CN113234706A - 一种利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，包括制备分解酶系基质、制备多酶反应体系、酶解反应、后处理；制备分解酶系基质的步骤为将真菌中的担子菌与细菌中的乳酸杆菌、大肠杆菌、双歧杆菌混合，超声振荡后得到混合菌，然后向混合菌中加入氯化钠、氯化镁、甲壳素后超声振荡后得到分解酶系基质。本发明制备的小分子硒的优点有：分子量低于5000道尔顿，更易于人体吸收；有效成份利用率从传统的18%提高到92%‑93%；避免了高温、高压带来对中草药中硒的破坏及挥发；完全对人体无害；能够直接被人体吸收；起到保护细胞膜，修复激活细胞，直达病灶作用。

Description

一种利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法
技术领域
本发明涉及生物技术领域，尤其是涉及一种利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法。
背景技术
硒是人体中必不可少的微量元素之一，能够起到抗氧化、增强人体免疫力抗癌、调节蛋白质合成等作用，缺硒表现主要是脱发、脱甲，部分患者出现皮肤症状，少数患者可出现神经症状及牙齿损害，人体缺硒还可能产生的疾病有能量缺乏性营养不良、血溶性贫血、克山病、大骨节病、高血压、缺血性心脏病、肝硬化、胰腺炎、纤维瘤、癌症、肌瘤、不妊症、糖尿病、白内障等，所以，缺硒对人体影响很大，对于严重缺硒的人来说，必须要通过服用补硒产品进行补充，现有的补硒产品一般是从中草药中提取的。
中国传统的硒的提取方法都是对中草药通过煎、煮、蒸、熬、炼等各种以高温浓缩的方法到浸、抽、提等各种方法，但这些提取方法存在五大弊端：一是中草药原料资源浪费巨大，不环保，有效成份利用率仅为18%；二是由于高温、高压带来对中草药中硒的破坏及挥发；三是提取过程中可能会产生毒副物质，比如朱砂遇热会释放出汞等；四是提取的硒不易直接吸收；五是提取的硒还停留在大分子状态，不能直接进入人体细胞发挥作用。
专利CN110734948A公开了一种从大豆中提取硒多肽的提取装置及工艺，它包括备料、提取硒蛋白粉、混浆、超声酶解、改性、除杂和浓缩干燥，超声酶解时对乳液进行两次酶解。该专利的不足：提取的硒还停留在大分子状态，不能直接进入人体细胞发挥作用。
专利CN107353321B公开了一种从富硒大米中提取植物硒蛋白的方法，包括前处理、浸提处理和沉淀处理；浸提处理的具体步骤为将酶解后的浆液和浸提液混合，辅以远红外线照射处理，水浴振荡1-6h，在25℃下以3000-5000r/min的转速离心15-22min，得到蛋白液；沉淀处理的具体步骤为使蛋白液处于冰浴条件下，加入4倍于蛋白液体积的冰丙酮后，置于-27到-17℃的环境中，在超声波的声能密度为10-18W/mL的辅助处理条件下放置3-5h以进行硒蛋白沉淀，离心10-15min，取出沉淀物进行喷雾干燥后，得到硒蛋白成品。该专利的不足：浪费大，不环保，有效成份利用率低。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，能够提高原料的有效成分利用率，避免高温、高压带来对中草药中硒的破坏及挥发，同时还避免提取过程中产生毒副物质，而且提取的小分子硒容易吸收，服用后能直接进入人体细胞发挥作用。
为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，包括制备分解酶系基质、制备多酶反应体系、酶解反应、后处理。
所述制备分解酶系基质，将真菌中的担子菌与细菌中的乳酸杆菌、大肠杆菌、双歧杆菌混合，超声振荡4-5min后得到混合菌，然后向混合菌中加入氯化钠、氯化镁、甲壳素后超声振荡5-8min后得到分解酶系基质。
所述混合菌中担子菌的活菌含量为2×109CFU/g；乳酸杆菌的活菌含量为2×1010CFU/g；大肠杆菌的活菌含量为3×109CFU/g；双歧杆菌的活菌含量为1×1010CFU/g。
其中，混合菌、氯化钠、氯化镁和甲壳素的质量比20-25：2-3：5-6：10-12。
所述制备多酶反应体系，将纤维素酶、真菌蛋白酶、葡萄糖异构酶及α-淀粉酶混合均匀后形成复合酶，然后在25-30℃恒温条件下，将复合酶、腐殖酸钠和正硅酸甲酯溶于无水乙醇中，超声振荡10-12min后形成多酶反应体；将多酶反应体加入到分散酶系基质中，然后以200-250rpm的搅拌速度搅拌20-25min后，将分散酶系基质置于-5℃到0℃的环境中冷藏1-1.5h后取出，转移到25-30℃的环境下得到多酶反应体系。
