CN107348511B - 一种具有辅助降血压作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有辅助降血压作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法，包括以下步骤：(1)原料处理：以西洋参/人参为原料，经粉碎、膨化处理后备用；(2)一次发酵：采用纤维素酶对经过膨化处理后的西洋参/人参进行酶解，获得西洋参/人参酶解液，然后对西洋参/人参酶解液进行灭活处理，过筛备用；(3)二次发酵：以西洋参/人参酶解液、碳源、氮源和水配制发酵培养基，然后接种米曲霉菌液，在40‑50℃下发酵2‑3天，得到酵素液；(4)浓缩：对所得的酵素液进行过滤，所得上清液浓缩，获得西洋参/人参提取物。该方法所得的西洋参/人参提取物降压作用更好，而且安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种西洋参/人参提取物的提取方法，尤其涉及一种具有辅助降血压作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法。
背景技术
高血压是一种常见的具有遗传倾向的心血管疾病。服用药物只能暂时得到控制，长期服用还具有损害肝肾功能的副作用。因此出现了许多具有辅助降血压的功能性食品。如：CN20131021150.6《一种具有辅助降血压作用的速溶粉及其制备方法》是以苦荞麦粉、葛根提取物、决明子提取物、山楂提取物、枸杞提取物、地龙提取物、夏枯草提取物、大豆卵磷脂、植脂末等制成。CN20081023576.7《具有降血压功能的玉米黄粉蛋白水解物的制备方法及用途》是利用聚能式超声处理玉米黄粉混悬液并进行酶解制成玉米蛋白水解物。
血管紧张素转化酶抑制(ACEI)肽是血管紧张素转换酶的抑制剂，对降低血压有积极的影响，因而开发具有ACEI活性的药物和功能食品引起人们的关注。常用的抑制ACEI的药物如卡托普利、依那普利、地拉普利等药物，这些药物疗效确切，但是长期服用会使起患者出现一系列的副作用，对肾功能损害较大。与化学合成类药物相比，天然药物以其资源丰富，副作用及依耐性较小等优势日益受到关注。
目前，微生物发酵技术正成为国内外研究的热点，通过特定菌种和培养基的发酵技术，产生具有降解蛋白质的ACEI活性肽，提高ACEI的活性。微生物发酵是以一种或多种新鲜蔬菜、水果、菌菇、中草药等为原料，经多种有益菌发酵而产生的，含有丰富的维生素、酶、矿物质和次生代谢产物等营养成分的功能性微生物发酵产品。微生物酵素不但保存了发酵原料中所固有的营养物质，而且有不少有效成分大量增加，并产生了一些新的生物活性成分和生物酶。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有辅助改善睡眠作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法。该方法所得的西洋参/人参提取物降压作用更好，而且安全性高。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种具有辅助降血压作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法，包括以下步骤：
(1)原料处理：以西洋参/人参为原料，经粉碎、膨化处理后备用；
(2)一次发酵：采用纤维素酶对经过膨化处理后的西洋参/人参进行酶解，获得西洋参/人参酶解液，然后对西洋参/人参酶解液进行灭活处理，过筛备用；
(3)二次发酵：以西洋参/人参酶解液、碳源、氮源和水配制发酵培养基，然后接种米曲霉菌培养液，在40-50℃下发酵2-3天，得到酵素液；
(4)浓缩：对所得的酵素液进行过滤，所得上清液浓缩，获得西洋参/人参提取物。
