CN115105541B - 一种酶协同生物转化制备富含靛蓝的马蓝发酵干叶的方法 - Google Patents

一种酶协同生物转化制备富含靛蓝的马蓝发酵干叶的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种酶协同生物转化制备富含靛蓝的马蓝发酵干叶的方法，具体涉及植物加工领域，该方法为将马蓝鲜叶去杂后进行热风萎凋，再冷却平衡水分后，喷洒复合酶液进行酶解，静置催化辅助破壁发酵，熟化灭酶，向熟化叶中加入糖苷酶，挤压后进行半固态发酵，再干燥制得富含靛蓝等生物碱马蓝发酵叶。本发明制得的富含靛蓝等生物碱发酵叶，其中靛蓝含量与鲜叶相比，提高400％以上，更易在常温下保存，与传统工艺相比，减少液态发酵后期产生的大量废水，工艺过程更加环保。

Description

一种酶协同生物转化制备富含靛蓝的马蓝发酵干叶的方法
技术领域
本发明涉及植物加工技术领域，更具体地说，本发明涉及一种酶协同生物转化制备富含靛蓝的马蓝发酵干叶的方法。
背景技术
青黛为爵床科植物马蓝、蓼科植物蓼蓝或十字花科植物菘蓝的叶或茎叶经加工制得的干燥粉末或团块，是马蓝加工炮制的产品，其主要活性成分为以靛蓝和靛玉红为代表的生物碱，从应用之初的染料逐步发展成为药物，目前临床上主要用于治疗慢性粒细胞白血病、溃疡性结肠炎、牛皮癣等疾病，具有很高的药用价值。
古人对以马蓝为原料炮制青黛较为重视,多家本草典籍收录并记载了传统的炮制方法并且沿用至今，现有传统加工工艺如下：
①鲜叶采摘→②加水浸泡数日→③弃去叶渣，通入空气并加入生石灰搅拌→④静置沉淀→⑤沉淀烘干→⑥成品。
但是古人对炮制过程的控制全凭经验，导致目前各地都是手工作坊式生产，并且生产过程粗疏，生产效率低的同时还带来了严重的环境污染问题，更为重要的是产品质量参差不齐，难以控制，限制了马蓝在深加工领域的发展。因此，对于马蓝现代化清洁加工技术的开发迫在眉睫，急需解决传统工艺中存在的诸多问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种酶协同生物转化制备富含靛蓝的马蓝发酵干叶的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种酶协同生物转化制备富含靛蓝的马蓝发酵干叶的方法，该方法为将马蓝鲜叶去杂后进行热风萎凋，再冷却平衡水分后，喷洒复合酶液进行酶解，静置催化辅助破壁发酵，熟化灭酶，向熟化叶中加入糖苷酶，挤压后进行半固态发酵，再干燥制得富含靛蓝等生物碱马蓝发酵叶。
进一步的，所述马蓝鲜叶为当天4～12小时内采摘的马蓝茎叶经过去除茎和尘泥等杂质后无破损的叶片，含水率70％～85％。
进一步的，所述萎凋过程采用转筒式萎凋，热风温度为35℃～80℃，转筒转速30～60转/分钟，再冷却至室温平衡水分0.5～2小时，制备马蓝萎凋叶水分为50％～60％。
进一步的，所述萎凋过程也可采用热风干燥式萎凋，将马蓝叶平铺于托盘上，铺设厚度为0.5cm～1.5cm，热风温度为35℃～80℃。
进一步的，所述酶解过程为将纤维素酶与果胶酶的比例为1:0.5～1:1.5组成的质量浓度为马蓝萎凋叶2％～3％的复合酶，均匀喷洒到马蓝萎凋叶部位，室温酶解时间为30min～90min。
进一步的，所述熟化灭酶温度为180℃～250℃，熟化时间30秒～150秒，熟化后再冷却至室温，得到马蓝熟化叶，含水量为30％～40％。
进一步的，所述糖苷酶水溶液质量浓度为马蓝熟化叶的2％～3％。
进一步的，所述熟化叶挤压压力为70kg～150kg，挤压成饼后马蓝叶堆积厚度0.3cm～3cm。
进一步的，所述半固态发酵为将熟化成饼的马蓝叶堆放于厌氧发酵箱中，保持马蓝叶饼叶内温度50℃～60℃，发酵时间为12h～24h。
进一步的，所述干燥过程的温度为80℃～110℃。
本发明的技术效果和优点：
1.本发明利用复合酶辅助植物破壁技术，基于植物细胞壁的结构主要为纤维素、半纤维素和果胶的特点以及酶促反应的高效专一性，因此在复合酶的作用下，植物细胞壁被破坏，使马蓝鲜叶中的成分在半固态条件下迅速释放，与传统工艺相比，大大缩短了成分释放时间，同时减少液态发酵后期产生的大量废水，工艺过程更加环保。