所述多酶反应体中纤维素酶的酶活性为2000-2500U/g；真菌蛋白酶的酶活性为3200-3500U/g；葡萄糖异构酶的酶活性为1500-1800U/g；α-淀粉酶的酶活性为2700-3000U/g。
所述复合酶、腐殖酸钠、正硅酸甲酯和无水乙醇的质量比为5-7：2-3：3-5：40-45。
其中，多酶反应体和分散酶系基质的质量比为1:5-6。
所述酶解反应，将含硒中草药清洗后烘至含水率为4-7%，然后将烘干的含硒中草药粉碎成100-120目，然后加入到多酶反应体系中进行酶解，所述酶解过程中的酶解温度为25-40℃，PH为5.0-6.2，湿度为80-90%，酶解压力为0.1MPa，所述酶解反应在无菌环境下进行，待酶解3-3.5h后结束酶解，得到酶解液。
所述含硒中草药是黄芪、灵芝、菊花中的一种或两种。
所述后处理，将酶解液经过高速离心，所述高速离心中的转速为5000-6000rpm，高速离心时间为20-25min，待高速离心结束，将上清液以4000-5000道尔顿超滤膜加压过滤，得到超滤液，然后对超滤液进行喷雾干燥，得到小分子硒；所述喷雾干燥的热风进口温度为90-100℃，出口温度为70-75℃，流化床温度为60-65℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，通过多酶反应体系提取的小分子硒分子量低于5000道尔顿，更易于人体吸收；
（2）本发明的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，通过控制反应条件，保证了小分子硒的活性，将小分子硒的有效成份利用率从传统的18%提高到92%-93%；
（3）本发明的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，提取方法是在常温常压下进行，避免了高温、高压带来对中草药中硒的破坏及挥发；
（4）本发明的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，反应中不产生任何毒副物质，完全对人体无害；
（5）本发明的利用菌草酸生物多酶解技术提取的小分子硒，能够以能量形式直接渗入病原细胞和大脑组织，直接被人体吸收；
（6）本发明的利用菌草酸生物多酶解技术提取的小分子硒，能够起到保护细胞膜，修复激活细胞，直达病灶作用。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，包括制备分解酶系基质、制备多酶反应体系、酶解反应、后处理。
所述制备分解酶系基质，将真菌中的担子菌与细菌中的乳酸杆菌、大肠杆菌、双歧杆菌混合，超声振荡4min后得到混合菌，然后向混合菌中加入氯化钠、氯化镁、甲壳素后超声振荡5min后得到分解酶系基质。
所述混合菌中担子菌的活菌含量为2×109CFU/g；乳酸杆菌的活菌含量为2×1010CFU/g；大肠杆菌的活菌含量为3×109CFU/g；双歧杆菌的活菌含量为1×1010CFU/g。
其中，混合菌、氯化钠、氯化镁和甲壳素的质量比20：2：5：10。
所述制备多酶反应体系，将纤维素酶、真菌蛋白酶、葡萄糖异构酶及α-淀粉酶混合均匀后形成复合酶，然后在25℃恒温条件下，将复合酶、腐殖酸钠和正硅酸甲酯溶于无水乙醇中，超声振荡10min后形成多酶反应体；将多酶反应体加入到分散酶系基质中，然后以200rpm的搅拌速度搅拌20min后，将分散酶系基质置于-5℃的环境中冷藏1h后取出，转移到25℃的环境下得到多酶反应体系。
所述多酶反应体中纤维素酶的酶活性为2000U/g；真菌蛋白酶的酶活性为3200U/g；葡萄糖异构酶的酶活性为1500U/g；α-淀粉酶的酶活性为2700U/g。
所述复合酶、腐殖酸钠、正硅酸甲酯和无水乙醇的质量比为5：2：3：40。
其中，多酶反应体和分散酶系基质的质量比为1:5。
所述酶解反应，将黄芪清洗后烘至含水率为4%，然后将烘干的含硒中草药粉碎成100目，然后加入到多酶反应体系中进行酶解，所述酶解过程中的酶解温度为25℃，PH为5.0，湿度为80%，酶解压力为0.1MPa，所述酶解反应在无菌环境下进行，待酶解3h后结束酶解，得到酶解液。
所述后处理，将酶解液经过高速离心，所述高速离心中的转速为5000rpm，高速离心时间为20min，待高速离心结束，将上清液以4000-5000道尔顿超滤膜加压过滤，得到超滤液，然后对超滤液进行喷雾干燥，得到小分子硒；所述喷雾干燥的热风进口温度为90℃，出口温度为70℃，流化床温度为60℃。
