CN115636862A - 一种从酵母细胞壁中提取高纯度麦角甾醇的工业生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从酵母细胞壁中提取高纯度麦角甾醇的工业生产方法，将酵母细胞与提取溶剂在提取器中进行逆流提取，将提取得到的药液经过滤、浓缩后得到浸膏，再将浸膏经皂化、萃取、回流提取、精制后，制得纯度大于98.5%的麦角甾醇产品。本发明旨在解决现有麦角甾醇产品无法实现高纯度和高收率的产业化生产，利用逆流提取工艺，从酵母细胞中提取麦角甾醇，然后经皂化、萃取、回流提取、精制等一些列操作，即可制得产品纯度高且收率高的麦角甾醇，是一种环境友好型的生产工艺。
Description
技术领域
本发明属于生物医药领域，具体的说，是一种从酵母细胞壁中提取高纯度麦角甾醇的工业生产方法。
背景技术
麦角甾醇作为微生物细胞膜的重要组成部份，对确保细胞活力、膜的流动性、膜结合酶的活性、膜的完整性以及细胞物质运输等起着重要作用，而被广泛应用到药物的开发中，作为重要的医药化工原料使用。目前世界主流生产麦角甾醇的工艺分为两种：一种是从青霉素发酵废渣中提取，提取收率低（收率低于0.3%），产品纯度高（纯度通常为94～96%），但存在抗生素污染的风险，不利于下游厂家的使用；另一种是利用糖蜜发酵提取，收率较高，可以达到0.7～2%，但产品纯度低（纯度低于95%），因此，研究和开发一种高纯度高收率的麦角甾醇提取方法，是推进麦角甾醇工业化应用的关键。
为解决上述工艺缺陷，现有技术中，公开号为CN110669092A、CN115112792A及CN112390842A的发明专利均提到从酵母细胞壁中提取麦角甾醇的方法，但仍然存在一系列的问题，例如：
CN110669092A公开了从酒糟中提取麦角甾醇的方法，该方法是从酒糟中提取麦角甾醇，经皂化加热回流、萃取、柱层析、洗脱等步骤后提取到麦角甾醇，步骤繁琐、耗时，而且使用大量有机溶剂，进行废液处理易造成环保压力，除此之外，利用该方法从100g干燥酒糟中仅能提取得到2.8mg麦角甾醇样品，外标法测定其中含有2.1356mg麦角甾醇，其提取效率及纯度还有待提高。
CN115112792A公开了从酿酒酵母中提取麦角甾醇的方法，通过向酿酒酵母湿菌体中加入NaOH溶液后水浴加热，离心后加入甲醇，于常温水浴中采用细胞破碎仪破碎，离心得到麦角甾醇提取液，再通过HPLC检测麦角甾醇的含量。该方法与皂化回流法提取的麦角甾醇含量法相比，操作简单环保，提取效率高省时，麦角甾醇提取含量可达到1.0984%，但该方法整体收率低（1%左右），且对所有的原料加入了NaOH，使酵母受污染只能作为危废进行处理，环境污染大，对环保极度不友好；另外，此方法由于溶剂用量过大，还存在不易回收的情况；同时，在操作过程中还使用细胞破碎仪，不易产业化生产，存在生产成本过高的问题（高于麦角甾醇附加值）。
CN112390842A公开了从菌种中提取麦角固醇的方法，先将菌种超声处理，皂化，柱层析纯化，再经过两次重结晶得到麦角固醇产品。麦角固醇的提取率可达1 .63%，纯度高于99%，含量高于95%。该方法采用超声提取，成本高，且易对员工造成职业伤害，提取时，还对所有的原料造成污染，只能作为危废处理，对环境并不友好；另外，该方法仍然采用柱层析分离，存在收率低，成本高，使用硅胶树脂等产生的危废无法处理再生等问题，不适合工艺放大，由于柱层析后仍需两步重结晶，可以推测该方法采用的柱层析分离效果并不理想。
发明内容
本发明旨在解决现有麦角甾醇产品无法实现高纯度和高收率的产业化生产，而提供的一种从酵母细胞壁中提取高纯度麦角醇的工业生产方法，利用逆流提取工艺，从酵母细胞中提取麦角甾醇，然后经皂化、萃取、回流提取、精制等一些列操作，即可制得产品纯度高且收率高的麦角甾醇，是一种环境友好型的生产工艺。
本发明通过下述技术方案实现：一种从酵母细胞壁中提取高纯度麦角甾醇的工业生产方法，将酵母细胞与提取溶剂在提取器中进行逆流提取，将提取得到的药液经过滤、浓缩后得到浸膏，再将浸膏经皂化、萃取、回流提取、精制后，制得纯度大于98.5%的麦角甾醇产品。
