CN103493681A - 一种利用三七渣混菌发酵生产药性菌质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用三七渣混菌发酵生产药性菌质的方法。本发明是这样实现的：（1）对三七渣进行干燥、粉碎、筛分预处理；（2）将经过预处理的三七渣、氮源、磷源、麸皮和水按一定比例混合均匀；（3）将混合均匀的物料进行蒸汽灭菌处理；（4）在灭菌后的物料上接种红曲霉和灵芝进行混菌固态发酵；（5）发酵培养物经干燥后就得到药性菌质。采用本发明所述方法，可以将三七渣转化为具有独特性味功能的药性菌质。本发明将三七渣进行资源化利用，不仅减少了其对环境造成的污染，还能为中医药行业提供一种新型药材。
Description
技术领域
本发明属于工业废弃物资源化领域，涉及一种利用三七渣混菌固态发酵生产药性菌质的方法。
背景技术
三七是我国传统名贵中药材，其根茎可以入药，提取有效成分后的三七渣通常被视为废弃物。采用焚烧、填埋、固定区域堆放等传统方法对其进行处置，不仅需要投入大量的资金，占用大量土地，还可能造成严重的环境污染：将其焚烧处理会腐蚀锅炉壁、产生大量烟尘，污染空气；将其填埋需要占用大量土地；将其进行固定区域堆放，在日晒雨淋作用下可能对水体环境造成不良影响，还可能会由于腐败变质而产生异味。经提取有效成分后的三七渣中仍然含有淀粉、纤维素、蛋白质、氨基酸、生物碱、三七多糖、三七黄酮及各种微量元素等营养物质和药用组分，将其作为发酵基质进一步开发利用，可以变废为宝，提高资源的利用效率。申请号为201010232573.9的中国发明专利公开了“一种用三七渣发酵蒸馏制备的白酒及方法”；申请号为201110119291.2的中国发明专利公开了“一种用三七渣发酵生产蛋白饲料的方法”；申请号为201210196021.6的中国发明专利公开了“一种利用三七渣发酵生产木霉生防制剂的方法”；申请号为201210521383.8的中国发明专利公开了“一种利用三七渣发酵生产饲用复合酶制剂的方法”。考虑到红曲霉和灵芝这两种传统的药用真菌不仅是理想的保健食品，还具有防病治病、扶正固本的功能，本发明提出采用红曲霉和灵芝对三七渣进行混菌固态发酵，可以获得一种具有独特性味功能的药性菌质。
灵芝为担子菌纲、多孔菌科，灵芝属真菌。灵芝中含有多糖、三萜、蛋白质、核苷、多种微量元素，如锌、钼、铁、硼、铜、锗等有效成分。灵芝具有调节免疫、抗肿瘤、抗肝损伤、止咳平喘、降血糖、抗衰老、改善记忆等作用。红曲霉在生长过程中能产生多种酶类，如淀粉酶、糖化酶、麦芽糖酶、蛋白酶、果胶酶、酯化酶等。其中淀粉酶、糖化酶等能将淀粉水解形成糊精、低聚糖和葡萄糖等低分子物质；蛋白酶能将蛋白质分解成多肽、氨基酸等小分子化合物。红曲霉能够产生莫那可林K（Monacolin K, 又名洛伐他汀）、红曲色素、红曲多糖、麦角固醇等次生代谢产物，具有调节和增强人体免疫力、降血脂、降血压、降血糖、抗炎、抗癌等功效，具有对心肌细胞、内皮细胞的保护作用，对呼吸道和胞体病毒的抑制作用等。此外，红曲霉还能抑制肿瘤、预防老年痴呆、治疗骨质疏松。
通过红曲霉和灵芝的发酵作用，不仅可以可将三七渣中所含的淀粉、纤维素、蛋白质等非药用组分作为营养物质加以利用，而且三七渣中所含的某些活性成分也能促进红曲霉和灵芝的生长以及次生代谢产物的生成。在发酵过程中，一方面，红曲霉和灵芝自身能够生成具有生物活性的次生代谢产物；另一方面，红曲霉和灵芝分泌的酶类物质还能够对三七渣中原有的一些药物活性成分进行催化转化和结构修饰，生成新的药物活性成分。此外，红曲霉和灵芝发酵生成的次生代谢产物也能与药渣中的各种成分发生化学反应形成新的化合物。此外，由于红曲霉和灵芝具有良好的互利共生关系，在混菌发酵过程中红曲霉还可以促进灵芝生物量和胞外多糖的增加。与红曲霉或灵芝单菌发酵相比，混菌发酵可以更大幅度地改变三七渣的药性，混菌发酵获得的菌质中含有种类更加丰富的生物活性组分，可以提高疗效，降低不良反应，扩大适应症。
总之，通过红曲霉和灵芝的共同作用，可以降低三七渣中非药用组分的含量，生成大量新的活性组分，如灵芝多糖、灵芝三萜、红曲色素、红曲多糖、莫那可林K、麦角固醇等，从而形成具有独特性味功能的药性菌质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用三七渣混菌固态发酵生产药性菌质的方法。本发明所述利用三七渣混菌固态发酵生产药性菌质的方法，其工艺步骤依次如下：
1．三七渣的预处理
将湿的三七渣烘干后粉碎过筛，备用；
2．配料与混料
将经过预处理的三七渣、适量的氮源、磷源、麸皮和水混合均匀，具体配料方式如下：
预处理后的三七渣100份，氮源0~6份，磷源0~0.6份，麸皮0~20份，固态物料与水的质量比为1:1~1:2；
混料时先将氮源、磷源、麸皮和三七渣混合均匀，再将混匀后的固态物料与水混合均匀；
3．灭菌
