CN103504285A - 一种基于膜技术提取樟芝菌丝体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于膜技术提取樟芝菌丝体的方法，该方法是将樟芝发酵液通过微滤膜处理分离得到樟芝菌丝体。本发明改变了传统樟芝分离所用离心方式，采用高效的陶瓷膜进行菌丝体分离，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，本发明具有显着的经济效益、社会效益和环保效益。
Description
技术领域
本发明属于微生物技术领域，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樟芝菌丝体的方法。
背景技术
樟芝菌粉（Antrodia camphorata）是从天然樟芝新鲜标本中分离得到的樟芝新菌株，经液体深层发酵所得菌丝体的干燥粉末。通过现代测试手段分析证明：其成分与天然牛樟芝基本一致，富含多种生理活性成分，如多糖、三萜类化合物、超氧歧化酶（SOD）腺苷、蛋白质（含免疫蛋白）、多种维生素、微量元素（钙、磷、楮）、核酸、凝集素、氨基酸、胆固醇、木质素、血压稳定物质等。其中樟芝多糖、三萜类化合物等的含量远远高于天然樟芝。其具备的生理活性功能具有抗肿瘤、增强免疫力、抗病毒、抗过敏、抗高血压、抑制血小板凝集、降血压、降胆固醇、抗细菌、保护肝脏等。以樟芝菌粉为主要原料开发的治疗药和保健食品越来越受青睐。添加其它原料及营养成份，经现代科学技术加工精制而成的樟芝系列产品，具有增强体质、延缓衰老、保护肝脏、提高人体免疫功能之功效。
传统樟芝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，分离过程中球状菌丝体遭到剪切力破坏，导致胞内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，该滤液若达到污水排放标准，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樟芝分离提取方法的不足，从而设计了一种基于膜技术分离提取樟芝发酵液的绿色新工艺，该工艺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。该发明不但提高了樟芝菌丝体的收率及有效成分，增加了经济效益；又降低了废水中COD，减轻了污水处理系统压力，增加了社会效益。
本发明目的主要是通过以下方式实现的：
一种基于膜技术提取樟芝菌丝体的方法，该方法按照下述步骤进行：
1）取残糖小于0.5，还原糖低于0.3，发酵液粘度100～150cP的樟芝发酵液通过微滤膜，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；微滤透析液经污水处理系统简单处理可以直接排放；
2）低温真空烘干：将步骤2）中所得的菌丝体在真空度为-0.08Mpa以上，70～85℃条件下进行干燥，所得干燥物即为樟芝菌丝体。
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。微滤膜为陶瓷膜或有机膜。
该方法所述的干燥时间为35～40小时，得到的干燥物含水量为3～4%，在本发明干燥条件下制备得到的樟芝菌丝体质量稳定性较高。
本发明所述的樟芝发酵液是通过以下方法制备得到的：将樟芝菌株活化后制备得到樟芝种子液，制备好的种子液接种到发酵培养基，接种量3%～5%，发酵培养基组成为蔗糖4%，酵母粉2%，蛋白胨2.5%，磷酸二氢钾0.4%，硫酸镁0.09%，消泡剂0.1%，用水配制，pH值自然，发酵液结束后得到发酵液pH值下降至4.5～4.8，发酵液残糖小于0.5，还原糖低于0.3。
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，该水可作为发酵配料用水。
本发明适用于任何樟芝菌菌种，如由江南大学提供并经中国科学院微生物研究所菌种保藏中心鉴定的JNPF-AC01，CCRC93032等可自由分让的樟芝菌菌种均可以使用。
本发明所采用的樟芝菌菌株不限于某个具体生产厂家，市售均可使用。
本发明为樟芝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：采用微滤膜孔径0.05～10μm，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樟芝菌丝体遭到剪切力破坏，部分有效成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，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，本发明采用适宜的樟芝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樟芝菌丝体，采用膜技术不但提高了产品得率，得率最高达到7.6g/L，产品品质也有很大提升，其中总三萜含量最高达到7.0%，多糖含量最高达到12.6%，较传统方法分别提高了1.0和2.2个百分比；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1.2g/L，每天所放罐批次增加樟芝菌丝体100Kg（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）樟芝菌菌株（JNPF-AC01）由江南大学提供并经中国科学院微生物研究所菌种保藏中心鉴定。将菌株按照常规方法活化后制备樟芝种子液，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，葡萄糖2%、蛋白胨0.2%、磷酸二氢钾0.3%、七水硫酸镁0.3%、消泡剂0.02%，用水配制，pH值自然。种子液接种到发酵培养基，接种量3%～5%，发酵培养基组成为蔗糖4%，酵母粉2%，蛋白胨2.5%，磷酸二氢钾0.4%，硫酸镁0.09%，消泡剂0.1%，用水配制，pH值自然，发酵液结束后得到发酵液pH值下降至4.5～4.8，发酵液残糖小于0.5，还原糖低于0.3，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。
