CN113308403B - 一株植物乳杆菌及其发酵天麻口服液的制备方法和应用 - Google Patents

一株植物乳杆菌及其发酵天麻口服液的制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一株植物乳杆菌及其发酵天麻口服液的制备方法和应用，属于食品技术领域。本发明采用果胶酶、纤维素酶、单宁酶、α‑淀粉酶四种复合酶酶解天麻得到酶解液，以该酶解液为发酵基质，接种植物乳杆菌STDA6进行发酵，生产天麻口服液。本发明的发酵天麻口服液，集天麻素和乳酸菌益生功能于一体，具有改善睡眠、促进肠道微生态平衡等保健功能；本发明制备的发酵天麻口服液，颜色均匀通亮，酸甜比例适中，细腻柔和，组织状态均匀；加工工艺简单，过程可控，质量保证，便于批量生产。

Description

一株植物乳杆菌及其发酵天麻口服液的制备方法和应用
技术领域
本发明涉及食品技术领域，更具体的说是涉及一株植物乳杆菌及其发酵天麻口服液的制备方法和应用。
背景技术
天麻为兰科植物天麻(Gastrodia elata Bl.)的干燥块茎，是我国传统名贵中药材，其性辛、温、无毒，富含天麻素、香荚兰素、多糖、氨基酸及微量元素。《神农本草经》云天麻为上品，“久服益气力，长阴，肥健，轻身，增年”；《药性本草》言天麻能“治语多恍惚，善惊失志；《珍珠囊》记载天麻“治风虚眩晕头痛”，故名定风草”；清代名医张志聪称赞天麻“功同五芝，力倍五参，为仙家服食上品”。现代药理研究和临床应用表明，天麻具有提高免疫力、镇静止痛、提高耐缺氧力、改善记忆、降血压、抗炎等多种药理作用，对血管性神经性头痛、脑震荡后遗症等有显著疗效；天麻素是天麻的主要活性成分，同时天麻还具有较高的食用价值，2018年国家卫健委批准天麻作为食药物质试生产。但目前天麻产品多以天麻粉、天麻胶囊、天麻饮片、天麻药膳、天麻果脯、天麻雪片、天麻蜜饯、天麻保健酒等初级加工产品形式存在，精深加工程度低，产品附加值不高，产业链短，限制了天麻产业持续稳定发展。
乳酸菌是一类能利用可发酵碳水化合物生成乳酸的一类无芽孢、革兰染色阳性细菌的总称，广泛存在于人体内，具有促进营养物质消化吸收、调节肠道微生态平衡、提高机体免疫力等益生功能。
因此，提供一株植物乳杆菌及其发酵天麻口服液的制备方法和应用是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一株植物乳杆菌及其发酵天麻口服液的制备方法和应用，获得口感柔和，集天麻有效成分和乳酸菌益生功能于一体的发酵天麻口服液，具有较为广阔的市场空间。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一株植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)STDA6，其保藏编号为CGMCCNo.20878，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，简称CGMCC，地址北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏日期为2020年10月12日，分类命名为植物乳杆菌Lactobacillus plantarum。
进一步，所述的植物乳杆菌STDA6在发酵天麻口服液中的应用。
进一步，一种植物乳杆菌发酵天麻口服液的制备方法，具体步骤如下：
(1)以天麻粉为原料，按质量体积比(g/mL)1：11加入无菌水并使其充分溶解；按0.4％的质量体积比(mg/mL)加入复合酶；再用柠檬酸调pH值至4.0，于50℃酶解180min得到天麻酶解液，作为发酵基液；所述复合酶为果胶酶、纤维素酶、单宁酶和α-淀粉酶等比例混合，酶活分别为3万U/g、10万U/g、300U/g、4万U/g；