所述酵母细胞是将安琪酵母经细胞破壁处理后再离心分离得到的酵母细胞壁；所述提取溶剂选自乙醇、甲醇或异丙醇中的至少一种。
所述提取器为内设有螺旋输送机构的绞龙，对应螺旋输送机构的两端部分设进料口和出料口，将所述酵母细胞由进料口送入提取器，提取溶剂经出料口送入提取器，在螺旋输送机构的控制下，使酵母细胞与提取溶剂在提取器中进行逆流提取，提取得到的药液由溢出口送出，提取得到的废渣由溢出口送出。
所述逆流提取时，控制提取器的加热温度为50～70℃，料液比为1∶6～12。
所述提取器包括至少两级串联设置的绞龙，于位于首级的绞龙上设溢出口。
于所述出料口上设斗提，斗提高度高于提取器溢出口的高度，将提取溶剂加入斗提内，斗提的出口端设废渣烘干器。
所述皂化是将浸膏送入皂化罐中，加入氢氧化钠、水和乙醇后，在70～80℃下进行回流反应4h，浸膏、氢氧化钠、水、乙醇的质量比为1︰0.2︰0.4︰1.5。
所述萃取是将皂化液送入萃取罐中，加入正庚烷后，在60～70℃下萃取10～20min，皂化液与正庚烷的体积比为1︰5～8。
所述回流提取是在萃取液中加入乙醇，并于70～80℃下回流提取1～3h，乙醇的加入量为浸膏质量的0.2～0.3倍。
所述精制是将回流提取液降温结晶得到麦角甾醇粗品后，再使用乙酸乙酯或丙酮进行重结晶，即得麦角甾醇产品。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明可以提供高纯度麦角甾醇的生产工艺，麦角甾醇产品纯度可达到98.5%以上，且无抗生素等物质残留，应用范围广泛，例如，可用于维生素D2/维生素D3等的原料，或用于芸苔素内脂等的生产，等等。
（2）本发明的提取工艺是采用绞龙使酵母细胞壁与乙醇/甲醇/异丙醇进行逆流提取，利用绞龙温度和料液比的控制，可以在逆流提取过程中，利用原料间接密封进料口，减少提取溶剂挥发，同时利用绞龙中上升的提取溶剂的蒸汽提前对原料进行浸润，提升原料中麦角甾醇的提取率，且由此获得的浸膏中麦角甾醇的含量可达到20%以上，其余为提取溶剂、油脂和蛋白。
（3）本发明提取工艺所选择的提取溶剂为乙醇、甲醇或异丙醇，对环境等影响较小，且经回收处理后可达到无污染，有利于麦角甾醇的环保生产；另外，由于醇类溶剂对壳聚糖及蛋白类的溶解性很低，因此，本发明在选择乙醇等作为提取溶剂时，对酵母细胞壁的主要成分也不会产生影响及破坏，因此，经提取后的酵母细胞壁还可作为高蛋白类饲料添加剂使用，实现废渣的再利用，无环保废弃物产生。
（4）本发明为除去浸膏中的油脂和酸，进一步的提供了浸膏的皂化及萃取步骤，即将浸膏中的油脂转化为肥皂，蛋白质降解为氨基酸，然后再利用溶解度的不同，利用正庚烷萃取其中的肥皂和氨基酸，从而达到去除杂质的目的。由于本发明的皂化反应是在碱性环境中，将浸膏中的醇溶蛋白分解为小分子多肽及氨基酸，经洗涤后进入污水中，可作为污水处理好痒及厌氧菌种有机质来源，大大降低污水处理成本。
（5）本发明采用绞龙、斗提、烘干器、皂化罐、萃取罐等常规设备组成，通过各阶段设备的合理控制，即可实现麦角甾醇生产的自动化控制，较现有麦角甾醇提取方法中采用超声、柱层析等设备而言，具有生产环境友好，易于工业化生产的优势。
（6）本发明通过提供提取溶剂储罐，可以在逆流提取后的多项操作步骤（斗提、过滤等）中，实现对提取溶剂进行回收和再利用，不仅能节省溶剂用量，还可避免溶剂对环境造成的影响，降低生产成本。
综上所述，本发明提供了一种可自动化和产业化生产麦角甾醇产品的方法，麦角甾醇产品的纯度可达到98.5%以上，收率达到1～2%，具有工艺操作简单易控制，环境友好，无生产废弃物产生，成本低，收益高的特点。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
图2为本发明所述提取器的结构示意图。
图3为XX0015批次麦角甾醇产品的色谱图。
图4为XX0022批次麦角甾醇产品的色谱图。
图5为XX0036批次麦角甾醇产品的色谱图。
