一種蟲(chóng)草多糖綠色提取新工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種蟲(chóng)草多糖的綠色提取新工藝，具體的說(shuō)是一種雙膜法提取蟲(chóng)草多糖的方法，該方法是將蟲(chóng)草發(fā)酵液采用特定的條件通過(guò)微濾膜和超濾膜處理分離得到蟲(chóng)草多糖。本發(fā)明改變了傳統(tǒng)蟲(chóng)草多糖“水提醇沉”的提取方式，提高了蟲(chóng)草多糖的純化效果，降低了生產(chǎn)中乙醇用量，增加了經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)，該方法可以減少濾液廢水的排放，顯著增加了社會(huì)效益。
【專利說(shuō)明】一種蟲(chóng)草多糖綠色提取新工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微生物【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種提取真菌胞外多糖的方法，更確切地說(shuō)是一種基于膜技術(shù)提取蟲(chóng)草多糖的新方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蟲(chóng)草多糖是由甘露糖、蟲(chóng)草素、腺苷、半乳糖、阿拉伯糖、木糖精、葡萄糖、巖藻糖組成的多聚糖，是運(yùn)用現(xiàn)代生物工程技術(shù)從蟲(chóng)草發(fā)酵濾液中提取精制的具有生理活性的蛋白多糖物質(zhì)，是冬蟲(chóng)夏草的主要有效成分。實(shí)驗(yàn)證明，蟲(chóng)草多糖可提高人體免疫功能，升高白細(xì)胞，臨床已用于治療惡性腫瘤。另外冬蟲(chóng)夏草還用于治肺結(jié)核、氣短喘咳、陽(yáng)痿、夢(mèng)遺、自汗盜汗、腰膝酸痛，同時(shí)有降血糖的作用。
[0003]傳統(tǒng)的蟲(chóng)草多糖生產(chǎn)是將分離后的蟲(chóng)草發(fā)酵濾液濃縮到一定倍數(shù)后進(jìn)行多次酒精醇沉，去除其中的單糖，提高多糖含量。但是在醇沉過(guò)程中由于單糖往往伴隨著多糖同時(shí)被醇沉下來(lái)，單糖去除率較低，因此需要多次醇沉，耗費(fèi)酒精和人工較多，生產(chǎn)成本較高；同時(shí)，傳統(tǒng)的熱濃縮方式，耗用大量的蒸汽，對(duì)生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量有較大影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決上述蟲(chóng)草多糖分離純化方法的不足，從而設(shè)計(jì)了一種基于膜技術(shù)來(lái)分離純化蟲(chóng)草多糖的綠色新工藝，該工藝既提高了蟲(chóng)草多糖的純化效果，增加了經(jīng)濟(jì)效益；又減少了廢水的排放，增加了社會(huì)效益。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明主要按照下述步驟進(jìn)行:
[0006]一種雙膜法提取蟲(chóng)草多糖的方法，該方法包括下述步驟:
[0007]I)將蟲(chóng)草發(fā)酵液通過(guò)微濾膜，得到微濾透析液和菌絲體，收集微濾透析液；其中，微濾膜的孔徑在0.05~I μ m，操作溫度為10~70°C，工作壓力:進(jìn)壓為2~8bar，出壓為O ~5bar ；
[0008]2)將步驟I)中的微濾透析液通過(guò)超濾膜，得到超濾透析液和濃縮液，收集濃縮液；其中，超濾選擇截留分子量為800~1000Da的超濾膜，操作溫度為38~50°C，工作壓力:進(jìn)壓為I~8bar,出壓為0.5~3bar ；