2.本发明中熟化工艺具有三个作用：一是抑制和钝化马蓝鲜叶自身内源性酶和所添加的外源性酶的活性；二是使叶绿素加速降解，以减少叶绿素对产品的品质的影响；三是为后续半固态发酵提供良好的环境，避免其他菌种和酶对所添加的外源性酶产生干扰。
3.本发明利用复合酶半固态发酵技术，制备过程所需时间短、效率高，同时大量减少水的使用，因此不产生废液，更加环保。所得产品为富含靛蓝等生物碱的干燥叶，其中靛蓝含量与鲜叶相比，提高了441.1％，含水量在5％～8％，更易在常温下保存。在复合酶的作用下，植物细胞壁被破坏，使马蓝鲜叶中的成分在半固态条件下迅速释放，与传统工艺相比，大大缩短了成分释放时间，同时减少液态发酵后期产生的大量废水，工艺过程更加环保。
具体实施方式
下面将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。
本发明提供了一种酶协同生物转化制备富含靛蓝的马蓝发酵干叶的方法，该方法为将马蓝鲜叶去杂后进行热风萎凋，再冷却平衡水分后，喷洒复合酶液进行酶解，静置催化辅助破壁发酵，熟化灭酶，向熟化叶中加入糖苷酶，挤压后进行半固态发酵，再干燥制得富含靛蓝等生物碱马蓝发酵叶。
在一个优选地实施方式中，马蓝鲜叶为当天4～12小时内采摘的马蓝茎叶经过去除茎和尘泥等杂质后无破损的叶片，含水率70％～85％。
在一个优选地实施方式中，萎凋过程采用转筒式萎凋，热风温度为35℃～80℃，转筒转速30～60转/分钟，再冷却至室温平衡水分0.5～2小时，制备马蓝萎凋叶水分为50％～60％。
在一个优选地实施方式中，萎凋过程也可采用热风干燥式萎凋，将马蓝叶平铺于托盘上，铺设厚度为0.5cm～1.5cm，热风温度为35℃～80℃。
在一个优选地实施方式中，酶解过程为将纤维素酶与果胶酶的比例为1:0.5～1:1.5组成的质量浓度为马蓝萎凋叶2％～3％的复合酶，均匀喷洒到马蓝萎凋叶部位，室温酶解时间为30min～90min。
在一个优选地实施方式中，熟化灭酶温度为180℃～250℃，熟化时间30秒～150秒，熟化后再冷却至室温，得到马蓝熟化叶，含水量为30％～40％。
在一个优选地实施方式中，糖苷酶水溶液质量浓度为马蓝熟化叶的2％～3％。
在一个优选地实施方式中，熟化叶挤压压力为70kg～150kg，挤压成饼后马蓝叶堆积厚度0.3cm～3cm。
在一个优选地实施方式中，半固态发酵为将熟化成饼的马蓝叶堆放于厌氧发酵箱中，保持马蓝叶饼叶内温度50℃～60℃，发酵时间为12h～24h。
在一个优选地实施方式中，干燥过程的温度为80℃～110℃。
实施例1
一种酶协同生物转化制备富含靛蓝的马蓝发酵干叶的方法，包括以下步骤：
S1、选取当天4～12小时内采摘的马蓝茎叶经过去除茎和尘泥等杂质后无破损的叶片，含水率78％，备用；
S2、将步骤S1中的马蓝鲜叶采用转筒式萎凋，热风温度为35℃，转筒转速30转/分钟，再冷却至室温平衡水分2小时，制备马蓝萎凋叶水分为56％。
S3、将纤维素酶和果胶酶按照1:0.5的比例溶于水中，配置质量浓度为马蓝萎凋叶的2％的复合酶溶液并将其均匀喷洒在步骤S2中的马蓝萎凋叶上，室温静置酶解30min，得到马蓝酶解叶；
S4、在180℃条件下对步骤S3中的马蓝酶解叶进行熟化灭酶，熟化时间为30秒，得到马蓝熟化叶，含水量为30％；
S5、配置质量浓度为马蓝熟化叶的2％的糖苷酶溶液并将其均匀喷洒在步骤向步骤S4中的马蓝熟化叶上，再使用压饼机将其挤压，压力为70kg，挤压成饼后马蓝叶堆积厚度0.3cm，得到马蓝叶饼；
S6、将步骤S5中的马蓝叶饼堆放于厌氧发酵箱中，保持叶内温度50℃，进行12h半固态发酵，得到发酵叶；
S7、将步骤S6中的发酵叶放入烘箱中热风烘干，温度为80℃，干燥后水分为5％，得到富含靛蓝等生物碱的马蓝发酵干叶产品。
实施例2
一种酶协同生物转化制备富含靛蓝的马蓝发酵干叶的方法，包括以下步骤：
S1、选取当天4～12小时内采摘的马蓝茎叶经过去除茎和尘泥等杂质后无破损的叶片，含水率78％，备用；