其中，1—提取器，2—进料口，3—溢出口，4—出料口，5—斗提，6—废渣烘干器，7—搅刀，8—螺杆输送叶片，9—进料绞龙。
具体实施方式
下面将本发明的发明目的、技术方案和有益效果作进一步详细的说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对所要求的本发明提供进一步的说明，除非另有说明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在麦角甾醇的提取工艺中，现有技术并不利于产业转化，例如公开号为CN110669092A、CN115112792A及CN112390842A的发明专利提供的提取方法，通常存在高提取率和高纯度的提取效果与生产过程中的环保问题、操作方法无法产业化以及生产成本等方面无法兼顾的情况，为此，本发明提出了一种新的适用于麦角甾醇的工业化生产方法。
如图1所示，本发明的具体工艺流程可概况如下：
步骤一，将酵母细胞与提取溶剂在提取器1中进行逆流提取
在（安琪）酵母生产过程中，将酵母细胞破壁后离心分离得到酵母细胞壁，打开料仓投料口气动阀门控制开关，将酵母细胞壁由投料口陆续投入料仓中，并确保料仓内物料不少于料仓容积的三分之一，可利用物料对投料口进行密封。料仓设置在提取器1顶部的进料口2上，提取器1为内设有螺旋输送机构的绞龙，其顶部还设有溢出口3，底部设有出料口4，当然，进料口2位于螺旋输送机构的进料端，出料口4位于螺旋输送机构的出料端，溢出口3位于进料口2和出料口4之间，另外，在提取器1的出料口4上还设有斗提5，用于将出料口4的废渣提升传送，因此，在斗提5的出口端设废渣烘干器6，用于对废渣进行烘干后再使用。斗提5的高度应高于提取器1溢出口3的高度，生产时，将提取溶剂加入斗提5内，提取溶剂由出料口4进入提取器1，与提取器1内随螺旋输送机构输送的物料逆向接触、浸泡并进行提取，提取的药液由溢出口3送出。
在一个具体实施方案中，使料仓内的物料经搅刀7控制进入提取器1中，搅刀7可设置在提取器1的进料口2处，通过时间继电器与变频器控制进料速度，达到匀速进料的目的（例如每5min启动15s，电机频率控制在20Hz），进入提取器1中的物料由螺杆输送叶片8进行输送，参见图2所示结构，旋转的螺杆输送叶片8将物料推移而进行输送，螺杆输送叶片8的螺旋轴在物料运动方向的终端有止推轴承以随物料给螺旋的轴向反力。其工作原理是：通过吊轮控制螺旋与外壳间距，电机带动减速机，带动螺旋转动，搅刀7控物料匀速进入提取器1，提取溶剂从出料口4进入与物料充分混合，利用物料密度与溶剂的差异，物料在螺旋推进过程中与溶剂充分混合，同时迅速沉降，从而达到从溢出口3流出的药液澄清，快速分离的目的，同时控制电机频率及进液流速达到控制料液比的目的，将产品提取出来，能有效提升酵母细胞壁中麦角甾醇的提取率。
在另一个具体实施方案中，提取器1可采用两级串联设置的绞龙，在于位于首级的绞龙上设溢出口3，参见图1所示结构，物料从上层绞龙掉落至下层绞龙过程中，可使物料与提取溶剂充分翻转混合，提高提取效率。使用时，设置绞龙的料液比在料液比为1∶6～12，可有效控制物料在提取器1中的停留时间，保证产品收率及纯度。
在逆流提取过程中，通过在提取器1外设置夹套，利用热水对提取器1的温度进行控制，通常情况下，逆流提取温度控制在50～70℃，能够保证产品的浸出率。在加入提取溶剂时，可利用换热器将提取溶剂加热后通过泵定量送入斗提5中，使得提取溶剂的蒸汽可提前进入提取器1中对物料进行浸润，提高逆流提取的效率。
提取后的废渣经出料口4掉入下方的斗提5中，采用带沙眼的料斗从提取溶剂中挖取其中的废渣，提升过程中，大量的提取溶剂经沙眼漏出，达到粗滤的目的，粗滤后的废渣经进料绞龙9后进入废渣烘干器6进行干燥，进料绞龙9可延长湿物料进入废渣烘干器6的时间，在输送过程中还可继续分离部分溶剂，废渣烘干器6可采用四段依次连接的干燥器，使用蒸汽进行加热，最后经闭风器漏出，达到密闭干燥的目的。干燥后的废渣经冷却包装后入库，可作为高蛋白类饲料添加剂使用。