实施例2
一种利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，包括制备分解酶系基质、制备多酶反应体系、酶解反应、后处理。
所述制备分解酶系基质，将真菌中的担子菌与细菌中的乳酸杆菌、大肠杆菌、双歧杆菌混合，超声振荡4min后得到混合菌，然后向混合菌中加入氯化钠、氯化镁、甲壳素后超声振荡6min后得到分解酶系基质。
所述混合菌中担子菌的活菌含量为2×109CFU/g；乳酸杆菌的活菌含量为2×1010CFU/g；大肠杆菌的活菌含量为3×109CFU/g；双歧杆菌的活菌含量为1×1010CFU/g。
其中，混合菌、氯化钠、氯化镁和甲壳素的质量比22：3：5：11。
所述制备多酶反应体系，将纤维素酶、真菌蛋白酶、葡萄糖异构酶及α-淀粉酶混合均匀后形成复合酶，然后在27℃恒温条件下，将复合酶、腐殖酸钠和正硅酸甲酯溶于无水乙醇中，超声振荡11min后形成多酶反应体；将多酶反应体加入到分散酶系基质中，然后以220rpm的搅拌速度搅拌22min后，将分散酶系基质置于-3℃的环境中冷藏1.2h后取出，转移到28℃的环境下得到多酶反应体系。
所述多酶反应体中纤维素酶的酶活性为2300U/g；真菌蛋白酶的酶活性为3300U/g；葡萄糖异构酶的酶活性为1700U/g；α-淀粉酶的酶活性为2800U/g。
所述复合酶、腐殖酸钠、正硅酸甲酯和无水乙醇的质量比为6：2：4：43。
其中，多酶反应体和分散酶系基质的质量比为1:6。
所述酶解反应，将黄芪清洗后烘至含水率为5%，然后将烘干的含硒中草药粉碎成110目，然后加入到多酶反应体系中进行酶解，所述酶解过程中的酶解温度为30℃，PH为5.5，湿度为85%，酶解压力为0.1MPa，所述酶解反应在无菌环境下进行，待酶解3.2h后结束酶解，得到酶解液。
所述后处理，将酶解液经过高速离心，所述高速离心中的转速为5500rpm，高速离心时间为22min，待高速离心结束，将上清液以4000-5000道尔顿超滤膜加压过滤，得到超滤液，然后对超滤液进行喷雾干燥，得到小分子硒；所述喷雾干燥的热风进口温度为95℃，出口温度为72℃，流化床温度为62℃。
实施例3
一种利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，包括制备分解酶系基质、制备多酶反应体系、酶解反应、后处理。
所述制备分解酶系基质，将真菌中的担子菌与细菌中的乳酸杆菌、大肠杆菌、双歧杆菌混合，超声振荡5min后得到混合菌，然后向混合菌中加入氯化钠、氯化镁、甲壳素后超声振荡8min后得到分解酶系基质。
所述混合菌中担子菌的活菌含量为2×109CFU/g；乳酸杆菌的活菌含量为2×1010CFU/g；大肠杆菌的活菌含量为3×109CFU/g；双歧杆菌的活菌含量为1×1010CFU/g。
其中，混合菌、氯化钠、氯化镁和甲壳素的质量比25：3：6：12。
所述制备多酶反应体系，将纤维素酶、真菌蛋白酶、葡萄糖异构酶及α-淀粉酶混合均匀后形成复合酶，然后在30℃恒温条件下，将复合酶、腐殖酸钠和正硅酸甲酯溶于无水乙醇中，超声振荡12min后形成多酶反应体；将多酶反应体加入到分散酶系基质中，然后以250rpm的搅拌速度搅拌25min后，将分散酶系基质置于0℃的环境中冷藏1.5h后取出，转移到30℃的环境下得到多酶反应体系。
所述多酶反应体中纤维素酶的酶活性为2500U/g；真菌蛋白酶的酶活性为3500U/g；葡萄糖异构酶的酶活性为1800U/g；α-淀粉酶的酶活性为3000U/g。
所述复合酶、腐殖酸钠、正硅酸甲酯和无水乙醇的质量比为7：3：5：45。
其中，多酶反应体和分散酶系基质的质量比为1:6。
所述酶解反应，将黄芪清洗后烘至含水率为7%，然后将烘干的含硒中草药粉碎成120目，然后加入到多酶反应体系中进行酶解，所述酶解过程中的酶解温度为40℃，PH为6.2，湿度为90%，酶解压力为0.1MPa，所述酶解反应在无菌环境下进行，待酶解3.5h后结束酶解，得到酶解液。
所述后处理，将酶解液经过高速离心，所述高速离心中的转速为6000rpm，高速离心时间为25min，待高速离心结束，将上清液以4000-5000道尔顿超滤膜加压过滤，得到超滤液，然后对超滤液进行喷雾干燥，得到小分子硒；所述喷雾干燥的热风进口温度为100℃，出口温度为75℃，流化床温度为65℃。
