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Liquid fermentation of Candida utilis with water extracted--alcohol precipitated

利用板蓝根水提醇沉物生产产朊假丝酵母



全 文 :中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第4期2005年4月·531·
3.57mg,置1mL量瓶中,加至刻度,摇匀,即得。
2.3供试品溶液的制备:取克心疼缓释片,研细,精
密称定1.012g,用50mL甲醇回流提取2次,每次
20rain,挥干甲醇,用水饱合正丁醇溶解后,以0.26
mol/LNa。CO。溶液萃取完全,合并碱液,调pH2,
乙醚萃取,合并乙醚液,挥于乙醚,用甲醇转移至5
mL量瓶中,加至刻度,备用。
2.4标准曲线的制备:取阿魏酸对照品溶液50、
70、100、120、150FL,分别置5mL量瓶中,用甲醇
稀释并加至刻度,依次进样。以阿魏酸质量浓度为横
坐标,峰面积与迁移时间比值为纵坐标,进行回归,
得回归方程为Y一2.4819 X一3.7113,r一
0.9997,线性范围:35.7~107.1t-tg/mL。
2.5精密度试验:取71.4t-g/mL阿魏酸对照品溶
液,重复进样5次,测定峰面积,计算峰面积与迁移
时间的比值,计算得其RSD为0.46%。
2.6重现性试验:精密称取同一批样品5份,制备
供试品溶液,计算峰面积与迁移时间的比值,其
RSD为1.0%。
2.7稳定性试验:取供试品溶液,分别在0、2、4、6
h测定峰面积与迁移时间的比值,其RSD为1.5%。
表明供试品溶液在6h内稳定性较好。
2.8加样回收率试验:取含阿魏酸75.28mg/g的
克心疼缓释片样品5份,各约0.5g,各加入3.57
mg/mL阿魏酸对照品溶液2.0mL,制备供试品溶
液,测定回收率为98.4%,RSD为3.73%。
2.9样品测定:吸取供试品溶液10弘L进样,每批
取3份,测定峰面积与迁移时间的比值,按照标准曲
线法计算样品中阿魏酸的质量分数,结果见表1。
表1克心疼缓释片中阿魏酸的测定结果(忍一3)
Table1 DeterminationofferulicacidinKexinteng
Sustained—releaseTablet(万一3)
批号 阿魏酸/(mg·g_1)
3讨论
3.1缓冲液pH值的确定:阿魏酸的荷电性随pH
的不同而异,pH<7时,阿魏酸以中性分子存在。在
毛细管区带电泳模式下,中性组分之间难以分离,这
样当缓冲液pH<7时,阿魏酸会与样品中其他中性
组分同时出峰,使分离和定量困难。而当pH>7时,
阿魏酸以羧酸根阴离子存在,在中性组分之后出峰,
易于分离和定量。为使阿魏酸既能迅速出峰,又能与
其他峰分离完全,本实验选择缓冲液pH9.0。
3.2 同存成分的干扰:克心疼缓释片中含有延胡
索,其主要成分为总生物碱,为排除其影响,样品处
理采用甲醇提取后,挥干甲醇,用水饱合正丁醇溶解
后,Na。CO。碱液萃取的办法。实验表明,既不破坏
被测成分阿魏酸,又有效排除了同存成分的干扰。
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利用板蓝根水提醇沉物生产产朊假丝酵母
张丽霞,杜连祥,路福平
(天津科技大学生物工程学院天津市工业微生物重点实验室,天津300222)
摘 要:目的 以板蓝根的水提醇沉物为原料培养产朊假丝酵母。方法 将原料液化、糖化处理后,以此水解液为
发酵液进行液态发酵,并对该菌在水解液中的生长特性及发酵条件进行研究。结果 优化后的培养条件为:水解液
还原糖含量2.65%,温度28℃,pH值5.5~6.5,接种量9%,装液量100mL(5mL三角瓶)。在优化培养条件
下培养20h后,产朊假丝酵母的生长达到稳定期,其活菌数达到6.61×108/mL。经检测,干燥后的菌粉中靛玉红达
0.45ptg/g。结论以板蓝根水提醇沉物为原料生产产朊假丝酵母是可行的。
关键词:板蓝根;液态发酵;产朊假丝酵母;靛玉红
中图分类号:R282.15;R286.02文献标识码:B 文章编号:0253—2670(2005)04—0531—04
收稿日期:2004—07—14
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万方数据
·532· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第4期2005年4月
LiquidfermentationofCandidautiliswithwaterxtracted。____——alcoholpre ipitated
wastesofRadixlsatidis
ZHANGLi—xia,DULian—xiang,LUFu—ping
(TianjinIndustrialMicrobiologyKeyLaboratory,InstituteofBioengineering,TianjinUniversity