步骤二，将逆流提取得到的药液经过滤、浓缩后制得浸膏
将提取器1出液口溢流出的提取液，收集进入储罐中，待收集罐中储存一定的药液后进行，使用过滤器过滤，滤液经浓缩后送入收膏罐中制得浸膏，过滤出的酵母通过底阀排液口转移至斗提5中。
在一个具体的实施方案中，可将过滤器过滤后的滤液收集在高位储罐中，在高位储罐和收膏罐之间设置外循环罐，通过蒸汽对外循环罐进行加热，加热后的液体被送入提取溶剂储罐中，用于控制提取溶剂的温度。
本发明制得的浸膏中，麦角甾醇约20～30%，提取溶剂约1～2%，其余为油脂和蛋白。
步骤三，将浸膏在皂化罐中进行皂化
将上述浸膏送入皂化罐中，加入氢氧化钠、水和乙醇后，在70～80℃下进行回流反应4h，，反应过程中，利用氢氧化钠与油脂皂化反应将油脂转化为肥皂，蛋白质降解为氨基酸，得到皂化液。皂化时，控制浸膏、氢氧化钠、水、乙醇的质量比为1︰0.2︰0.4︰1.5。
步骤四，将皂化液在萃取罐中进行萃取、分离和洗涤
将上述皂化液送入萃取罐中，利用正庚烷进行萃取（肥皂与氨基酸等不溶于正庚烷，产品溶于正庚烷），萃取温度控制在60～70℃，萃取时间为10～20min。萃取时，皂化液与正庚烷的体积比为1︰5～8。
将上述过程得到的萃取液收集后，使用萃取离心机进行分离后，加热水（70～80℃）洗涤，浓缩洗涤后得到产品萃取液。
步骤五，将萃取液进行回流提取
继续在产品萃取液中加入乙醇进行回流提取，用于将皂化及萃取过程中未完全去除的杂质，进一步的溶解和去除，回流提取温度控制在70～80℃，回流提取时间为1～3h，同时，控制乙醇的加入量为浸膏质量的0.2～0.3倍。
步骤六，将回流液进行精制
所述精制是将回流提取液在-5～5℃下降温结晶得到麦角甾醇粗品后，再使用乙酸乙酯或丙酮在-5～5℃下进行重结晶，即得麦角甾醇产品。
本发明采用上述方法生产的麦角甾醇产品的纯度可达98.5%以上，产品收率在1～2%。
下面以几个典型实施例来列举说明本发明的具体实施方式，当然，本发明的保护范围并不局限于以下实施例，详细流程及设备参考本发明的上述生产方法。
实施例1：
逆流提取：采用两级串联设置的绞龙，乙醇作为提取溶剂，每级绞龙的料液比为1∶6，提取温度为50℃；
皂化：控制皂化罐内浸膏、氢氧化钠、水、乙醇的质量比为1︰0.2︰0.4︰1.5，温度为70℃，皂化反应4h；
萃取：控制萃取罐中皂化液与正庚烷的体积比为1︰5，温度为60℃，萃取10min；
回流提取：按浸膏质量0.2倍的量，像萃取液中加入乙醇，在70℃下回流提取2h；
精制：降温结晶温度为0℃，使用乙酸乙酯或丙酮重结晶的温度为0℃。
实施例2：
逆流提取：采用两级串联设置的绞龙，乙醇作为提取溶剂，每级绞龙的料液比为1∶7，提取温度为60℃；
皂化：控制皂化罐内浸膏、氢氧化钠、水、乙醇的质量比为1︰0.2︰0.4︰1.5，温度为75℃，皂化反应4h；
萃取：控制萃取罐中皂化液与正庚烷的体积比为1︰6，温度为70℃，萃取20min；
回流提取：按浸膏质量0.3倍的量，像萃取液中加入乙醇，在70℃下回流提取1h；
精制：降温结晶温度为5℃，使用乙酸乙酯或丙酮重结晶的温度为5℃。
实施例3：
逆流提取：采用两级串联设置的绞龙，乙醇作为提取溶剂，每级绞龙的料液比为1∶8，提取温度为70℃；
皂化：控制皂化罐内浸膏、氢氧化钠、水、乙醇的质量比为1︰0.2︰0.4︰1.5，温度为80℃，皂化反应4h；
萃取：控制萃取罐中皂化液与正庚烷的体积比为1︰8，温度为70℃，萃取10min；
回流提取：按浸膏质量0.25倍的量，像萃取液中加入乙醇，在75℃下回流提取1～3h；
精制：降温结晶温度为-5℃，使用乙酸乙酯或丙酮重结晶的温度为5℃。
实施例4：
逆流提取：采用两级串联设置的绞龙，乙醇作为提取溶剂，每级绞龙的料液比为1∶9，提取温度为65℃；
皂化：控制皂化罐内浸膏、氢氧化钠、水、乙醇的质量比为1︰0.2︰0.4︰1.5，温度为75℃，皂化反应4h；
萃取：控制萃取罐中皂化液与正庚烷的体积比为1︰7，温度为65℃，萃取18min；