(2)将步骤(1)所述发酵基液冷却至30～40℃，用100目不锈钢网过滤，按9％的质量体积比(g/mL)向滤液中加入蔗糖；于20～30Mpa条件下均质3～5min后转移至发酵罐，巴氏灭菌30min；按106CFU/mL的接种量接种所述的植物乳杆菌STDA6，混匀后在35℃厌氧发酵16h，得到发酵天麻口服液成品；
(3)发酵结束后无菌灌装，避光储藏。
本发明采用果胶酶、纤维素酶、单宁酶、α-淀粉酶四种复合酶酶解天麻得到酶解液，以该酶解液为发酵基质，接种具有自主知识产权的植物乳杆菌STDA6进行发酵，生产天麻口服液。该天麻口服液口感柔和，细腻滑爽，集天麻有效成分和乳酸菌益生功能于一体，具有改善睡眠、促进肠道微生态平衡等保健功能。
进一步，所述的发酵天麻口服液在改善睡眠中的应用。
进一步，所述的发酵天麻口服液在改善肠道微生态平衡中的应用。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一株植物乳杆菌及其发酵天麻口服液的制备方法和应用，口服液集天麻素和乳酸菌益生功能于一体，具有改善睡眠、促进肠道微生态平衡等保健功能；本发明制备的发酵天麻口服液，颜色均匀通亮，酸甜比例适中，细腻柔和，组织状态均匀；加工工艺简单，过程可控，质量保证，便于批量生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明发酵天麻口服液对戊巴比妥钠小鼠睡眠时间的影响；
图2附图为本发明发酵天麻口服液对巴比妥钠小鼠睡眠潜伏期的影响；
图3附图为本发明发酵天麻口服液对小鼠肠道微生物菌群的影响；
其中，未发酵天麻为未发酵天麻口服液组；发酵天麻为发酵天麻口服液组；
图1-图3中，字母不相同表明差异显著，p＜0.05。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种植物乳杆菌发酵天麻口服液的制备方法，具体步骤如下：
(1)以天麻粉为原料，按质量体积比(g/mL)1：11加入无菌水并使其充分溶解；按0.4％的质量体积比(mg/mL)加入复合酶；再用柠檬酸调pH值至4.0，于50℃酶解180min得到天麻酶解液，作为发酵基液；其中复合酶为果胶酶、纤维素酶、单宁酶和α-淀粉酶等比例混合，酶活分别为3万U/g、10万U/g、300U/g、4万U/g；
(2)将步骤(1)所述发酵基液冷却至30～40℃，用100目不锈钢网过滤，按9％的质量体积比(g/mL)向滤液中加入蔗糖；于20～30Mpa条件下均质3～5min后转移至发酵罐，巴氏灭菌30min；按106CFU/mL的接种量接种植物乳杆菌STDA6，混匀后在35℃厌氧发酵16h，得到发酵天麻口服液成品；
(3)发酵结束后无菌灌装，避光储藏。
对比例1
一种天麻口服液的制备方法，具体步骤如下：
(1)以天麻粉为原料，按质量体积比(g/mL)1：11加入无菌水并使其充分溶解；按0.4％的质量体积比(mg/mL)加入复合酶；再用柠檬酸调pH值至4.0，于50℃酶解180min得到天麻酶解液；其中复合酶为果胶酶、纤维素酶、单宁酶和α-淀粉酶等比例混合，酶活分别为3万U/g、10万U/g、300U/g、4万U/g；
(2)将步骤(1)所述发酵基液冷却至30～40℃，用100目不锈钢网过滤，按9％的质量体积比(g/mL)向滤液中加入蔗糖；于20～30Mpa条件下均质3～5min后转移至发酵罐，巴氏灭菌30min；
(3)无菌灌装，避光储藏。
试验例1发酵天麻口服液天麻素的含量测定
应用液相色谱检测实施例1的发酵天麻口服液和对比例1的未发酵天麻口服液中天麻素含量，结果见表1。
表1天麻素的含量测定
Figure BDA0003093660950000041
Figure BDA0003093660950000042
注：与对比例1相比，*表示p<0.05(t检验)。
表1结果表明，发酵前后天麻口服液中天麻素含量无显著变化(p＞0.05)，植物乳杆菌发酵对天麻素含量无显著影响。