[0009]3)將步驟2)中超濾濃縮液在低溫條件下濃縮得到濃縮漿；濃縮漿再進(jìn)一步低溫真空烘干至干燥物水分含量為3~8%，即得。所得干燥物即為蟲(chóng)草多糖。
[0010]優(yōu)選將步驟2)中超濾濃縮液在40~80°C條件下濃縮到固形物含量為30~70%得到濃縮漿；再將所得的濃縮漿在60~75°C，真空度-0.0SMpa以上的條件下進(jìn)行烘干，烘干至干燥物水分含量為3~8%。
[0011]優(yōu)選微濾采用孔徑為0.05~0.5μm的微濾膜,最優(yōu)選微濾采用孔徑為0.05 μ m的微濾膜，微濾采用50~60°C的操作溫度,進(jìn)壓為2~4bar,出壓為I~2bar。優(yōu)選超濾采用截留分子量為900~1000Da的超濾膜，超濾采用40~45°C的操作溫度，進(jìn)壓為6~8bar,出壓為I~3bar。[0012]本發(fā)明微濾所用膜為陶瓷膜或有機(jī)膜。超濾所用膜材料可選用PAN、PVDF、PC、PES、PP、PE復(fù)合膜中的一種。
[0013]蟲(chóng)草發(fā)酵液提取的蟲(chóng)草多糖因其是生物活性產(chǎn)品，對(duì)溫度較為敏感，若溫度超過(guò)60°C，每升高5°C，蟲(chóng)草多糖指標(biāo)下降10%。在不超過(guò)60°C范圍內(nèi)，分別選取了 20、30、40、50、600C 5個(gè)溫度進(jìn)行膜分離的操作，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在這5個(gè)溫度操作所得到的蟲(chóng)草多糖其理化指標(biāo)相差不大，但是不同溫度下膜通量及維持該溫度所產(chǎn)生的能耗大不相同，低溫下膜通量較小，而且維持低溫所需冷卻水較大，溫度升高，膜通量增加，操作過(guò)程不需要冷卻水或需要極少的冷卻水。綜上，優(yōu)選膜過(guò)濾溫度范圍40~60°C，其中優(yōu)選微濾膜50~60°C，超濾膜 40 ~45°C。
[0014]本發(fā)明采用蟲(chóng)草發(fā)酵液通過(guò)微濾膜，得到發(fā)酵液的微濾透析液和菌絲體，菌絲體可直接低溫干燥粉碎制成發(fā)酵蟲(chóng)草菌粉；微濾透析液通過(guò)超濾膜，得到超濾透析液和濃縮液，超濾透析液可作為發(fā)酵配料水；經(jīng)雙膜處理后可顯著降低生產(chǎn)成本。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明生產(chǎn)方法為蟲(chóng)草多糖分離提取提供了一種新的方法，該方法具有以下幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn):[0016]1、微濾除菌絲體提高菌絲體得率，操作過(guò)程中無(wú)機(jī)械力破壞，極大程度保存了菌絲體內(nèi)腺苷、甘露醇成分，配套成本低，無(wú)須板框、離心機(jī)等裝置；
[0017]2、超濾I旲的過(guò)濾精度聞，單糖去除率聞，提聞蟲(chóng)草多糖廣品質(zhì)量；同時(shí)，超濾透析液中含有單糖，可作為發(fā)酵配料用水，減少了污水處理量；
[0018]3、用超濾膜進(jìn)行預(yù)濃縮，實(shí)現(xiàn)冷濃縮，減少蒸汽用量，降低生產(chǎn)成本；
[0019]4、本發(fā)明生產(chǎn)過(guò)程無(wú)酒精消耗，極大的降低了生產(chǎn)成本和工時(shí)消耗，同時(shí)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)清潔自動(dòng)化生產(chǎn)，極大改善了工作環(huán)境。
