CN118027240A - 一种微生物发酵辅助提取沙棘叶多糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微生物发酵辅助提取沙棘叶多糖的方法,本发明在热水超声提取沙棘叶多糖前,增加了微生物发酵预处理,所用的微生物发酵菌株总状毛霉SJ6‑19,是针对能够水解沙棘叶细胞壁而有目的分离和筛选,并经过诱变获得。总状毛霉SJ6‑19在添加蔗糖的沙棘叶粉中适度生长,产生多种水解酶,之后,将发酵的沙棘叶粉加水保温,细胞壁中的纤维素、半纤维素和果胶等物质被水解,有助于结合态的多糖在超声水提时溶出,从而能够显著提高多糖提取得率。较不采用发酵预处理的直接提取相比,沙棘叶的多糖提取得率可以提高86.8%。
Description
(一)技术领域
本发明属于微生物发酵技术领域,具体涉及一种利用微生物发酵辅助提取沙棘叶多糖的方法。
(二)背景技术
沙棘(Hippophae rhamnoides),又名黑刺、醋柳等,是胡颓子科落叶小乔木或灌木,广泛分布于中国、蒙古、俄罗斯和北欧等地,在我国主要分布于华北、西北和西南地区,常生长于海拔800–3600米温带地区向阳的山嵴、谷地、干涸河床地或山坡,多砾石或沙质土壤或黄土上。沙棘由于能够抵抗干旱、风和沙的侵蚀,可扎根于盐碱土中生长,因此,它被广泛应用于盐碱草地和森林的恢复、沙漠绿化,具有很高的生态重要性。
沙棘的各个部位,包括果实、叶以及果皮中都富含维生素、多糖、多酚、黄酮、不饱和脂肪酸和微量元素等多种活性成分,具有极高的药用和营养价值,是一种药食同源性植物,它在改善肠道菌群、保护心血管系统、抗氧化、降低血糖和血脂方面有显著作用。沙棘含有的众多活性成分中,多糖备受人们关注,其具有良好抗氧化能力,能够增强人体免疫功能,并且在免疫调节、抗炎、抗肿瘤、改善肠道菌群、保肝、降血糖、抗高脂血症等方面有非常重要的意义。所以,多糖作为一种植物来源的天然活性物质,可应用于食品、药品和保健品等多个领域。
目前有较多关于从沙棘果中提取多糖的研究报道,由于沙棘果可以直接药用和食用,以及开发成沙棘果干、沙棘果汁、沙棘膏等产品,所以用沙棘果为原料提取多糖成本较高。一些沙棘果加工企业,为了提高果实的利用率,会使用沙棘果渣提取多糖,原料成本相对较低。相比之下,沙棘叶资源还没有得到开发利用,近些年来的研究发现,沙棘叶中也含有较多的多糖,而目前,仅有少量沙棘叶被开发成沙棘茶叶、沙棘叶饮料类特色产品,所以,深度开发和利用沙棘叶,能够给沙棘产地带来良好的经济效益。
目前,有不少关于沙棘叶多糖提取方法的研究报道,基本的方法都是热水提取乙醇沉淀法(简称为“水提醇沉法”),在此基础之上,有用微波和超声波等辅助提取。不同提取方法有各自的优缺点,如常规的热水提取法操作简单,但存在提取得率低、耗时长等缺点;微波辅助提取法提取时间短、效率高,但多糖容易受到微波的破坏而活性有所下降;超声辅助提取法设备要求低,不会显著增加提取成本,但对提高提取得率的效果不够显著,这是目前最常用的方法。
近年来,酶解法在提取植物多糖中有较多的应用,其能够显著提高提取得率,而且条件温和,提取的多糖活性好,缺点是增加了酶的使用成本。酶解法提取常用的纤维素酶、果胶酶等都是微生物发酵产生,如果利用微生物直接发酵提取原料,微生物在生长中产生多种水解酶,就能够水解植物细胞壁中的纤维素、半纤维素、果胶等物质,从而有利于与纤维素紧密结合的可溶性多糖释放,当然,微生物也可能产酶分解多糖,但可以通过选择合适的发酵菌种,以及控制好发酵程度,达到酶解破坏细胞壁,但又尚未产酶降解可溶性多糖,从而提高多糖提取得率,而且相比于酶解辅助提取法,微生物发酵辅助提取节省了酶的成本。
为了能够开发利用沙棘叶,克服从沙棘叶提取多糖得率低的问题,本发明对沙棘叶做微生物发酵预处理,再采用热水超声提取,可使沙棘叶的多糖提取得率大幅度提高。
(三)发明内容
本发明目的是提供一种利用微生物发酵辅助提取沙棘叶多糖的方法。将微生物发酵技术应用于沙棘叶多糖的提取,沙棘叶经微生物总状毛霉(Mucor racemosus)SJ6-19发酵后,再经热水超声提取,多糖提取得率显著提高。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