试验例2发酵天麻口服液活菌数和pH值
测定实施例1的发酵天麻口服液的乳酸菌总数和pH，结果见表2。乳酸菌总数为8.0×107CFU/mL，且pH值为5.2。
表2乳酸菌总数和pH值
Figure BDA0003093660950000051
试验例3发酵天麻口服液微生物学指标
测定实施例1的发酵天麻口服液的微生物学指标，结果见表3，均符合GB16740-2014的相关标准。
表3微生物学指标
Figure BDA0003093660950000052
注：“—”表示未检出。
试验例4发酵天麻口服液改善小鼠睡眠作用
分别将实施例1的发酵天麻口服液和对比例1的未发酵天麻口服液冷冻干燥制成冻干粉，重悬于无菌去离子水中制成相当于生药量200mg/mL混悬液，将120只ICR雄性小鼠(18-22g)随机分成三批，每批40只，分别进行戊巴比妥钠阈下剂量睡眠入睡率实验、延长戊巴比妥钠睡眠时长实验和巴比妥钠睡眠潜伏期实验。每批小鼠分为空白对照组(去离子水)、对比例1的未发酵天麻口服液组(2g/kg)、实施例1的发酵天麻口服液组(2g/kg)和阳性对照组(地西泮2mg/kg)，每组10只，灌胃体积0.1mL/10g·BW，连续灌胃30d。
采用SPSS 19.0软件统计处理数据，实验数据均用
Figure BDA0003093660950000064
数据表示，多组间数据采用单因素方差分析，入睡率数据采用χ2检验。
各批次实验处理及结果如下：
(1)戊巴比妥钠阈下剂量睡眠入睡率实验：于末次灌胃30min后，各组小鼠腹腔注射戊巴比妥钠(30mg/kg)，注射体积为0.1mL/10g·BW，以小鼠翻正反射消失1min为入睡指标，记录各组入睡动物数，结果见表4。
表4发酵天麻口服液对小鼠入睡率的影响
Figure BDA0003093660950000061
注：与空白对照组相比，*表示p<0.05，**p<0.01。
表4结果表明，与空白对照组相比，对比例1的未发酵天麻口服液小鼠的入睡率无显著变化(p＞0.05)，实施例1的发酵天麻口服液组和阳性对照组的小鼠入睡率均显著增加(p<0.05)；阳性对照组小鼠入睡率最高，其次是实施例1的发酵天麻口服液组，对比例1的未发酵天麻口服液组最低；上述结果表明，实施例1的植株乳杆菌发酵天麻口服液对小鼠入睡率具有改善作用。
(2)延长戊巴比妥钠睡眠时间实验：于末次灌胃30min后，给小鼠腹腔注射戊巴比妥钠(剂量为45mg/kg，注射量为0.1mL/10g·BW)，记录小鼠睡眠时间，结果见表5和图1。
表5发酵天麻口服液对小鼠睡眠时间的影响
Figure BDA0003093660950000062
/>
Figure BDA0003093660950000063
注：肩标字母不同表示差异显著，p<0.05。
表5和图1结果表明，与空白对照组比，对比例1的未发酵天麻口服液组、实施例1的发酵天麻口服液组和阳性对照组的小鼠睡眠时间均显著延长(p<0.05)；与对比例1的未发酵天麻口服液组相比，实施例1的发酵天麻口服液组小鼠睡眠时间显著增加(p<0.05)；上述结果表明，实施例1的植物乳杆菌发酵天麻口服液延长了小鼠睡眠时间，且效果优于对比例1的未发酵天麻口服液。
(3)巴比妥钠睡眠潜伏期实验：于末次灌胃30min后，给各组小鼠腹腔注射巴比妥钠(剂量为240mg/kg，注射量为0.1mL/10g·BW)，比较各组小鼠入睡时间(睡眠潜伏期)的差异，结果见表6和图2。
表6发酵天麻口服液对小鼠睡眠潜伏期的影响
Figure BDA0003093660950000071
Figure BDA0003093660950000072
注：肩标字母不同表示差异显著，p<0.05。
表6和图2结果表明，与空白对照组比，对比例1的未发酵天麻口服液组、实施例1的发酵天麻口服液组和阳性对照组的小鼠睡眠潜伏期均明显缩短(p<0.05)；与对比例1的未发酵天麻口服液组相比，实施例1的发酵天麻口服液组小鼠睡眠潜伏时间显著降低(p<0.05)；上述结果表明，实施例1的植物乳杆菌发酵天麻口服液可以缩短小鼠的睡眠潜伏期，且效果优于对比例1的未发酵天麻口服液。
