虫草菌的方法,其为将虫草菌种液散布于所述培养基表面进行接种,将接种后的培养基于25-27℃下恒温避光培养10-15天即可。本发明所述培养方法可采用现有的任一种培养虫草菌的方法,本发明优选采用将菌种接种于培养基后,将培养基于25-27℃下恒温避光培养10-15天即可。
本发明所述培养方法优选采用所述虫草菌为蛹虫草菌;当菌种为蛹虫草菌时,该培养方法所得虫草素的含量较高。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
对照例1
现有PDA培养基,组成及制备如下:马铃薯200.0g(去皮煮后取汁),葡萄糖20.0g,酵母膏5g,蛋白胨5g,KH2PO42g,MgSO41g,VB1一片,蒸馏水1000ml,高压蒸汽灭菌(121℃,30min)后制成培养基。
对照例2
现有大米固态培养基,制备如下,称取一定量大米,加水浸泡50min,115℃灭菌15min,制成培养基。
对照例3
现有人参提取物废渣经粉碎过20目筛,过筛粉末与水按照1:1.5(W/V)比例混合,高压蒸汽灭菌(121℃,30min),制成培养基。
对照例4
将中药五味子提取物废渣和水按照1:1-2的重量比例混合,灭菌后制成培养基。
对照例5
将中药五味子提取物废渣先进行粉碎,所得粉末和水按照1:1-2的重量比例混合并紫外灭菌后制成培养基。
对照例6
将中药五味子提取物废渣先进行粉碎,所得粉末经20目筛过筛后,筛下药渣粉末与水按照1:1-2的重量比例混合并采用110-130℃下蒸汽灭菌后制成培养基。
对照例7
将中药五味子提取物废渣先进行粉碎,所得粉末经50目筛过筛后,筛下药渣粉末与水按照1:1-2的重量比例混合并采用110-130℃下蒸汽灭菌后制成培养基。
对照例8
将中药五味子提取物废渣先进行粉碎,所得粉末经20目筛过筛后,筛下药渣粉末与水按照1:1-2的重量比例混合并先采用在110-130℃下蒸汽灭菌,然后紫外灭菌的方式制成培养基
对照例9
将中药五味子提取物废渣先进行粉碎,所得粉末经20目筛过筛后,筛下药渣粉末与水按照1:1-2的重量比例混合并先采用在121℃下蒸汽灭菌,然后紫外灭菌的方式制成培养基。
下面将分别以实施例1和实施例2两组实验来说明本发明微生物培养基对于微生物的培养促进作用和对虫草菌,尤其是蛹虫草菌的虫草素含量的促进培养作用。
实施例1——菌质多糖含量测定
将对照例1-9所得培养基分别用于培养蛹虫草菌和冬虫夏草菌,每个对照例所得培养基设置五个重复培养蛹虫草菌和冬虫夏草菌的实验,培养方法为采用将蛹虫草菌种液和冬虫夏草菌种液分别散布于对照例1-9所得培养基的表面,并将所得培养基于25-27℃下恒温避光培养10-15天,从第五天开始对各培养基取样后将所得样品烘干并进行药性菌质多糖含量测定,实验条件如下:采用浓硫酸-苯酚法检测多糖含量,用分析纯葡萄糖绘制标准曲线,得回归方程为Y=0.0078X-0.061,R2=0.9992;每个对照例的五个重复试验通过上述实验条件检测得多糖含量后取平均值,各培养基的检测结果即多糖含量平均值如表一和表二所示。
实施例2——菌质虫草素含量测定
将对照例1-9所得培养基分别用于培养蛹虫草菌,每个对照例所得培养基设置五个重复培养蛹虫草菌的实验,培养方法为采用将蛹虫草菌种液分别散布于对照例1-9所得培养基的表面,并将所得培养基于25-27℃下恒温避光培养10-15天,从第五天开始对各培养基取样后将所得样品烘干并进行药性菌质虫草素含量测定实验,实验条件如下:采用高效液相色谱法检测虫草素含量,色谱条件为Diamonsil C18柱(4.6mm*150mm,5μm),以磷酸盐缓冲液(pH6.5)(取0.01mol/L磷酸二氢钠68.5mL与0.01mol/L磷酸氢二钠31.5mL,混合)-甲醇(17:3,体积比)为流动相,流速1mL/min,检测波长260nm,进样量10μL,温度30℃。首先绘制虫草素标准曲线,得回归方程为Y=34473X+34135,R2=0.9988;每个对照例的五个重复试验通过上述实验条件检测得虫草素含量后取平均值,各培养基的检测结果即虫草素含量平均值如表三所示。