[0020]5、近年來(lái)膜技術(shù)在國(guó)內(nèi)外不斷得到廣泛的推廣，膜成本也在不斷下降，將膜分離純化技術(shù)應(yīng)用到蟲(chóng)草多糖的提取過(guò)程中將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用膜技術(shù)不僅能提高產(chǎn)品質(zhì)量，還能減少?gòu)U水的排放，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和清潔生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，還能改善工人的工作環(huán)境，提高工作效率。
[0021]6、采用本發(fā)明方法得到的多糖得率高達(dá)3.84g/L，多糖含量22.41%，單糖2.14%。多糖測(cè)定方法苯酚-硫酸法，單糖測(cè)定方法DNS法測(cè)定。與傳統(tǒng)水提法相比，蟲(chóng)草多糖的提取率提高了至少1.0個(gè)百分點(diǎn)，多糖含量提高了 10個(gè)百分點(diǎn)以上，單糖含量降低了至少3個(gè)百分點(diǎn)，且提取時(shí)間縮短3倍以上，成本大幅度降低；提取全過(guò)程避免了高溫加熱，從而減少了高溫對(duì)多糖的破壞；所用儀器設(shè)備操作方便，自動(dòng)化程度較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為雙膜法提取蟲(chóng)草多糖的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。但實(shí)施例的具體細(xì)節(jié)僅用于解釋本發(fā)明，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明總的技術(shù)方案的限定。
[0024]實(shí)施例1
[0025]本發(fā)明蟲(chóng)草多糖提取方法按下述步驟進(jìn)行:[0026]1、蟲(chóng)草發(fā)酵液來(lái)源:由中國(guó)農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心提供并鑒定，Cordyceps，保藏編號(hào)ACCC51700。將菌株轉(zhuǎn)接到斜面培養(yǎng)基26~28°C常規(guī)培養(yǎng)30h左右，得活化的蟲(chóng)草菌株；將活化好的蟲(chóng)草菌株接種于種子培養(yǎng)基，其中種子培養(yǎng)基組成為蔗糖8%,酵母粉4%，蛋白胨3%，磷酸二氫鉀0.4%，硫酸鎂0.09%,消泡劑0.1%，用水配制，pH值自然，26~28°C振蕩培養(yǎng)30h左右得蟲(chóng)草一級(jí)種子液；將一級(jí)種子液接入二級(jí)種子培養(yǎng)基，其中二級(jí)種子培養(yǎng)基組成為蔗糖8%，酵母粉2%，蛋白胨2%，磷酸二氫鉀0.4%，硫酸鎂0.09%,消泡劑0.1%，用水配制，pH值自然，26~28°C培養(yǎng)25h左右，接種量1%，通氣1: 0.4~
0.8vvm ;將二級(jí)種子培養(yǎng)基接入發(fā)酵培養(yǎng)基，其中發(fā)酵培養(yǎng)基組成為蔗糖6%，酵母粉5%，蛋白胨1.5%，磷酸二氫鉀0.4%，硫酸鎂0.09%，消泡劑0.1%，用水配制，pH值自然，26~28°C培養(yǎng)25-30h，接種量3%，通氣I: 0.3~0.5vvm，發(fā)酵結(jié)束即為蟲(chóng)草發(fā)酵液。
[0027]2、微濾過(guò)濾:將上述蟲(chóng)草發(fā)酵液7500Kg (發(fā)酵液固形物含量為3.7%)通過(guò)微濾過(guò)濾，得到蟲(chóng)草的微濾透析液6370Kg和1130Kg的濕菌絲體(含水量為76%)，透析液的透光率為83%，濕菌絲體可直接低溫干燥粉碎制得發(fā)酵蟲(chóng)草菌粉。微濾過(guò)濾所用的膜材料是孔徑為50nm的陶瓷膜，具體工藝條件是:操作溫度為50~60°C，進(jìn)壓為3.0bar,出壓為1.0bar,壓力差為2.0bar。