本发明提供一种利用微生物发酵辅助提取沙棘叶多糖的方法,所述的方法包括以下步骤:(1)沙棘叶粉中加入总状毛霉(Mucor racemosus)SJ6-19的孢子液,搅拌均匀后于28–30℃发酵48–60h,获得沙棘叶发酵物;所述总状毛霉SJ6-19,保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号GDMCC No:64324,保藏日期2024年3月1日,地址:广东省广州市先烈中路100号大院59号楼5楼;邮编510070;(2)沙棘叶发酵物中加入去离子水,搅拌均匀后于35–40℃保温2.0–2.5h,经超声水提后过滤,滤液浓缩,获得沙棘叶水提浓缩液;(3)沙棘叶水提浓缩液,加入乙醇使多糖沉淀,沉淀物经乙醇洗涤,真空干燥后,获得沙棘叶多糖。
进一步,所述步骤(1)中的沙棘叶是植物沙棘(Hippophae rhamnoides)的绿色叶片,采摘后自然晾干;沙棘叶粉是沙棘叶经85℃烘干后,粉碎过40目筛的细粉。
进一步,所述步骤(1)中的总状毛霉SJ6-19孢子液的制备方法为:低温保存的总状毛霉SJ6-19孢子接种于马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)平板培养基上,于28℃培养56–72h,加无菌蔗糖水溶液于培养物中,用接种环搅动使孢子悬浮,获得孢子液;优选将孢子液用无菌蔗糖水溶液调整孢子浓度为5×106–10×106个/mL。所述的无菌蔗糖水溶液中蔗糖的浓度为15–20g/L,高压蒸汽115℃灭菌15min。所述的PDA平板培养基是成品马铃薯葡萄糖琼脂培养基(青岛海博生物技术有限公司),用自来水按46g/L的浓度配制,pH自然,高压蒸汽121℃灭菌15min。
进一步,所述步骤(1)中的总状毛霉SJ6-19的孢子液体积用量以沙棘叶粉质量计为2–3mL/g。
进一步,所述步骤(2)沙棘叶水提浓缩液的制备方法为:沙棘叶发酵物中加入去离子水,搅拌均匀后于35–40℃保温2.0–2.5h,然后转入水温85–90℃的超声波清洗机中,100–150W超声提取60–90min,超声水提结束后,趁热布氏漏斗抽滤,将滤液于60℃、–0.1Mpa条件下减压浓缩至原体积的1/10–1/25,获得沙棘叶水提浓缩液,所述的去离子水体积加入量以原料沙棘叶粉质量计为25–30mL/g。
进一步,所述步骤(3)中的沙棘叶多糖的制备方法为:向沙棘叶水提浓缩液中加入3–4倍体积的无水乙醇,使体系的乙醇体积分数达到75%–80%,4℃条件下静置16–20h后,8000r/min离心5–10min,收集沉淀物,沉淀物用原料沙棘叶粉质量计1.5–2.0mL/g的无水乙醇洗涤一次,再次离心后沉淀物于70℃、–0.1Mpa条件下真空干燥至恒重,得沙棘叶多糖。
与现有技术相比,本发明的有益效果主要体现在:本发明在热水超声提取沙棘叶多糖前,增加了微生物发酵预处理,所用的微生物发酵菌株总状毛霉SJ6-19,是针对能够水解沙棘叶细胞壁而有目的分离和筛选,并经过诱变获得。总状毛霉SJ6-19在添加蔗糖的沙棘叶粉中适度生长,产生多种水解酶,之后,将发酵的沙棘叶粉加水保温,细胞壁中的纤维素、半纤维素和果胶等物质被水解,有助于结合态的多糖在超声水提时溶出,从而能够显著提高多糖提取得率。较不采用发酵预处理的直接提取相比,沙棘叶的多糖提取得率可以提高86.8%。
(四)附图说明
图1:苯酚-硫酸法测定多糖的标准曲线(葡萄糖为标准品)。
图2:DNS法测定葡萄糖的标准曲线。
图3:总状毛霉SJ6-19在PDA上28℃培养3d的菌落形态照片。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此。
本发明中所用原料、仪器和设备,若无特别说明,均为本领域的常用原料、仪器和设备;本发明中所用方法,若无特别说明,均为本领域的常规方法。