实施例3——本发明培养基对不同菌质的培养程度
利用实施例1的实验条件及实验方法将对照例4-9分别用于培养蛹虫草菌、酵母菌、金黄色葡萄球菌并检测各培养的微生物的第7天、第9天和第11天的多糖含量,计算平均值,所得结果如表四所示。
上述所使用的菌种均可以在市场上购买得到,或者从中国微生物菌种保藏中心得到。
表一
表二
表三
表四
从表一和表二的实验数据可以看出,本发明培养基在对微生物进行培养时,菌质中的多糖含量先增加后降低,说明菌质本身在生长的过程中利用了培养基中中药五味予提取物废渣的原有多糖,同时自身也产生多糖;表一和表二中对照例1和对照例2为现有常用的虫草菌培养基,对照例3为普通的中药废渣制成的培养基,而对照例4-9均为本发明利用中药五味子提取物废渣制备的培养基;从表一和表二中数据可以看出本发明培养基相较于现有其他的常用培养基而言,对虫草菌的培养具有很好的促进作用。
与此同时,从表一中对照例4-9的实验数据可以看出,培养基制备过程中的药渣粉碎、粒径大小、含水量、灭菌方式、灭菌温度等步骤的不同所得培养基对蛹虫草菌的培养具有不同的促进作用。
从表三的实验数据可以看出,本发明培养基在对蛹虫草菌进行培养时,菌质中的虫草素含量与比现有常用培养基接近甚至更高,这说明利用本发明中药五味子提取物药渣制备的培养基可以用于发酵培养蛹虫草菌。
本发明所述培养基培养出来的蛹虫草菌中虫草素含量可达0.49%,多糖含量可达2.86%,对于中药五味子提取物废渣中的营养成分及药效成分能够达到充分的利用。
从表四的实验数据可以看出,本发明培养基对不同微生物的培养促进作用是不同的;从表四各微生物中多糖含量的变化数值可以看出,本发明培养基对于真菌,尤其是虫草菌培养具有较好的促进作用;同时,培养基制备过程中的药渣粉碎、过筛、灭菌方式、灭菌温度等步骤的不同所得培养基对微生物的培养具有不同的促进作用。
另外,本发明中并未采用将中药材本身作为制备培养基的原料,而是采用将中药经过提取后的废渣作为制备培养基的原料,一方面是由于某些中药材本身价格昂贵,另一方面主要是为了减少中药废渣本身的浪费。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种中药废渣制备的微生物培养基,其特征在于:所述微生物培养基由中药五味子提取物废渣和水组成,所述中药五味子提取物废渣和水的重量比例为1:1-2;所述微生物为虫草菌;
所述微生物培养基按以下方法制备所得:所述中药五味子提取物废渣经粉碎成药渣粉末后,将所得药渣粉末与水按照1:1-2的重量比例混合并采用蒸汽灭菌的方式得所述中药废渣制备的培养基,并且所述蒸汽灭菌时蒸汽的温度为110-130℃。
2.一种权利要求1所述的中药废渣制备的微生物培养基的制备方法,其特征在于:所述中药五味子提取物废渣经粉碎成药渣粉末后,将所得药渣粉末与水按照1:1-2的重量比例混合并采用蒸汽灭菌的方式得所述中药废渣制备的培养基,并且所述蒸汽灭菌时蒸汽的温度为110-130℃。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述药渣粉末经粉碎过20目筛,过筛后的药渣粉末与水按1:1-2的重量比例混合并灭菌得所述中药废渣制备的培养基。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述蒸汽灭菌时蒸汽的温度为121℃。
5.权利要求1所述的微生物培养基在培养虫草菌上的应用。
6.根据权利要求7所述的应用,其特征在于:所述虫草菌为蛹虫草菌。
7.一种利用权利要求1所述微生物培养基培养虫草菌的方法,其特征在于:将虫草菌种液散布于所述培养基表面进行接种,将接种后的培养基于25-27℃下恒温避光培养10-15天即可。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:所述虫草菌为蛹虫草菌。
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