回流提取：按浸膏质量0.3倍的量，像萃取液中加入乙醇，在80℃下回流提取2h；
精制：降温结晶温度为-5℃，使用乙酸乙酯或丙酮重结晶的温度为-3℃。
实施例5：
逆流提取：采用两级串联设置的绞龙，乙醇作为提取溶剂，每级绞龙的料液比为1∶10，提取温度为55℃；
皂化：控制皂化罐内浸膏、氢氧化钠、水、乙醇的质量比为1︰0.2︰0.4︰1.5，温度为70℃，皂化反应4h；
萃取：控制萃取罐中皂化液与正庚烷的体积比为1︰6，温度为65℃，萃取15min；
回流提取：按浸膏质量0.2倍的量，像萃取液中加入乙醇，在70～80℃下回流提取1.5h；
精制：降温结晶温度为-5℃，使用乙酸乙酯或丙酮重结晶的温度为0℃。
实施例6：
逆流提取：采用两级串联设置的绞龙，乙醇作为提取溶剂，每级绞龙的料液比为1∶12，提取温度为58℃；
皂化：控制皂化罐内浸膏、氢氧化钠、水、乙醇的质量比为1︰0.2︰0.4︰1.5，温度为75℃，皂化反应4h；
萃取：控制萃取罐中皂化液与正庚烷的体积比为1︰8，温度为60℃，萃取20min；
回流提取：按浸膏质量0.3倍的量，像萃取液中加入乙醇，在80℃下回流提取3h；
精制：降温结晶温度为-5℃，使用乙酸乙酯或丙酮重结晶的温度为-2℃。
将上述实施例1至实施例6的生产过程中得到的浸膏和麦角甾醇产品进行分析，如下表1所示。
表1 成分含量数据表
将上述实施例2的生产方法进行批量生产，任意选取其中三批次的麦角甾醇产品进行成分及含量测定，如下表2及图3至图4所示。
表2 麦角甾醇产品成分的含量检测
由上表1和表2可知，本发明方法采用的逆流提取可以获得麦角甾醇含量高于24.6%以上的提取物，然后采用皂化、萃取、回流等方式除去其中的杂质，即可获得高纯度和高收率的麦角甾醇产品，麦角甾醇产品纯度大于98.9%，同时收率满足1.4～1.8%；通过对多批次麦角甾醇产品进行成分检测，在工业化生产过程中，其产品质量及收率稳定，可采用自动化实现工业化的批量生产，降低生产成本。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种从酵母细胞壁中提取高纯度麦角甾醇的工业生产方法，其特征在于：将酵母细胞与提取溶剂在提取器（1）中进行逆流提取，将提取得到的药液经过滤、浓缩后得到浸膏，再将浸膏经皂化、萃取、回流提取、精制后，制得纯度大于98.5%的麦角甾醇产品。
2.根据权利要求1所述的工业生产方法，其特征在于：所述酵母细胞是将安琪酵母经细胞破壁处理后再离心分离得到的酵母细胞壁；所述提取溶剂选自乙醇、甲醇或异丙醇中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的工业生产方法，其特征在于：所述提取器（1）为内设有螺旋输送机构的绞龙，对应螺旋输送机构的两端部分设进料口（2）和出料口（4），将所述酵母细胞由进料口（2）送入提取器（1），提取溶剂经出料口（4）送入提取器（1），在螺旋输送机构的控制下，使酵母细胞与提取溶剂在提取器（1）中进行逆流提取，提取得到的药液由溢出口（3）送出，提取得到的废渣由溢出口（3）送出。
4.根据权利要求3所述的工业生产方法，其特征在于：所述逆流提取时，控制提取器（1）的加热温度为50～70℃，料液比为1∶6～12。
5.根据权利要求3所述的工业生产方法，其特征在于：所述提取器（1）包括至少两级串联设置的绞龙，于位于首级的绞龙上设溢出口（3）。
6.根据权利要求3所述的工业生产方法，其特征在于：于所述出料口（4）上设斗提（5），斗提（5）高度高于提取器（1）溢出口（3）的高度，将提取溶剂加入斗提（5）内，斗提（5）的出口端设废渣烘干器（6）。
7.根据权利要求1所述的工业生产方法，其特征在于：所述皂化是将浸膏送入皂化罐中，加入氢氧化钠、水和乙醇后，在70～80℃下进行回流反应4h，浸膏、氢氧化钠、水、乙醇的质量比为1︰0.2︰0.4︰1.5。
8.根据权利要求1所述的工业生产方法，其特征在于：所述萃取是将皂化液送入萃取罐中，加入正庚烷后，在60～70℃下萃取10～20min，皂化液与正庚烷的体积比为1︰5～8。