S2、将步骤S1中的马蓝鲜叶采用热风干燥式萎凋，将马蓝叶平铺于托盘上，铺设厚度为1.5cm，热风温度为80℃，再冷却至室温平衡水分2小时，制备马蓝萎凋叶水分为52％。
S3、将纤维素酶和果胶酶按照1:1.5的比例溶于水中，配置质量浓度为马蓝萎凋叶的3％的复合酶溶液并将其均匀喷洒在步骤S2中的马蓝萎凋叶上，室温静置酶解90min，得到马蓝酶解叶；
S4、在250℃条件下对步骤S3中的马蓝酶解叶进行熟化灭酶，熟化时间为150秒，得到马蓝熟化叶，含水量为40％；
S5、配置质量浓度为马蓝熟化叶的3％的糖苷酶溶液并将其均匀喷洒在步骤向步骤S4中的马蓝熟化叶上，再使用压饼机将其挤压，压力为150kg，挤压成饼后马蓝叶堆积厚度3cm，得到马蓝叶饼；
S6、将步骤S5中的马蓝叶饼堆放于厌氧发酵箱中，保持叶内温度60℃，进行24h半固态发酵，得到发酵叶；
S7、将步骤S6中的发酵叶放入烘箱中热风烘干，温度为110℃，干燥后水分为6％，得到富含靛蓝等生物碱的马蓝发酵干叶产品。
实施例3
一种酶协同生物转化制备富含靛蓝的马蓝发酵干叶的方法，包括以下步骤：
S1、选取当天4～12小时内采摘的马蓝茎叶经过去除茎和尘泥等杂质后无破损的叶片，含水率78％，备用；
S2、将步骤S1中的马蓝鲜叶采用热风干燥式萎凋，将马蓝叶平铺于托盘上，铺设厚度为1cm，热风温度为50℃，再冷却至室温平衡水分2小时，制备马蓝萎凋叶水分为54％。
S3、将纤维素酶和果胶酶按照1:1的比例溶于水中，配置质量浓度为马蓝萎凋叶的3％的复合酶溶液并将其均匀喷洒在步骤S2中的马蓝萎凋叶上，室温静置酶解60min，得到马蓝酶解叶；
S4、在250℃条件下对步骤S3中的马蓝酶解叶进行熟化灭酶，熟化时间为90秒，得到马蓝熟化叶，含水量为36％；
S5、配置质量浓度为马蓝熟化叶的3％的糖苷酶溶液并将其均匀喷洒在步骤向步骤S4中的马蓝熟化叶上，再使用压饼机将其挤压，压力为100kg，挤压成饼后马蓝叶堆积厚度1.5cm，得到马蓝叶饼；
S6、将步骤S5中的马蓝叶饼堆放于厌氧发酵箱中，保持叶内温度55℃，进行24h半固态发酵，得到发酵叶；
S7、将步骤S6中的发酵叶放入烘箱中热风烘干，温度为90℃，干燥后水分为7％，得到富含靛蓝等生物碱的马蓝发酵干叶产品。
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，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 (1)

1.一种酶协同生物转化制备富含靛蓝的马蓝发酵干叶的方法，其特征在于：该方法为将马蓝鲜叶去杂后进行热风萎凋，再冷却平衡水分后，喷洒复合酶液进行酶解，静置催化辅助破壁发酵，熟化灭酶，向熟化叶中加入糖苷酶，挤压后进行半固态发酵，再干燥制得富含靛蓝的马蓝发酵干叶；
所述马蓝鲜叶为当天4～12小时内采摘的马蓝茎叶经过去除茎和尘泥后无破损的叶片，含水率70％～85％；
所述萎凋过程采用转筒式萎凋，热风温度为35℃～80℃，转筒转速30～60转/分钟，再冷却至室温平衡水分0.5～2小时，制备马蓝萎凋叶水分为50％～60％；
所述萎凋过程也可采用热风干燥式萎凋，将马蓝叶平铺于托盘上，铺设厚度为0.5cm～1.5cm，热风温度为35℃～80℃；
所述酶解过程为将纤维素酶与果胶酶的比例为1:0.5～1:1.5组成的质量浓度为马蓝萎凋叶2％～3％的复合酶，均匀喷洒到马蓝萎凋叶部位，室温酶解时间为30min～90min；
所述熟化灭酶温度为180℃～250℃，熟化时间30秒～150秒，熟化后再冷却至室温，得到马蓝熟化叶，含水量为30％～40％；
所述糖苷酶水溶液质量浓度为马蓝熟化叶的2％～3％；
所述熟化叶挤压压力为70kg～150kg，挤压成饼后马蓝叶堆积厚度0.3cm～3cm；
所述半固态发酵为将熟化成饼的马蓝叶堆放于厌氧发酵箱中，保持马蓝叶饼叶内温度50℃～60℃，发酵时间为12h～24h；
所述干燥过程的温度为80℃～110℃。
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