2）微滤过滤：将樟芝菌种发酵后的5000kg发酵液（樟芝菌丝体折干含量为0.8%）通过微滤过滤，得到樟芝湿菌丝体235kg（含水量85%），微滤透析液4765kg，透析液的透光率为86％，COD为42mg/L。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。其中，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235kg樟芝湿菌丝体进入双锥干燥器进行烘干，得到36.2kg水分含量3.4%的樟芝菌丝体，该菌丝体总三萜含量7.0%，多糖含量12.6%。具体干燥工艺条件是：干燥温度70～75℃，真空度为-0.085Mpa，干燥时间36h。
实施例2
1）微滤过滤：将按照实施例1方法制备得到的樟芝菌种发酵后的5000kg发酵液（樟芝菌丝体折干含量为0.8%）通过微滤过滤，得到樟芝湿菌丝体232.6kg（含水量85.6%），微滤透析液4767.4kg，透析液的透光率为82％，COD为48mg/L。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。其中，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）微滤过滤：将樟芝菌种发酵后的5000kg发酵液（樟芝菌丝体折干含量为0.8%）通过微滤过滤，得到樟芝湿菌丝体235kg（含水量85%），微滤透析液4765kg，透析液的透光率为86％，COD为42mg/L。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。其中，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232.6kg樟芝湿菌丝体进入双锥干燥器进行烘干，得到34.5kg水分含量3.5%的樟芝菌丝体，该菌丝体总三萜含量6.8%，多糖含量12.6%。具体干燥工艺条件是：干燥温度80～85℃，真空度为-0.095Mpa，干燥时间37h。
实施例3
1）微滤过滤：将按照实施例1方法制备得到的樟芝菌种发酵后的5000Kg发酵液（樟芝菌丝体折干含量为0.8%）通过微滤过滤，得到樟芝湿菌丝体232.1kg（含水量85.8%），微滤透析液4767.9Kg，透析液的透光率为83％，COD为50mg/L。微滤过滤所用的膜材料是孔径为500nm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。其中，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）微滤过滤：将樟芝菌种发酵后的5000kg发酵液（樟芝菌丝体折干含量为0.8%）通过微滤过滤，得到樟芝湿菌丝体235kg（含水量85%），微滤透析液4765kg，透析液的透光率为86％，COD为42mg/L。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。其中，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232.1kg樟芝湿菌丝体进入双锥干燥器进行烘干，得到33.8kg水分含量3.7%的樟芝菌丝体，该菌丝体总三萜含量6.7%，多糖含量12.4%。具体干燥工艺条件是：干燥温度75～80℃，真空度为-0.065Mpa，干燥时间37h。
Claims (5)
1.一种基于膜技术提取樟芝菌丝体的方法，其特征是该方法包括下述步骤：
a）取残糖小于0.5，还原糖低于0.3，发酵液粘度100～150cP的樟芝发酵液通过微滤膜，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；
b）低温真空烘干：将步骤2）中所得的菌丝体在真空度为-0.065～-0.095Mpa，70～85℃条件下进行干燥，所得干燥物即为樟芝菌丝体。
2.根据权利要求1所述的基于膜技术提取樟芝的方法，其特征是该方法所述的微滤膜孔径在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。
3.根据权利要求1所述的基于膜技术提取樟芝的方法，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。
4.根据权利要求1所述的基于膜技术提取樟芝的方法，其特征是所述的干燥时间为35～40小时，得到的干燥物含水量为3～4%。
5.根据权利要求1所述的基于膜技术提取樟芝的方法，其特征是该方法所述的发酵液是通过以下方法制备得到的：将樟芝菌株活化后制备得到樟芝种子液，制备好的种子液接种到发酵培养基，接种量3%～5%，发酵培养基组成为蔗糖4%，酵母粉2%，蛋白胨2.5%，磷酸二氢钾0.4%，硫酸镁0.09%，消泡剂0.1%，用水配制，pH值自然，发酵液结束后得到发酵液pH值下降至4.5-4.8，发酵液残糖小于0.5，还原糖低于0.3。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201310440145.9A CN103504285A (zh) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | 一种基于膜技术提取樟芝菌丝体的方法 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN103504285A true CN103504285A (zh) | 2014-01-15 |
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| CN (1) | CN103504285A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104208106A (zh) * | 2014-08-14 | 2014-12-17 | 吉林大学 | 一种具有增强人体免疫功能的牛樟芝提取物及其应用 |
-
2013
- 2013-09-25 CN CN201310440145.9A patent/CN103504285A/zh active Pending
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