西洋参和人参为同属不同种植物，二者所含的成分大部分相同，主要成分均为人参皂苷。西洋参和人参中含有的人参皂苷等化合物为大分子化合物，不容易被吸收。本发明通过对西洋参和人参进行发酵处理，将人参皂苷等大分子化合物分解成小分子化合物，并在二次发酵中产生具有抑制血管紧张素转换酶(ACE)多肽，从而获得具有良好降血压作用的提取物。
所述步骤(1)中，所述西洋参/人参不仅是指西洋参/人参根，也可以是指西洋参/人参叶、西洋参/人参茎或西洋参/人参根须等目前甚少利用的西洋参/人参其他部位。
所述步骤(1)中，西洋参/人参粉碎后的膨化温度115-130℃。
所述步骤(2)中，酶解的温度：恒温45-55℃，酶解时间不低于5小时。
所述步骤(2)中，以西洋参/人参总质量计，所述的纤维素酶加入量为55-65u/g。
所述步骤(2)中，灭活温度80-90℃，灭活时间25-35分钟。
所述步骤(3)中，发酵培养基中，西洋参/人参酶解液、碳源、氮源和水质量份数分别如下：
西洋参/人参酶解液45-55份，氮源12-15份，碳源20-30份，水70-95份。
所述步骤(3)中，米曲霉菌培养液的接种量为发酵培养基体积的8-12％。
所述步骤(3)中的发酵条件为：发酵温度为40-50℃，湿度为45-55％，压力0.02-0.04Pa，空气流量为1.0-2.0m3/min，真空搅拌培养，转速为15-25转/min。
作为本发明的一个实施例，所述碳源包括但不限于大米、麦麸、芝麻和糙米中的一种或两种以上的组合。所述氮源包括但不限于酪蛋白，所述酪蛋白包括但不限于胰蛋白胨。
作为本发明的一个实施例，所述步骤(3)中米曲霉菌培养液采用以下方式获得：
以面粉为碳源，酪蛋白为氮源制备培养基，将米曲霉菌液接种于所述培养基中，在30-40℃下摇床培养5-8小时，即可获得米曲霉菌培养液。米曲霉菌培养液为浓度1～5×107CFU/mL的米曲霉菌孢子悬液。
所述步骤(4)中，上清液浓缩至1/10-1/100，即得西洋参/人参提取物。
本发明还包括步骤(6)干燥，及对西洋参/人参提取物进行冷冻干燥，得到粉末状产品，便于保存。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1.本发明在制备中采用对ACEI活性高的酪蛋白作为氮源，利用米曲霉进行发酵，从而在酪蛋白和西洋参/人参酵素的协同作用下产生具有抑制血管紧张素转换酶(ACE)多肽，使获得的西洋参/人参提取物具有降血压的作用，其降压效果甚至比市场上的降压保健品更好。
2.本发明优化了二次发酵中的培养基的碳源。体外测定培养基的组成对ACEI活性的影响，发现使用大米作为培养基比采用糙米、芝麻和麦麸时ACEI的活性高，本降血压效果最好。
3.本发明采用发酵方式提取西洋参/人参，操作简单。
附图说明
图1是实施例1-5发酵第二天的ACEI活性率曲线图。
图2是实施例1-5发酵第三天的ACEI活性率曲线图。
图中，①为实施例1，②为实施例2，③为实施例3，④为实施例4，⑤为实施例5。
具体实施方式
下面将结合附图，进一步对本发明优选实施例，进行详细说明。
以下实施例中所述西洋参/人参不仅是指西洋参/人参根，也可以是指西洋参/人参叶、西洋参/人参茎或西洋参/人参根须等目前甚少利用的西洋参/人参其他部位。
实施例1
(1)原料处理：以西洋参为原料，粉碎，120℃膨化处理后，备用。
(2)一次发酵：膨化后的西洋参中，加入60u/g(以西洋参总质量计)纤维素酶，然后加热至50℃并保持恒温，150r/min搅拌分解发酵5小时。发酵结束后，离心过滤机16目过滤，获得西洋参酶解液。将西洋参酶解液加热至90℃，灭活30min，备用。
(3)二次发酵：以面粉为碳源，酪蛋白为氮源制备培养基，按1:100将米曲霉菌液接种于所述培养基中，在35℃下摇床培养6小时，即可获得米曲霉菌培养液，该米曲霉菌培养液为浓度1×107CFU/mL的米曲霉菌孢子悬液。采用以下质量百分比的原料制备发酵培养基：西洋参酶解液50g，酪蛋白12.5g，大米25g，水77ml。然后按发酵培养基体积的10％接种米曲霉菌液，置于发酵罐中发酵，发酵条件：发酵温度为50℃，湿度为45％，压力0.03Pa，空气流量为1.0～2.0m3/min，真空搅拌培养，转速为20转/min，培养2天，得到酵素液。