将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟；
4．发酵
将灭菌处理后的混合料进行混菌发酵，菌种按10％~20%的接种量进行接种，发酵条件：压力为常压，温度为25℃~32℃，发酵周期为8天~18天；
5．干燥
将发酵培养物烘干后就得到药性菌质产品。
所述方法中，配料时所用的氮源为酵母粉、蛋白胨、花生饼粉、玉米蛋白粉、大豆粉、硫酸铵、硝酸铵中的一种或多种。
所述方法中，配料时所用的磷源为磷酸二氢钾、磷酸氢二钾中的一种或两种。
所述方法中，步骤4中使用的菌种至少包括一种灵芝和一种红曲霉。
所述方法中，步骤4中使用的红曲霉为红色红曲霉、紫红曲霉、丛毛红曲霉、安卡红曲霉中的一种或多种。
所述方法中，步骤4中使用的灵芝为赤芝、紫芝中的一种或两种。
本发明具有以下有益效果：
1. 采用本发明所述方法，可以将三七渣转化为药性菌质，实现了三七渣的资源化，既减少了其对环境造成的污染，又能为中医药行业提供一种新型药材。
2. 与液态发酵相比，本发明采用的固态发酵工艺具有生产设备简单、能耗低、产生的废渣、废水少、环境污染小等优势，有助于生产企业实现节能减排和清洁生产。
3. 通过本发明所述方法制备的药性菌质中含有蛋白质、氨基酸、生物碱、微量元素、三七多糖、三七黄酮、灵芝多糖、灵芝三萜、红曲色素、红曲多糖、莫那可林K、麦角固醇，具有调节和增强人体免疫力、延缓衰老、抗肿瘤、抗肝损伤、止咳平喘、降血糖、降血脂、降血压的功效，对心血管疾病、风湿性疾病、类风湿性疾病、神经衰弱症、骨质疏松症有显著疗效。
具体实施方式
实施例1 本实施例以三七渣为原料，红色红曲霉（Monascus ruber 3.0445）/赤芝（Ganoderma lucidum 5.00535）为菌种进行混菌固态发酵生产药性菌质。具体步骤如下：
1．三七渣的预处理
首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择过60目筛的三七渣用于后续工艺；
2．配料与混料
先将2g酵母粉、0.4g磷酸氢二钾和经过预处理的100g三七渣粉混合均匀，然后再将混匀后的固态物料与102.4g水混合均匀；
3．灭菌
将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间为30分钟；
4．发酵
采用同步接种方式进行发酵，在灭菌处理后的混合料中接入红色红曲霉（Monascus ruber 3.0445）和赤芝（Ganoderma lucidum 5.00535）进行发酵，红色红曲霉（Monascus ruber 3.0445）和赤芝（Ganoderma lucidum 5.00535）的接种比为1:1，总接种量为10%，发酵条件：发酵周期为8天，压力为常压，温度为30℃；
5．干燥
发酵后的产物经烘箱在常压、60℃干燥后就得到药性菌质产品。
实施例2 本实施例以三七渣为原料，紫红曲霉（Monascus purpureus 3.02843）/紫芝（Ganoderma sinense 5.00069）为菌种进行混菌固态发酵生产药性菌质。具体步骤如下：
1．三七渣的预处理
首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择过60目筛的三七渣用于后续工艺；
2．配料与混料
先将3g硫酸铵、0.5g磷酸氢二钾、10g麸皮和经过预处理的100g三七渣粉混合均匀，然后再将混匀后的固态物料与171g水混合均匀；
3．灭菌
将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间为30分钟；
4．发酵
采用异步接种方式进行发酵，先在灭菌处理后的混合料中接入紫红曲霉（Monascus purpureus 3.02843），然后在发酵48小时后再接入紫芝（Ganoderma sinense 5.00069）进行发酵，紫红曲霉（Monascus purpureus 3.02843）和紫芝（Ganoderma sinense 5.00069）的接种比为1:1，总接种量为15%，发酵条件：发酵周期为15天，压力为常压，发酵第1天和第2天的温度为32℃，从发酵第3天开始直到发酵结束，温度为27℃；
5．干燥
发酵后的产物经烘箱在常压、60℃干燥后就得到药性菌质产品。
实施例3 本实施例以三七渣为原料，丛毛红曲霉（Monascus pilosus 3.00976）/安卡红曲霉（Monascus anka 3.00921）/赤芝（Ganoderma lucidum 5.00706）为菌种进行混菌固态发酵生产药性菌质。具体步骤如下：
1．三七渣的预处理
首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择过60目筛的三七渣用于后续工艺；