本发明实施例中所述的沙棘叶是植物沙棘(Hippophae rhamnoides)的绿色叶片,采摘后自然晾干,产地甘肃省定西市漳县贵清山。沙棘叶粉是沙棘叶经85℃烘干后,粉碎过40目筛的细粉。
本发明实施例中所述的PDA平板培养基是成品马铃薯葡萄糖琼脂培养基(青岛海博生物技术有限公司),用自来水按46g/L的浓度配制,pH自然,于三角瓶中,用8层纱布扎口,经高压蒸汽121℃灭菌20min,凝固前倒入直径9-cm的无菌培养皿中,每皿15–20mL。
本发明实施例中所述的无菌生理盐水是0.9%的NaCl水溶液,经高压蒸汽121℃灭菌15min。
本发明实施例中所述的多糖含量采用苯酚-硫酸法测定,具体方法为:沙棘叶多糖提取液用去离子水做适当倍数稀释(估算样品中多糖的浓度在标准曲线测定范围内);固体沙棘叶多糖提取物用去离子水配制成浓度为0.2mg/mL的样品溶液作为待样品。吸取样品溶液1mL于10mL具塞管中,加1mL体积浓度为5%的苯酚水溶液,摇匀后迅速加入5mL浓硫酸(质量浓度98%),摇匀后置沸水浴中加热15min,冷却至室温。以1mL去离子水代替样品溶液的相同处理为参比,测定490nm波长下的吸光度(A490)。以相同方法测定不同浓度葡萄糖样品的A490,绘制葡萄糖浓度—A490标准曲线(图1),得回归方程,由回归方程计算测定沙棘叶多糖样品中多糖含量。
所述的沙棘叶多糖提取得率按公式1计算:
实施例1:沙棘叶发酵菌株的分离和筛选
发酵沙棘叶的微生物菌株,按以下步骤分离和筛选获得:
(1)250-mL三角瓶中加入5g沙棘叶粉和0.5g花盆土壤,再加入10mL无菌生理盐水搅拌均匀,于28℃培养72h。将长满霉菌的富集培养物用无菌生理盐水分别稀释1×10-5、1×10-6、1×10-7倍后,分别吸取0.1mL稀释液涂布于PDA平板培养基上,于28℃培养48h,挑取颜色和形态不同的霉菌菌落转接新鲜PDA平板培养基,于28℃培养72h,得纯培养菌株7株,各菌株的编号见表1。
(2)7个菌株的新鲜平板培养物中,分别加入10mL无菌生理盐水,用接种环搅动使孢子悬浮,孢子液转移至无菌试管中,用无菌生理盐水调整孢子浓度,使不同菌株的孢子液在5×106–10×106个/mL之间,得各菌株的孢子液。
(3)7只经160℃、2h干热灭菌的50-mL三角瓶,分别加入1g沙棘叶粉,再分别加入2mL步骤(2)制备的各霉菌孢子液(体积用量以沙棘叶粉质量计为2mL/g),搅拌均匀。三角瓶用8层纱布扎口,于28℃培养72h,获得沙棘叶发酵物。
(4)步骤(3)各菌株的全部沙棘叶发酵物中,各加入30mL去离子水[料液比为1:30g:mL)],搅拌均匀后于90℃的超声波清洗机中,100W超声提取90min。超声水提结束后,趁热布氏漏斗抽滤,取1mL滤液于10-mL离心管中,再加入4mL的无水乙醇(溶液的乙醇体积分数为80%),充分振荡后于4℃条件下静置16h后,8000r/min离心5min,弃上清液,加5mL去离子水溶解,采用苯酚-硫酸法测定提取液中可溶性多糖含量。
同时,做以下三个对照:①空白发酵对照:步骤(3)中,1g沙棘叶粉中加入2mL无菌生理盐水,于28℃培养72h后,再按步骤(4)提取多糖;②酶解提取对照:1g沙棘叶粉中加入30mL活力为250U/mL纤维素酶磷酸盐缓冲液(pH 6.0,0.2mol/L),于40℃保温5h后,再按步骤(4)提取多糖;③未发酵提取对照:1g沙棘叶粉加入30mL去离子水按步骤(4)方法提取多糖。
经不同菌株发酵的沙棘叶以及对照的多糖提取得率见表1。
表1经不同菌株发酵的沙棘叶以及对照的多糖提取得率
由表1数据可以看出,未接种霉菌孢子的空白发酵对照,有少量杂菌生长,但多糖提取得率与未发酵提取对照没有显著性差异。沙棘叶经过多数菌株发酵后,多糖提取得率有显著提高,但经过有些菌株的发酵,多糖得率显著下降,如菌株SJ5和SJ7,说明用于发酵沙棘叶以提高多糖提取得率的霉菌有种属的选择性。沙棘叶经菌株SJ6发酵后,多糖提取得率5.32%,较未经发酵对照的4.19%相比,提高了27.0%,显著优于纤维素酶酶解提取对照的多糖得率(4.73%)。因此,本发明选定菌株SJ6作为沙棘叶发酵的初始菌种。