(4)浓缩：对所得的酵素液进行过滤，所得上清液浓缩至1/10-1/100，获得西洋参提取物。
(5)干燥：西洋参提取物经过冷冻干燥，制备成粉末状产品，便于保存。
实施例2
(1)原料处理：以西洋参为原料，粉碎，120℃膨化处理后，备用。
(2)一次发酵：膨化后的西洋参中，加入60u/g(以西洋参总质量计)纤维素酶，然后加热至50℃并保持恒温，150r/min搅拌分解发酵5小时。发酵结束后，离心过滤机16目过滤，获得西洋参酶解液。将西洋参酶解液加热至90℃，灭活30min，备用。
(3)二次发酵：以面粉为碳源，酪蛋白为氮源制备培养基，按1:100将米曲霉菌液接种于所述培养基中，在35℃下摇床培养6小时，即可获得米曲霉菌培养液，该米曲霉菌培养液为浓度1×107CFU/mL的米曲霉菌孢子悬液。采用以下质量百分比的原料制备发酵培养基：西洋参酶解液50g，酪蛋白12.5g，大米25g，麦麸0.5g，水77份。然后按发酵培养基体积的10％接种米曲霉菌液，置于发酵罐中发酵，发酵条件：发酵温度为50℃，湿度为55％，压力0.03Pa，空气流量为1.0～2.0m3/min，真空搅拌培养，转速为20转/min，培养3天，得到酵素液。
(4)浓缩：对所得的酵素液进行过滤，所得上清液浓缩至1/10-1/100，获得西洋参提取物。
(5)干燥：西洋参提取物经过冷冻干燥，制备成粉末状产品，便于保存。
实施例3
(1)原料处理：以西洋参为原料，粉碎，120℃膨化处理后，备用。
(2)一次发酵：膨化后的西洋参中，加入60u/g(以西洋参总质量计)纤维素酶，然后加热至50℃并保持恒温，150r/min搅拌分解发酵5小时。发酵结束后，离心过滤机16目过滤，获得西洋参酶解液。将西洋参酶解液加热至90℃，灭活30min，备用。
(3)二次发酵：以面粉为碳源，酪蛋白为氮源制备培养基，按1:100将米曲霉菌液接种于所述培养基中，在35℃下摇床培养6小时，即可获得米曲霉菌培养液，该米曲霉菌培养液为浓度1×107CFU/mL的米曲霉菌孢子悬液。采用以下质量百分比的原料制备发酵培养基：西洋参酶解液50g，酪蛋白12.5g，大米25g，芝麻0.5g，水77份。然后按发酵培养基体积的10％接种米曲霉菌液，置于发酵罐中发酵，发酵条件：发酵温度为50℃，湿度为55％，压力0.03Pa，空气流量为1.0～2.0m3/min，真空搅拌培养，转速为20转/min，培养3天，得到酵素液。
(4)浓缩：对所得的酵素液进行过滤，所得上清液浓缩至1/10-1/100，获得西洋参提取物。
(5)干燥：西洋参提取物经过冷冻干燥，制备成粉末状产品，便于保存。
实施例4
(1)原料处理：以西洋参为原料，粉碎，120℃膨化处理后，备用。
(2)一次发酵：膨化后的西洋参中，加入60u/g(以西洋参总质量计)纤维素酶，然后加热至50℃并保持恒温，150r/min搅拌分解发酵5小时。发酵结束后，离心过滤机16目过滤，获得西洋参酶解液。将西洋参酶解液加热至90℃，灭活30min，备用。
(3)二次发酵：以面粉为碳源，酪蛋白为氮源制备培养基，按1:100将米曲霉菌液接种于所述培养基中，在35℃下摇床培养6小时，即可获得米曲霉菌培养液，该米曲霉菌培养液为浓度1×107CFU/mL的米曲霉菌孢子悬液。采用以下质量百分比的原料制备发酵培养基：西洋参酶解液50g，酪蛋白12.5g，糙米25g，水94ml。然后按发酵培养基体积的10％接种米曲霉菌液，置于发酵罐中发酵，发酵条件：发酵温度为50℃，湿度为55％，压力0.03Pa，空气流量为1.0～2.0m3/min，真空搅拌培养，转速为20转/min，培养3天，得到酵素液。