[0028]3、超濾過(guò)濾:將步驟I所得的微濾透析液6370Kg通過(guò)超濾過(guò)濾得超濾透析液5640Kg和730Kg超濾濃縮液，透析液的透光率為95 %，5640Kg透析液可作為發(fā)酵配料用水。超濾所用的膜材料是截留分子量為1000Da的PVDF的超濾膜，工藝條件是:操作溫度為40°C,進(jìn)壓為7bar,出壓為2bar,壓力差為5bar。
[0029]4、低溫濃縮:將步驟2超濾所得的超濾濃縮液730Kg在真空度為0.09MPa，濃縮溫度為60°C下繼續(xù)將蟲(chóng)草濃縮液 濃縮至固形物含量57%的蟲(chóng)草多糖濃縮漿49.5Kg。
[0030]5、低溫真空干燥:將步驟3得到的49.5kg蟲(chóng)草多糖濃縮漿進(jìn)入真空干燥箱進(jìn)行烘干，得到29.2kg蟲(chóng)草多糖粗品(水分含量4.2%)。具體工藝條件是:干燥溫度75~85°C，真空度為-0.085Mpa，干燥時(shí)間40h。該工藝條件下得到蟲(chóng)草多糖含量22.41%，單糖含量
2.14%。
[0031]實(shí)施例2
[0032]本發(fā)明蟲(chóng)草多糖提取方法，按下述步驟進(jìn)行:
[0033]1、微濾過(guò)濾:將實(shí)施例1中的蟲(chóng)草發(fā)酵液7500Kg (發(fā)酵液固形物含量為3.7%)通過(guò)微濾過(guò)濾，得到蟲(chóng)草的微濾透析液6372Kg和1128Kg的濕菌絲體(含水量為76.1%)，透析液的透光率為84%，濕菌絲體可直接低溫干燥粉碎制得發(fā)酵蟲(chóng)草菌粉。微濾過(guò)濾所用的膜材料是孔徑為IOOnm的陶瓷膜，具體工藝條件是:操作溫度為50~60°C，進(jìn)壓2.0bar,出壓
1.0bar,壓力差為 1.0bar0
[0034]2、超濾過(guò)濾:將步驟I所得的微濾透析液6372Kg通過(guò)超濾過(guò)濾得超濾透析液5655Kg和717Kg超濾濃縮液，透析液的透光率為96%，5655Kg透析液可作為發(fā)酵配料用水。超濾所用的膜材料是截留分子量為SOODa的PAN的超濾膜，工藝條件是:操作溫度為42°C，進(jìn)壓為6.5bar,出壓為2.0bar,壓力差為4.5bar。
[0035]3、低溫濃縮:將步驟2超濾所得的超濾濃縮液717Kg在真空度為0.09MPa,濃縮溫度為60°C下繼續(xù)將蟲(chóng)草多糖濃縮至固形物含量58%的蟲(chóng)草多糖濃縮漿51.8Kg。
[0036]4、低溫真空干燥:將步驟3得到的18kg蟲(chóng)草多糖濃縮漿進(jìn)入真空干燥箱進(jìn)行烘干，得到29.7kg蟲(chóng)草多糖粗品(水分含量3%)。具體工藝條件是:干燥溫度75~85°C，真空度為-0.085Mpa,干燥時(shí)間40h。該工藝條件下得到蟲(chóng)草多糖含量22.35%，單糖含量2.85%。
[0037]實(shí)施例3
[0038]本發(fā)明蟲(chóng)草多糖提取方法，按下述步驟進(jìn)行:
[0039]1、微濾過(guò)濾:將蟲(chóng)草發(fā)酵后的7500Kg發(fā)酵液(發(fā)酵液固形物含量為3.7%)通過(guò)微濾過(guò)濾，得到蟲(chóng)草的微濾透析液6374Kg和1126Kg的濕菌絲體(含水量為77%)，透析液的透光率為80%，濕菌絲體可直接低溫干燥粉碎制得發(fā)酵蟲(chóng)草菌粉。微濾過(guò)濾所用的膜材料是孔徑為500nm的陶瓷膜，具體工藝條件是:操作溫度為50~60°C，進(jìn)壓2.3bar，出壓0.9bar,壓力差為 1.4bar。
[0040]2、超濾過(guò)濾:將步驟I所得的微濾透析液6374Kg通過(guò)超濾過(guò)濾得超濾透析液565 IKg和723Kg超濾濃縮液，透析液的透光率為94 %，565 IKg透析液可作為發(fā)酵配料用水。超濾所用的膜材料是截留分子量為900Da的PP的超濾膜，工藝條件是:操作溫度為45°C，進(jìn)壓為6.0bar,出壓為1.8bar,壓力差為4.2bar。