实施例2:发酵沙棘叶的微生物菌株诱变选育
对菌株SJ6进行诱变育种,筛选发酵性能更优良的菌株,具体方法为:
(1)孢子液的制备:菌株SJ6经PDA平板培养基28℃活化培养48h后,加10mL无菌生理盐水,用接种环搅动使孢子悬浮。移取1mL孢子液到装有50mL无菌生理盐水的三角瓶中(加有20–30粒玻璃珠),室温振荡15min。孢子液经过滤除去菌丝(三角漏斗底部塞一小团蓬松的脱脂棉),在显微镜下用血球计数板对孢子液中的孢子计数,用无菌生理盐水做适当倍数稀释,调整孢子数量为1.32×107个/mL。
(2)诱变:在红光照明下,分别取1.5mL上述孢子悬液于直径6cm的培养皿中,培养皿分别置于磁力搅拌器上,在预热30min的15W紫外灯距离30cm处,分别照射1、2、3、4、5、6min。上述照射处理后的孢子液作适当倍数稀释后,分别移取0.1mL涂布含有10mg/mL脱氧胆酸钠的PDA平板培养基。以同样操作,做未经紫外线照射的孢子液稀释涂平板作为对照,以计算致死率。接种后的PDA平板用黑布包裹,倒置于30℃培养48h,对平板上的菌落进行计数,计算致死率。
(3)筛选:挑取致死率在90%以上PDA平板上的菌落转接新鲜PDA平板培养基上,获得45个菌株。各个菌株接种PDA平板经28℃培养60h的新鲜培养物中,分别加入10mL无菌生理盐水,用接种环搅动使得孢子悬浮,得各菌株的孢子液。取各菌株的孢子液2mL,接入50mL产酶培养基中,于28℃、200r/min振荡培养54h后,发酵液用布氏漏斗抽滤,收集滤液(粗酶液),测定各菌株发酵滤液的纤维素酶活力,选择产酶活力较原菌株SJ6提高大于10%的菌株15株,再按实施例1方法,用这15个菌株的孢子液接种沙棘叶粉发酵,热水超声提取多糖,突变菌株发酵的沙棘叶以及对照的多糖提取得率见表2。
表2突变菌株发酵的沙棘叶以及对照的多糖提取得率
从表2数据可以看出,在15个突变菌株中,编号为SJ6-19的菌株,产纤维素酶的活力为42.7U/mL,较原菌株SJ6的32.4U/mL提高了31.8%,用该菌株发酵沙棘叶粉后,多糖提取得率为6.18%,较野生菌株SJ6的5.32%提高了16.2%,较直接提取对照4.19%提高了47.5%。所以,本发明选定菌株SJ6-19作为沙棘叶的发酵菌株。
所述的产酶培养基组成为:可溶性淀粉40g/L,蛋白胨6g/L,(NH4)2SO4 4g/L,KH2PO45g/L,MgSO4·7H2O 0.5g/L,CaCl2 0.5g/L,FeSO4·7H2O 0.1g/L,溶剂为自来水,pH 6.0。250-mL三角烧瓶装50mL产酶培养基,8层纱布扎口,高压蒸汽121℃灭菌20min。
所述的纤维素酶活力测定:10-mL刻度试管中分别加入1.5mL浓度为10g/L羧甲基纤维素钠溶液(pH 6.0,0.2mol/L磷酸缓冲液配制)和0.5mL粗酶液,50℃水浴保温30min,然后加入3mL的DNS试剂,煮沸5min,流水冷却后加去离子水定容至10mL,摇匀;用100℃煮沸10min后失活的粗酶液做相同处理为参比,于分光光度计测定波长540nm处吸光度(A540),由葡萄糖标准曲线(图2)计算样品中的葡萄糖浓度,再计算纤维素酶活力(U/mL)。纤维素酶活力的定义:在pH 6.0、50℃的条件下,每分钟水解羧甲基纤维素钠生成1μmol葡萄糖所需的酶量为1个酶活力单位(U)。
纤维素酶活力按公式2计算。
公式2中,C:由标准曲线计算得到的葡萄糖浓度(μmol/mL);V1:酶反应体系体积,即2mL;T:反应时间,即30min;V2:粗酶液体积,即0.5mL。
葡萄糖标准曲线的绘制:7支10-mL刻度试管中,分别加入浓度为1g/L的标准葡萄糖水溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mL,然后各加入pH 6.0,0.2mol/L磷酸缓冲液2.0、1.8、1.6、1.4、1.2、1.0、0.8mL,再各加入DNS溶液3.0mL,混合液于沸水浴中煮沸5min,流水冷却后用去离子水定容至10mL,摇匀,于分光光度计测定A540,以葡萄糖浓度为横坐标,A540为纵坐标绘制标准曲线(图2)。