(4)浓缩：对所得的酵素液进行过滤，所得上清液浓缩至1/10-1/100，获得西洋参提取物。
(5)干燥：西洋参提取物经过冷冻干燥，制备成粉末状产品，便于保存。
实施例5
(1)原料处理：以西洋参为原料，粉碎，120℃膨化处理后，备用。
(2)一次发酵：膨化后的西洋参中，加入60u/g(以西洋参总质量计)纤维素酶，然后加热至50℃并保持恒温，150r/min搅拌分解发酵5小时。发酵结束后，离心过滤机16目过滤，获得西洋参酶解液。将西洋参酶解液加热至90℃，灭活30min，备用。
(3)二次发酵：以面粉为碳源，酪蛋白为氮源制备培养基，按1:100将米曲霉菌液接种于所述培养基中，在35℃下摇床培养6小时，即可获得米曲霉菌培养液，该米曲霉菌培养液为浓度1×107CFU/mL的米曲霉菌孢子悬液。采用以下质量百分比的原料制备发酵培养基：西洋参酶解液50g，酪蛋白12.5g，糙米25g，芝麻0.5g，水99ml。然后按发酵培养基体积的10％接种米曲霉菌液，置于发酵罐中发酵，发酵条件：发酵温度为50℃，湿度为55％，压力0.03Pa，空气流量为1.0～2.0m3/min，真空搅拌培养，转速为20转/min，培养3天，得到酵素液。
(4)浓缩：对所得的酵素液进行过滤，所得上清液浓缩至1/10-1/100，获得西洋参提取物。
(5)干燥：西洋参提取物经过冷冻干燥，制备成粉末状产品，便于保存。
实施例6
(1)原料处理：以人参为原料，粉碎，120℃膨化处理后，备用。
(2)一次发酵：膨化后的人参中，加入60u/g(以人参总质量计)纤维素酶，然后加热至50℃并保持恒温，150r/min搅拌分解发酵5小时。发酵结束后，离心过滤机16目过滤，获得人参酶解液。将人参酶解液加热至90℃，灭活30min，备用。
(3)二次发酵：以面粉为碳源，酪蛋白为氮源制备培养基，按1:100将米曲霉菌液接种于所述培养基中，在35℃下摇床培养6小时，即可获得米曲霉菌培养液，该米曲霉菌培养液为浓度1×107CFU/mL的米曲霉菌孢子悬液。采用以下质量百分比的原料制备发酵培养基：人参酶解液55g，酪蛋白15g，大米30g，水90ml。然后按发酵培养基体积的8％接种米曲霉菌液，置于发酵罐中发酵，发酵条件：发酵温度为40℃，湿度为50％，压力0.04Pa，空气流量为1.0～2.0m3/min，真空搅拌培养，转速为20转/min，培养3天，得到酵素液。
(4)浓缩：对所得的酵素液进行过滤，所得上清液浓缩至1/10-1/100，获得人参提取物。
(5)干燥：人参提取物经过冷冻干燥，制备成粉末状产品，便于保存。
实施例7
(1)原料处理：以人参为原料，粉碎，120℃膨化处理后，备用。
(2)一次发酵：膨化后的人参中，加入60u/g(以人参总质量计)纤维素酶，然后加热至50℃并保持恒温，150r/min搅拌分解发酵5小时。发酵结束后，离心过滤机16目过滤，获得人参酶解液。将人参酶解液加热至90℃，灭活30min，备用。
(3)二次发酵：以面粉为碳源，酪蛋白为氮源制备培养基，按1:100将米曲霉菌液接种于所述培养基中，在35℃下摇床培养6小时，即可获得米曲霉菌培养液，该米曲霉菌培养液为浓度1×107CFU/mL的米曲霉菌孢子悬液。采用以下质量百分比的原料制备发酵培养基：人参酶解液45g，酪蛋白13.5g，大米20g，水70ml。然后按发酵培养基体积的15％接种米曲霉菌液，置于发酵罐中发酵，发酵条件：发酵温度为45℃，湿度为45-55％，压力0.02-0.04Pa，空气流量为1.0～2.0m3/min，真空搅拌培养，转速为25转/min，培养3天，得到酵素液。
(4)浓缩：对所得的酵素液进行过滤，所得上清液浓缩至1/10-1/100，获得人参提取物。
(5)干燥：人参提取物经过冷冻干燥，制备成粉末状产品，便于保存。
实验例
ACEI活性测定实验：