9.根据权利要求1所述的工业生产方法，其特征在于：所述回流提取是在萃取液中加入乙醇，并于70～80℃下回流提取1～3h，乙醇的加入量为浸膏质量的0.2～0.3倍。
10.根据权利要求1所述的工业生产方法，其特征在于：所述精制是将回流提取液降温结晶得到麦角甾醇粗品后，再使用乙酸乙酯或丙酮进行重结晶，即得麦角甾醇产品。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101703131A (zh) * | 2009-12-09 | 2010-05-12 | 安徽农业大学 | 茶叶微波超声波联合动态逆流提取方法与设备 |
| CN108558977A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-09-21 | 刘健 | 一种从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法 |
| CN208234815U (zh) * | 2018-03-13 | 2018-12-14 | 北京瑞芬生物科技股份有限公司 | 一种万寿菊叶黄素的提取设备 |
| CN110669092A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-10 | 宿迁医美科技有限公司 | 一种提取酒糟中麦角甾醇的方法 |
| CN112390842A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-02-23 | 天津科技大学 | 一种麦角固醇的制备方法 |
| CN115112792A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-27 | 山东新华制药股份有限公司 | 一种从酿酒酵母中提取麦角甾醇并用hplc检测的方法 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101703131A (zh) * | 2009-12-09 | 2010-05-12 | 安徽农业大学 | 茶叶微波超声波联合动态逆流提取方法与设备 |
| CN208234815U (zh) * | 2018-03-13 | 2018-12-14 | 北京瑞芬生物科技股份有限公司 | 一种万寿菊叶黄素的提取设备 |
| CN108558977A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-09-21 | 刘健 | 一种从淀粉发酵物中提取麦角甾醇的方法 |
| CN110669092A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-10 | 宿迁医美科技有限公司 | 一种提取酒糟中麦角甾醇的方法 |
| CN112390842A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-02-23 | 天津科技大学 | 一种麦角固醇的制备方法 |
| CN115112792A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-27 | 山东新华制药股份有限公司 | 一种从酿酒酵母中提取麦角甾醇并用hplc检测的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 薛冬桦: "酿酒酵母中提取麦角甾醇的研究", 《食品科学》, vol. 28, no. 5, pages 93 - 96 * |
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|---|---|
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