DNS试剂的配制:6.3g的3,5-二硝基水杨酸、262mL浓度为2mol/L的NaOH水溶液加入到500mL含有182g酒石酸钠的热水溶液中,再加5g重蒸酚和5g亚硫酸钠,搅拌溶解,冷却后加去离子水定容至1L,贮于棕色瓶中,7d后使用。
实施例3:菌株SJ6-19的分类鉴定
菌株SJ6-19线接种在PDA平板培养基上,28℃培养,菌落初期为浅白色绒毛状,随着培养时间的延长,逐渐变为灰白色,菌丝细长,直立,高度约0.6–0.8cm,表面有少量黑色孢子囊;无假根和匍匐菌丝,孢子囊梗单轴状分枝,分枝不规则;孢子囊呈球形、灰褐色;孢子呈球形或短椭圆形,表明光滑,大小5–8μm×6–10μm。菌株SJ6-19在PDA平板培养基上28℃培养3d的菌落照片见图3。
测得菌株SJ6-19的rDNA-ITS核苷酸序列为SEQ ID NO.1所示,该序列在NCBI(National Center for Biotechnology Information,https://www.ncbi.nlm.nih.gov)进行BLAST比对(Sequences from type material),与总状毛霉(Mucor racemosus)典型菌株CBS260.68的rDNA-ITS序列有100%的同源性,菌株SJ6-19的形态特征也完全符合总状毛霉的形态特征,可以确定菌株SJ6-19的生物学分类位置为(参考Mycobank,http://www.mycobank.org):真菌界(Fungi),毛霉门(Mucoromycota),毛霉纲(Mucoromycetes),毛霉目(Mucorales),毛霉科(Mucoraceae),毛霉属(Mucor),总状毛霉(Mucor racemosus)。
所述菌株SJ6-19的rDNA-ITS核苷酸序列为:
TTATCTATTTACTGTGAACTGTATTATTATTTGACATTTGAGGGATGTTCCAATGTTATAAGGATAGACATTGGAAATGTTAACCGAGTCATAATCAGGTTTAGGCCTGGTATCCTATTATTATTTACCAAATGAATTCAGAATTAATATTGTAACATAGACCTAAAAAATCTATAAAACAACTTTTAACAACGGATCTCTTGGTTCTCGCATCGATGAAGAACGTAGCAAAGTGCGATAACTAGTGTGAATTGCATATTCAGTGAATCATCGAGTCTTTGAACGCAACTTGCGCTCATTGGTATTCCAATGAGCACGCCTGTTTCAGTATCAAAACAAACCCTCTATCCAACTTTTGTTGTATAGGATTATTGGGGGCCTCTCGATCTGTATAGATCTTGAAATCCCTGAAATTTACTAAGGCCTGAACTTGTTTAAATGCCTGAACTTTTTTTTAATATAAAGGAAAGCTCTTGTAATTGACTTTGATGGGGCCTCCCAAATAAATCTCTTTTAAATTTGATCTGAAATCAGGCGGGATTACCCGCTGAACTTAAGCA。
综上,从沙棘叶粉微生物富集物中分离到菌株SJ6,经紫外线诱变后,筛选获得菌株SJ6-19,即总状毛霉(Mucor racemosus)SJ6-19,该菌株保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号GDMCC No:64324,保藏日期2024年3月1日,地址:广东省广州市先烈中路100号大院59号楼5楼;邮编510070。
实施例4:总状毛霉SJ6-19应用于沙棘叶多糖的提取
总状毛霉SJ6-19应用于沙棘叶多糖的提取,可以按以下步骤操作:
(1)冷冻干燥保存的总状毛霉SJ6-19孢子粉,接种于新鲜PDA平板培养基上,于28℃培养64h。加10mL无菌蔗糖水溶液于平板培养物中,用接种环搅动使孢子悬浮,孢子液转移至无菌试管中,用无菌蔗糖水溶液调整孢子浓度为5.60×106个/mL,得总状毛霉SJ6-19孢子液。所述无菌蔗糖水溶液浓度为20g/L,经高压蒸汽115℃灭菌15min。
(2)5g沙棘叶粉于经160℃、2h干热灭菌的250-mL三角瓶中,再加入10mL步骤(1)制备的总状毛霉SJ6-19孢子液(体积用量以沙棘叶粉质量计为2mL/g),搅拌均匀。三角瓶用8层纱布扎口,于28℃培养60h,获得沙棘叶发酵物。
(3)步骤(2)的全部沙棘叶发酵物,加150mL的去离子水[料液比为1:30(g:mL)],搅拌均匀后,于35℃水浴中保温2.5h。之后,三角瓶转入水温90℃的超声波清洗机中,100W超声提取90min,趁热布氏漏斗抽滤,将全部的滤液于60℃、–0.1Mpa条件下减压浓缩至15mL(原滤液体积的1/10),获得沙棘叶水提浓缩液。
(4)向步骤(3)获得的全部沙棘叶水提浓缩液中,加入60mL的无水乙醇(4倍浓缩液的体积,体系的乙醇体积分数为80%),4℃条件下静置16h后,8000r/min离心5min,弃去上清液,离心管中加入10mL无水乙醇(按原料沙棘叶粉质量计的2mL/g),充分振荡后再次离心,沉淀物于70℃、–0.1Mpa条件下真空干燥至恒重,得沙棘叶多糖提取物。
按上述步骤,从5g沙棘叶中提取获得1.08g多糖提取物,多糖含量为35.1%,即得到沙棘叶多糖0.379g,提取得率为7.58%。
对比例1:常规水提醇沉法提取沙棘叶多糖(与实施例4对比)
(1)5g沙棘叶粉于250-mL的烧杯中,加150mL的去离子水[料液比为1:30(g:mL)],搅拌均匀后,于35℃水浴中保温2.5h。之后,三角瓶转入水温90℃的超声波清洗机中,100W超声提取90min,趁热布氏漏斗抽滤,将全部的滤液于60℃、–0.1Mpa条件下减压浓缩至15mL(原滤液体积的1/10),获得沙棘叶水提浓缩液。
(2向步骤(1)获得的全部沙棘叶水提浓缩液中,加入60mL的无水乙醇(4倍浓缩液的体积,体系的乙醇体积分数为80%),4℃条件下静置16h后,8000r/min离心5min,弃去上清液,离心管中加入10mL无水乙醇(按原料沙棘叶粉质量计的2mL/g),充分振荡后再次离心,沉淀物于70℃、–0.1Mpa条件下真空干燥至恒重,得沙棘叶多糖提取物。
按上述步骤,从5g沙棘叶中提取获得0.635g多糖提取物,多糖含量为33.5%,即得到沙棘叶多糖0.213g,提取得率为4.26%。
比较实施例4和对比例1的结果可以看出:在沙棘叶超声水提多糖前,增加了总状毛霉SJ6-19发酵预处理,多糖提取得率由直接提取的4.26%提高到7.58%,提高了77.9%。
实施例5:总状毛霉SJ6-19应用于沙棘叶多糖的提取
总状毛霉SJ6-19应用于沙棘叶多糖的提取,可以按以下步骤操作:
(1)4℃保存的总状毛霉SJ6-19的PDA平板孢子,接种于新鲜PDA平板培养基上,于28℃培养60h,加10mL的无菌蔗糖水溶液于培养皿中,用接种环搅动使孢子悬浮,孢子液转移至无菌试管中,用无菌蔗糖水溶液调整孢子浓度为7.35×106个/mL,得总状毛霉SJ6-19孢子液。所述的无菌蔗糖水溶液的浓度为17.5g/L,高压蒸汽115℃灭菌15min。
(2)10g沙棘叶粉于经160℃、2h干热灭菌的250-mL三角瓶中,再加入25mL步骤(1)制备的总状毛霉SJ6-19孢子液(体积用量以沙棘叶粉质量计为2.5mL/g),搅拌均匀。三角瓶用8层纱布扎口,于30℃培养24h,获得沙棘叶发酵物。
(3)步骤(2)的全部沙棘叶发酵物转入500-mL的烧杯中,加280mL的去离子水[料液比为1:28(g:mL)],搅拌均匀后,于37.5℃水浴中保温2h。之后,三角瓶转入水温85℃的超声波清洗机中,125W超声提取75min,趁热布氏漏斗抽滤,将全部的滤液于60℃、–0.1Mpa条件下减压浓缩至14mL(原滤液体积的1/20),获得沙棘叶水提浓缩液。