2．配料与混料
先将2g大豆粉、1g硝酸铵、0.35g磷酸二氢钾、15g麸皮和经过预处理的100g三七渣粉混合均匀，然后再将混匀后的固态物料与236.7g水混合均匀；
3．灭菌
将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间为30分钟；
4．发酵
采用异步接种方式进行发酵，先在灭菌处理后的混合料中接入丛毛红曲霉（Monascus pilosus 3.00976）和安卡红曲霉（Monascus anka 3.00921），然后在发酵72小时后再接入赤芝（Ganoderma lucidum 5.00706）进行发酵，丛毛红曲霉（Monascus pilosus 3.00976）、安卡红曲霉（Monascus anka 3.00921）和赤芝（Ganoderma lucidum 5.00706）的接种比为1:1:2，总接种量为20%，发酵条件：发酵周期为18天，压力为常压，发酵第1天到第3天的温度为30℃，从发酵第4天开始直到发酵结束，温度为25℃；
5．干燥
发酵后的产物经烘箱在常压、60℃干燥后就得到药性菌质产品。
实施例4 本实施例以三七渣为原料，安卡红曲霉（Monascus anka 3.00555）/赤芝（Ganoderma lucidum 5.00533）/紫芝（Ganoderma sinense 5.00069）为菌种进行混菌固态发酵生产药性菌质。具体步骤如下：
1．三七渣的预处理
首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择过60目筛的三七渣用于后续工艺；
2．配料与混料
先将3g蛋白胨、3g硫酸铵、0.25g磷酸氢二钾、0.25g磷酸二氢钾和经过预处理的100g三七渣粉混合均匀，然后再将混匀后的固态物料与213g水混合均匀；
3．灭菌
将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间为30分钟；
4．发酵
采用异步接种方式进行发酵，先在灭菌处理后的混合料中接入安卡红曲霉（Monascus anka 3.00555），然后在发酵72小时后再接入赤芝（Ganoderma lucidum 5.00533）和紫芝（Ganoderma sinense 5.00069）进行发酵，安卡红曲霉（Monascus anka 3.00555）、赤芝（Ganoderma lucidum 5.00533）和紫芝（Ganoderma sinense 5.00069）的接种比为1:1:1，总接种量为20%，发酵条件：发酵周期为13天，压力为常压，发酵第1天到第3天的温度为30℃，从发酵第4天开始直到发酵结束，温度为27℃；
5．干燥
发酵后的产物经烘箱在常压、60℃干燥后就得到药性菌质产品。
实施例5 本实施例以三七渣为原料，安卡红曲霉（Monascus anka 3.00921）/赤芝（Ganoderma lucidum 5.00534）为菌种进行混菌固态发酵生产药性菌质。具体步骤如下：
1．三七渣的预处理
首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择过60目筛的三七渣用于后续工艺；
2．配料与混料
先经过预处理的100g三七渣粉和20g麸皮混合均匀，然后再将混匀后的固态物料与240g水混合均匀；
3．灭菌
将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间为30分钟；
4．发酵
采用异步接种方式进行发酵，先在灭菌处理后的混合料中接入安卡红曲霉（Monascus anka 3.00921），然后在发酵48小时后再接入赤芝（Ganoderma lucidum 5.00534）进行发酵，安卡红曲霉（Monascus anka 3.00921）和赤芝（Ganoderma lucidum 5.00534）的接种比为1:1，总接种量为15%，发酵条件：发酵周期为12天，压力为常压，发酵第1天到第2天的温度为30℃，从发酵第4天开始直到发酵结束，温度为26℃；
5．干燥
发酵后的产物经烘箱在常压、60℃干燥后就得到药性菌质产品。
实施例6 本实施例以三七渣为原料，紫红曲霉（Monascus purpureus 3.05833）/赤芝（Ganoderma lucidum 5.00653）为菌种进行混菌固态发酵生产药性菌质。具体步骤如下：
1．三七渣的预处理
首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择过60目筛的三七渣用于后续工艺；
2．配料与混料
先将1g玉米蛋白粉、1g花生饼粉、1g硫酸铵、0.4g磷酸氢二钾、10g麸皮和经过预处理的100g三七渣粉混合均匀，然后再将混匀后的固态物料与220g水混合均匀；