实施例4
对比例1：采用实施例1所述的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，其不同之处在于：在制备分解酶系基质步骤中不加入混合菌。
对比例2：采用实施例1所述的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，其不同之处在于：在制备多酶反应体系步骤中省略“将散酶系基质置于-5℃到0℃的环境中冷藏1-1.5h”。
有效成分利用率试验的具体步骤包括：
试验动物及器材：100只昆明小鼠，雌雄各半，体重为22-24g。
给样剂量：每只小鼠每天给样剂量为100mg
造模、分组及实验：将120只小鼠随机分为6组，每组20只，雌雄各半，然后将实施例1-3和对比例1-2制备的小分子硒按照每天给样剂量分别灌喂，剩下的一组作为对照组灌喂相同剂量的生理盐水，连续灌喂10天后，测定血中的硒含量，如下表所示：
Figure 567806DEST_PATH_IMAGE001
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，其特征在于，包括制备分解酶系基质、制备多酶反应体系、酶解反应、后处理；
所述制备分解酶系基质，将真菌中的担子菌与细菌中的乳酸杆菌、大肠杆菌、双歧杆菌混合，超声振荡后得到混合菌，然后向混合菌中加入氯化钠、氯化镁、甲壳素后超声振荡后得到分解酶系基质。
2.根据权利要求1所述的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，其特征在于，所述混合菌中担子菌的活菌含量为2×109CFU/g；乳酸杆菌的活菌含量为2×1010CFU/g；大肠杆菌的活菌含量为3×109CFU/g；双歧杆菌的活菌含量为1×1010CFU/g。
3.根据权利要求1所述的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，其特征在于，混合菌、氯化钠、氯化镁和甲壳素的质量比20-25：2-3：5-6：10-12。
4.根据权利要求1所述的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，其特征在于，所述制备多酶反应体系，将纤维素酶、真菌蛋白酶、葡萄糖异构酶及α-淀粉酶混合均匀后形成复合酶，然后在恒温条件下与腐殖酸钠和正硅酸甲酯溶于无水乙醇中，超声振荡后形成多酶反应体；然后将多酶反应体加入到分散酶系基质中搅拌后，将分散酶系基质冷藏，然后转移到恒温环境下得到多酶反应体系。
5.根据权利要求4所述的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，其特征在于，所述纤维素酶的酶活性为2000-2500U/g；真菌蛋白酶的酶活性为3200-3500U/g；葡萄糖异构酶的酶活性为1500-1800U/g；α-淀粉酶的酶活性为2700-3000U/g。
6.根据权利要求4所述的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，其特征在于，所述复合酶、腐殖酸钠、正硅酸甲酯和无水乙醇的质量比为5-7：2-3：3-5：40-45。
7.根据权利要求4所述的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，其特征在于，多酶反应体和分散酶系基质的质量比为1:5-6。
8.根据权利要求1所述的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，其特征在于，所述酶解反应，将含硒中草药清洗后烘干后粉碎，然后加入到多酶反应体系中进行酶解得到酶解液。
9.根据权利要求1所述的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，其特征在于，所述后处理，将酶解液经过高速离心后，将上清液以4000-5000道尔顿超滤膜加压过滤，得到超滤液，然后对超滤液进行喷雾干燥，得到小分子硒。
10.根据权利要求9所述的利用菌草酸生物多酶解技术提取小分子硒的方法，其特征在于，所述高速离心中的转速为5000rpm，高速离心时间为20min，所述喷雾干燥的热风进口温度为90℃，出口温度为70℃，流化床温度为60℃。
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