(4)向步骤(3)获得的全部沙棘叶水提浓缩液中,加入49mL的无水乙醇(3.5倍浓缩液体积,体系的乙醇体积分数为78%),4℃条件下静置18h后,8000r/min离心10min,弃去上清液,离心管中加入15mL无水乙醇(按原料沙棘叶粉质量计的1.5mL/g),充分振荡后再次离心,沉淀物于70℃、–0.1Mpa条件下真空干燥至恒重,得沙棘叶多糖提取物。
按上述步骤,从10g沙棘叶中提取获得2.17g多糖提取物,多糖含量为37.2%,即得到沙棘叶多糖0.807g,提取得率为8.07%。
对比例2:常规水提醇沉法提取沙棘叶多糖(与实施例5对比)
(1)10g沙棘叶粉于500-mL的烧杯中,加280mL的去离子水[料液比为1:28(g:mL)],搅拌均匀后,于37.5℃水浴中保温2h。之后,三角瓶转入水温85℃的超声波清洗机中,125W超声提取75min,趁热布氏漏斗抽滤,将全部的滤液于60℃、–0.1Mpa条件下减压浓缩至14mL(原滤液体积的1/20),获得沙棘叶水提浓缩液。
(2)向步骤(1)获得的全部沙棘叶水提浓缩液中,加入49mL的无水乙醇(3.5倍浓缩液体积,体系的乙醇体积分数为78%),4℃条件下静置18h后,8000r/min离心10min,弃去上清液,离心管中加入15mL无水乙醇(按原料沙棘叶粉质量计的1.5mL/g),充分振荡后再次离心,沉淀物于70℃、–0.1Mpa条件下真空干燥至恒重,得沙棘叶多糖提取物。
按上述步骤,从10g沙棘叶中提取获得1.24g多糖提取物,多糖含量为34.8%,即得到沙棘叶多糖0.432g,提取得率为4.32%。
比较实施例5和对比例2的结果可以看出:在沙棘叶超声水提多糖前,增加了总状毛霉SJ6-19发酵预处理,多糖提取得率由直接提取的8.07%提高到4.32%,提高了86.8%。
实施例6:总状毛霉SJ6-19应用于沙棘叶多糖的提取
总状毛霉SJ6-19应用于沙棘叶多糖的提取,可以按以下步骤操作:
(1)4℃保存的总状毛霉SJ6-19的PDA平板孢子,接种于新鲜PDA平板培养基上,于28℃培养56h,加10mL的无菌蔗糖水溶液于培养皿中,用接种环搅动使孢子悬浮,孢子液转移至无菌试管中,用无菌蔗糖水溶液调整孢子浓度为8.25×106个/mL。所所述的无菌蔗糖水溶液的浓度为15g/L,高压蒸汽115℃灭菌15min。
(2)20g沙棘叶粉于经160℃、2h干热灭菌的500-mL三角瓶中,再加入60mL步骤(1)制备的总状毛霉SJ6-19孢子液(体积用量以沙棘叶粉质量计为3mL/g),搅拌均匀。三角瓶用8层纱布扎口,于30℃培养48h,获得沙棘叶发酵物。
(3)步骤(2)的全部沙棘叶发酵物转入1-L的烧杯中,加500的去离子水[料液比为1:25(g:mL)],搅拌均匀后,于40℃水浴中保温2h。之后,三角瓶转入水温85℃的超声波清洗机中,150W超声提取60min,趁热布氏漏斗抽滤,将全部的滤液于60℃、–0.1Mpa条件下减压浓缩至20mL(原滤液体积的1/25),获得沙棘叶水提浓缩液。
(4)向步骤(3)获得的全部沙棘叶水提浓缩液中,加入60mL的无水乙醇(3倍浓缩液体积,体系的乙醇体积分数为75%),4℃条件下静置20h后,8000r/min离心10min,弃去上清液。离心管中加入20mL无水乙醇(按原料沙棘叶粉质量计的1mL/g),充分振荡后再次离心,沉淀物于70℃、–0.1Mpa条件下真空干燥至恒重,得沙棘叶多糖提取物。
按上述步骤,从20g沙棘叶中提取获得4.02g多糖提取物,多糖含量为35.6%,即得到沙棘叶多糖1.43,提取得率为7.15%。
对比例3:常规水提醇沉法提取沙棘叶多糖(与实施例6对比)
(1)20g的沙棘叶粉于1-L的烧杯中,加500的去离子水[料液比为1:25(g:mL)],搅拌均匀后,于40℃水浴中保温2h。之后,三角瓶转入水温85℃的超声波清洗机中,150W超声提取60min,趁热布氏漏斗抽滤,将全部的滤液于60℃、–0.1Mpa条件下减压浓缩至20mL(原滤液体积的1/25),获得沙棘叶水提浓缩液。