[0041]3、低溫濃縮:將步驟2超濾所得的超濾濃縮液723Kg在真空度為0.09MPa,濃縮溫度為60°C下繼續(xù)將蟲(chóng)草多糖濃縮至固形物含量56%的蟲(chóng)草多糖濃縮漿50.5Kg。
[0042]4、低溫真空干燥:將步驟3得到的50.5kg蟲(chóng)草多糖濃縮漿進(jìn)入真空干燥箱進(jìn)行烘干，得到29.1kg蟲(chóng)草多糖粗品(水分含量3.3%)。具體工藝條件是:干燥溫度75~85°C，真空度為-0.085Mpa，干燥時(shí)間38h。該工藝條件下得到蟲(chóng)草多糖含量22.05%，單糖含量2.97%。
【權(quán)利要求】
1.一種雙膜法提取蟲(chóng)草多糖的方法，其特征是該方法包括下述步驟: 1)將蟲(chóng)草發(fā)酵液通過(guò)微濾膜，得到微濾透析液和菌絲體，收集微濾透析液；其中，微濾膜的孔徑在0.05~I μ m，操作溫度為10~70°C，工作壓力:進(jìn)壓為2~8bar，出壓為O~5bar ； 2)將步驟I)中的微濾透析液通過(guò)超濾膜，得到超濾透析液和濃縮液，收集濃縮液；其中，超濾選擇截留分子量為800~1000Da的超濾膜，操作溫度為38~50°C，工作壓力:進(jìn)壓為I~8bar,出壓為0.5~3bar ； 3)將步驟2)中超濾濃縮液在低溫條件下濃縮得到濃縮漿；濃縮漿再進(jìn)一步低溫真空烘干至干燥物水分含量為3~8%，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙膜法提取蟲(chóng)草多糖的方法，其特征是所述步驟I)中采用的微濾膜的孔徑為0.05~0.5 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙膜法提取蟲(chóng)草多糖的方法，其特征是所述步驟I)中微濾采用的操作溫度為50~60°C，工作壓力:進(jìn)壓為2~4bar，出壓為I~2bar。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙膜法提取蟲(chóng)草多糖的方法，其特征是所述步驟2)中超濾膜選擇截留分子量為900~1000Da的超濾膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙膜法提取蟲(chóng)草多糖的方法，其特征是所述步驟2)中超濾膜過(guò)濾米用的操作溫度為40~45°C,工作壓力:進(jìn)壓為6~8bar,出壓為I~3bar。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙膜`法提取蟲(chóng)草多糖的方法，其特征是所述步驟I)中微濾所用膜為陶瓷膜或有機(jī)膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙膜法提取蟲(chóng)草多糖的方法，其特征是所述步驟2)中超濾所用膜材料選用PAN、PVDF, PC、PES, PP、PE復(fù)合膜中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙膜法提取蟲(chóng)草多糖的方法，其特征是所述步驟3)中將步驟2)中超濾濃縮液在40~80°C條件下濃縮到固形物含量為30~70%得到濃縮漿。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙膜法提取蟲(chóng)草多糖的方法，其特征是所述步驟3)中所得的濃縮漿在60~85°C，真空度-0.0SMpa以上的條件下進(jìn)行烘干，烘干至干燥物水分含量為3~8%,即得。
【文檔編號(hào)】C08B37/00GK103509131SQ201310441790
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】王文風(fēng), 徐玲, 袁兵兵 申請(qǐng)人:江蘇神華藥業(yè)有限公司