对实施例1-5的西洋参提取物分别采用ACE活性试剂盒测定样品的ACEI活性。ACE活性试剂盒购自sigma公司。根据试剂盒说明书中记载的方法操作即可。
从图1和图2中可以发现，不同培养基的ACEI活性不同，结果证明了采用米曲霉为菌种，采用大米和酪蛋白作为培养基对西洋参进行发酵，发酵液具有辅助降血压的功效。
Claims (9)
1.一种具有辅助降血压作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)原料处理：以西洋参/人参为原料，经粉碎、膨化处理后备用；
(2)一次发酵：以西洋参/人参总质量计，按加入量55-65u/g加入纤维素酶，对经过膨化处理后的西洋参/人参进行恒温45-55℃酶解，酶解时间不低于5小时，获得西洋参/人参酶解液，然后对西洋参/人参酶解液进行灭活处理，过筛备用；
(3)二次发酵：以西洋参/人参酶解液、碳源、氮源和水配制发酵培养基，然后接种接种量为发酵培养基体积的8-12％的米曲霉菌培养液，发酵2-3天，得到酵素液；所述发酵条件为：发酵温度为40-50℃，湿度为45-55％，压力0.02-0.04Pa，空气流量为1.0-2.0m3/min，真空搅拌培养，转速为15-25转/min，所述发酵培养基中，西洋参/人参酶解液、碳源、氮源和水质量份数分别如下：
西洋参/人参酶解液45-55份，氮源12-15份，碳源20-30份，水70-95份，所述氮源包括但不限于酪蛋白；
(4)浓缩：对所得的酵素液进行过滤，所得上清液浓缩，获得西洋参/人参提取物。
2.根据权利要求1所述的具有辅助降血压作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法，其特征是，所述步骤(1)中，所述西洋参/人参为西洋参/人参根、西洋参/人参叶、西洋参/人参茎或西洋参/人参根须。
3.根据权利要求1所述的具有辅助降血压作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法，其特征是，所述步骤(1)中，西洋参/人参粉碎后的膨化温度115-130℃。
4.根据权利要求1所述的具有辅助降血压作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法，其特征是，所述步骤(2)中，灭活温度80-90℃，灭活时间25-35分钟。
5.根据权利要求1所述的具有辅助降血压作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法，其特征是，所述碳源包括但不限于全麦面粉和小麦胚芽中的一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求5所述的具有辅助降血压作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法，其特征是，所述酪蛋白包括但不限于胰蛋白胨。
7.根据权利要求1所述的具有辅助降血压作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法，其特征是，所述步骤(3)中米曲霉菌培养液采用以下方式获得：
以面粉为碳源，酪蛋白为氮源制备培养基，将米曲霉菌液接种于所述培养基中，在30-40℃下摇床培养5-8小时，即可获得米曲霉菌培养液。
8.根据权利要求1所述的具有辅助降血压作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法，其特征是，所述步骤(4)中，上清液浓缩至1/10-1/100，即得西洋参/人参提取物。
9.根据权利要求1所述的具有辅助降血压作用的西洋参/人参提取物的发酵提取方法，其特征是，还包括步骤(5)干燥，即对西洋参/人参提取物进行冷冻干燥，得到粉末状产品。
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