(2)向步骤(1)获得的全部沙棘叶水提浓缩液中,加入60mL的无水乙醇(3倍浓缩液体积,体系的乙醇体积分数为75%),4℃条件下静置20h后,8000r/min离心10min,弃去上清液。离心管中加入20mL无水乙醇(按原料沙棘叶粉质量计的1mL/g),充分振荡后再次离心,沉淀物于70℃、–0.1Mpa条件下真空干燥至恒重,得沙棘叶多糖提取物。
按上述步骤,从20g沙棘叶中提取获得2.38g多糖提取物,多糖含量为34.2%,即得到沙棘叶多糖0.814g,提取得率为4.07%。
比较实施例6和对比例3的结果可以看出:在沙棘叶超声水提多糖前,增加了总状毛霉SJ6-19发酵预处理,多糖提取得率由直接提取的4.07%提高到7.15%,提高了75.7%。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更、放大以及等效变换,均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种利用微生物发酵辅助提取沙棘叶多糖的方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:(1)沙棘叶粉中加入总状毛霉(Mucor racemosus)SJ6-19的孢子液,搅拌均匀后于28-30℃发酵48-60h,获得沙棘叶发酵物;所述总状毛霉SJ6-19保藏编号GDMCCNo:64324;(2)沙棘叶发酵物中加入去离子水,搅拌均匀后于35-40℃保温2.0-2.5h,经超声水提后过滤,滤液浓缩,获得沙棘叶水提浓缩液;(3)沙棘叶水提浓缩液,加入乙醇使多糖沉淀,沉淀物经乙醇洗涤,真空干燥后,获得沙棘叶多糖。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中的沙棘叶是植物沙棘(Hippophaerhamnoides)的绿色叶片,采摘后自然晾干;沙棘叶粉是沙棘叶经85℃烘干后,粉碎过40目筛的细粉。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中的总状毛霉SJ6-19孢子液的制备方法为:低温保存的总状毛霉SJ6-19孢子接种于PDA平板培养基上,于28℃培养56-72h,加无菌蔗糖水溶液于培养物中,用接种环搅动使孢子悬浮,获得孢子液。
4.如权利要求1或3所述的方法,其特征在于,将孢子液用无菌蔗糖水溶液调整孢子浓度为5×106-10×106个/mL,所述的无菌蔗糖水溶液中蔗糖的浓度为15-20g/L。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中的总状毛霉SJ6-19的孢子液体积用量以沙棘叶粉质量计为2-3mL/g。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)沙棘叶水提浓缩液的制备方法为:沙棘叶发酵物中加入去离子水,搅拌均匀后于35-40℃保温2.0-2.5h,然后转入水温85-90℃的超声波清洗机中,100-150W超声提取60-90min,超声水提结束后,趁热布氏漏斗抽滤,将滤液于60℃、-0.1Mpa条件下减压浓缩至原体积的1/10-1/25,获得沙棘叶水提浓缩液。
7.如权利要求1或6所述的方法,其特征在于,所述的去离子水体积加入量以原料沙棘叶粉质量计为25-30mL/g。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中的沙棘叶多糖的制备方法为:向沙棘叶水提浓缩液中加入3-4倍体积的无水乙醇,使体系的乙醇体积分数达到75%-80%,4℃条件下静置16-20h后,8000r/min离心5-10min,收集沉淀物,沉淀物用原料沙棘叶粉质量计1.5-2.0mL/g的无水乙醇洗涤一次,再次离心后沉淀物于70℃、-0.1Mpa条件下真空干燥至恒重,得沙棘叶多糖。
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