3．灭菌
将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间为30分钟；
4．发酵
采用异步接种方式进行发酵，先在灭菌处理后的混合料中接入紫红曲霉（Monascus purpureus 3.05833），然后在发酵48小时后再接入赤芝（Ganoderma lucidum 5.00653）进行发酵，紫红曲霉（Monascus purpureus 3.05833）和赤芝（Ganoderma lucidum 5.00653）的接种比为1:1，总接种量为20%，发酵条件：发酵周期为16天，压力为常压，发酵第1天到第2天的温度为30℃，从发酵第3天开始直到发酵结束，温度为25℃；
5．干燥
发酵后的产物经烘箱在常压、60℃干燥后就得到药性菌质产品。
实施例7 本实施例以三七渣为原料，红色红曲霉（Monascus ruber 3.04649）/紫芝（Ganoderma sinense 5.00069）为菌种进行混菌固态发酵生产药性菌质。具体步骤如下：
1．三七渣的预处理
首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择过60目筛的三七渣用于后续工艺；
2．配料与混料
先将2g花生饼粉、1g蛋白胨、0.3g磷酸二氢钾、0.2g磷酸氢二钾和经过预处理的100g三七渣粉混合均匀，然后再将混匀后的固态物料与195g水混合均匀；
3．灭菌
将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间为30分钟；
4．发酵
采用同步接种方式进行发酵，在灭菌处理后的混合料中接入红色红曲霉（Monascus ruber 3.04649）和紫芝（Ganoderma sinense 5.00069）进行发酵，红色红曲霉（Monascus ruber 3.04649）和紫芝（Ganoderma sinense 5.00069）的接种比为1:1，总接种量为10%，发酵条件：发酵周期为13天，压力为常压，温度为28℃；
5．干燥
发酵后的产物经烘箱在常压、60℃干燥后就得到药性菌质产品。
Claims (6)
1.一种以三七渣为原料，通过混菌固态发酵工艺生产药性菌质的方法，其具体工艺特征如下：
（1）三七渣的预处理
将湿的三七渣烘干后粉碎过筛，备用；
（2）配料与混料
将经过预处理的三七渣、适量的氮源、磷源、麸皮和水混合均匀，具体配料方式如下：
预处理后的三七渣100份，氮源0~6份，磷源0~0.6份，麸皮0~20份，固态物料与水的质量比为1:1~1:2；
混料时先将氮源、磷源、麸皮和三七渣混合均匀，再将混匀后的固态物料与水混合均匀；
（3）灭菌
将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟；
（4）发酵
将灭菌处理后的混合料进行混菌发酵，菌种按10％~20%的接种量进行接种，发酵条件：压力为常压，温度为25℃~32℃，发酵周期为8天~18天，发酵时至少使用一种红曲霉和一种灵芝；
（5）干燥
将发酵培养物烘干后就得到药性菌质产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于配料时所用的氮源为酵母粉、蛋白胨、花生饼粉、玉米蛋白粉、大豆粉、硫酸铵、硝酸铵中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于配料时所用的磷源为磷酸氢二钾、磷酸二氢钾中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于发酵时使用的红曲霉为红色红曲霉、紫红曲霉、丛毛红曲霉、安卡红曲霉中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，发酵时使用的灵芝为赤芝、紫芝中的一种或两种。
6.根据权利要求1~4之一所述方法获得的药性菌质，其特征在于产品中含有蛋白质、氨基酸、生物碱、微量元素、三七多糖、三七黄酮、灵芝多糖、灵芝三萜、红曲色素、红曲多糖、莫那可林K、麦角固醇，具有调节和增强人体免疫力、延缓衰老、抗肿瘤、抗肝损伤、止咳平喘、降血糖、降血脂、降血压的功效，对心血管疾病、风湿性疾病、类风湿性疾病、神经衰弱症、骨质疏松症有疗效。
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| CN201310437721.4A CN103493681A (zh) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | 一种利用三七渣混菌发酵生产药性菌质的方法 |
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