综上所述，实施例1的植物乳杆菌发酵天麻口服液能显著延长小鼠睡眠时间，缩短小鼠睡眠潜伏期，具有改善睡眠作用，且效果优于对比例1的未发酵天麻口服液。
试验例5发酵天麻口服液改善小鼠肠道微生态平衡
分别将实施例1的发酵天麻口服液和对比例1的未发酵天麻口服液冷冻干燥制成冻干粉，重悬于无菌去离子水中制成相当于生药量200mg/mL混悬液，将18只Balb/c小鼠(体重18-22g)随机分成3组，分为空白对照组(去离子水)、对比例1的未发酵天麻口服液组(2g/kg)和实施例1的发酵天麻口服液组(2g/kg)，每组6只，灌胃体积0.1mL/10g·BW，连续灌胃30d，取小鼠盲肠内容物0.1g至0.9mL的无菌生理盐水中匀浆，梯度稀释后分别接种于肠杆菌选择性培养基(EMB)、肠球菌选择性培养基(EC)、双歧杆菌选择性培养基(BBL)和乳杆菌选择性培养基(MRS)中37℃培养，平板计数法进行菌落计数，其中BBL和MRS培养基厌氧培养。结果见表7和图3。
表7发酵天麻口服液对小鼠肠道微生物菌群的影响
Figure BDA0003093660950000081
Figure BDA0003093660950000082
注：同列数据肩标字母完全不同表示差异显著，p<0.05。1gCFU/g表示对单位为CFU/g的活菌数，取常用对数。
与空白对照组相比，对比例1的未发酵天麻口服液和实施例1的发酵天麻口服液组小鼠盲肠中肠杆菌和肠球菌数量无显著变化(p＞0.05)，对比例1的未发酵天麻口服液组小鼠盲肠中双歧杆菌含量无显著变化(p＞0.05)，发酵天麻口服液组小鼠盲肠中双歧杆菌含量显著增加(p<0.05)，未发酵天麻口服液和发酵天麻口服液组小鼠盲肠中乳杆菌数量均显著增加(p<0.05)；与对比例1的未发酵天麻口服液组相比，实施例1的发酵天麻口服液组小鼠盲肠中双歧杆菌含量有增加趋势(p＞0.05)，乳杆菌含量显著增加(p<0.05)。上述结果表明，实施例1的植物乳杆菌发酵天麻口服液可增加肠道有益菌双歧杆菌和乳杆菌的含量，改善小鼠肠道微生态平衡。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一株植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum) STDA6，其特征在于，其保藏编号为CGMCC No.20878。
2.权利要求1所述的植物乳杆菌STDA6在制备发酵天麻口服液中的应用。
3.权利要求1所述的植物乳杆菌STDA6在制备改善睡眠的发酵天麻口服液中的应用。
4.权利要求1所述的植物乳杆菌STDA6在制备改善肠道微生态平衡的发酵天麻口服液中的应用。
5.一种植物乳杆菌发酵天麻口服液的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）以天麻粉为原料，按质量体积比g/mL 1：11加入无菌水并使其充分溶解；按0.4%的质量体积比mg/mL加入复合酶；再用柠檬酸调pH值至4.0，于50℃酶解180 min得到天麻酶解液，作为发酵基液；所述复合酶为果胶酶、纤维素酶、单宁酶和α-淀粉酶等比例混合，酶活分别为3万U/g、10万U/g、300U/g、4万U/g；
（2）将步骤（1）所述发酵基液冷却至30~40℃，过滤，按9%的质量体积比g/mL向滤液中加入蔗糖；于20~30 Mpa条件下均质3~5 min后转移至发酵罐，巴氏灭菌30 min；按106 CFU/mL的接种量接种权利要求1所述的植物乳杆菌STDA6，混匀后在35℃厌氧发酵16 h，得到发酵天麻口服液成品；
（3）发酵结束后无菌灌装，避光储藏。
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