ofScienceandTechnology,Tianjin300222,China)
Keywords:RadixIsatidis;liquidfermentation;Candidautilis(Henneb.)Lodd.etV.Rij;indirubin
板蓝根是传统的清热解毒良药,临床上广泛用
于治疗多种疾病如流感、腮腺炎、乙脑、肝炎等,是公
认的具有较好抗病毒效果的少数中药之一[1]。板蓝
根醇沉物是采用传统的水提醇沉工艺生产板蓝根颗
粒过程中产生的泥状沉淀物,其中含有大量的淀粉、
多糖及蛋白质等,是微生物可以利用的营养物质,同
时也残留一部分药效成分。板蓝根醇沉物一直作为
废料被扔掉,不仅污染环境,而且浪费资源。为了使
板蓝根资源得到更加充分合理的应用,本实验对板
蓝根醇沉药渣进行了分析,并对其采用液态发酵培
养产朊假丝酵母,以期为板蓝根的综合利用进行有
益的探索。
1仪器与试药
Biotronik3020高效液相色谱仪,WU一875紫
外检测器;往复式摇床、水浴摇床、血球计数板,产朊
假丝酵母(中国工业微生物菌种保藏中心),斜面保
藏培养基(11。Be麦芽汁琼脂),摇瓶种子培养基(1l。
Be麦芽汁),板蓝根水提醇沉物(天津兴达中药材加
工厂),耐高温a一淀粉酶(1×105U/mL),糖化酶
(2×104U/mL)。靛玉红对照品(中国药品生物制品
检定所)。
2方法与结果
2.1靛玉红的HPLC法测定
2.1.1 色谱条件:色谱柱:SpherisorbC18柱(250
mm×4.6mm,10弘m);流动相:甲醇一水(80:20);
体积流量:1.0mL/min;柱温:室温;检测波长:292
nm;进样量:20肛L。
2.1.2 标准曲线的绘制:称取靛玉红对照品5.0
mg,加少量氯仿,加热溶解,定容至50mL。分别吸
取0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL置5mL量
瓶中,用氯仿稀释至刻度,进样测定。以峰面积对质
量浓度进行回归,计算得回归方程为y一3.08X一
8.26,r一0.9924,表明靛玉红在2.0~16弘g/mL
与峰面积线性关系良好。
2.1.3供试品溶液的制备:称取干燥、粉碎的板蓝
根醇沉物及发酵后的菌粉各25g,加氯仿250mL,
回流提取6h,经微孑L过滤膜滤过,滤液浓缩并定容
至5mL,备用。
2.2板蓝根水提醇沉物的组成:取适量的板蓝根水
提醇沉物,采用苯酚一浓硫酸法[2]测定总糖,菲林试
剂法[33测定还原糖,微量凯氏定氮法[3]测定粗蛋白,
中性甲醛滴定法[33测定a一氨基氮,重量法[3]测定含
水量,HPLC法测定靛玉红。结果总糖、还原糖、粗蛋
白、a一氨基氮、水分、靛玉红的质量分数分别为
25.7%、8.5%、6.4%、0.3%、51%、2.53pg/g。可
见,醇沉物中除水分以外主要为多糖和粗蛋白,还原
糖的质量分数只有8.5%。药效成分靛玉红的质量
分数比较高。
2.3活菌数的测定:用血球计数法[4]测定。
2.4板蓝根醇沉物水解液的制备:称取一定量的醇
沉物,加水溶解,搅拌均匀,配制成25%水溶液。90
。C、pH6.5、加酶量10U/g、液化2h,60℃、pH
5.0、加酶量200U/g、糖化4h,得到含一定还原糖
的水解液。经测定水解液中还原糖的质量分数可达
17%,能够满足菌体生长的需要。
2.5菌种种子液的制备:取活化好的斜面菌种一环
接种于种子培养基中,装液量40mL/250mL三角
瓶,于28oC、150r/rain、培养16~18h。在种子培养
过程中每隔2h取样1次,做出菌株的生长曲线,见
图l。可见,菌种在种子培养基中生长4h后进入对
数生长期,18h后便进入稳定期。镜检发现菌体细
胞呈假丝状,生长旺盛,出芽率高。此时种子液中活
菌数达1×108/mL,因此确定培养18h的种子为最
佳接种龄。
2.6发酵方法:将培养至含活菌数为1×108/mL、
出芽率大于20%、死亡率不超过1%、处于对数生长
末期的种子培养液以一定的接种量接种于醇沉物水
解液中,在一定的温度及转速下振荡培养24h,测定
其中的活菌数。
2.6.1水解液中还原糖对菌体生长的影响:将醇沉
物水解液配制成体积分数分别为7.5%、15%、
22.5%、30Voo,进行培养,测定发酵液中的活菌数,结
果活菌数分别为3.68×108、5.34×108、5.12×108、
4.87×108/mL。可以看出,当水解液体积分数为
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第4期2005年4月·533·
1一活西数2-pH值
1一cellnumber2一pHvalue
图1产朊假丝酵母种子生长曲线
Fig.1GrowthcurveofC.utilisseed
15%时,发酵液中活菌数最高,此时发酵液中还原糖
质量分数为2.65%。继续增加水解液体积分数不利
于菌体生长。这一现象符合克雷布特效应[5](the
Crebtreeeffect),即在有氧条件下,较高质量分数的
糖抑制酵母菌的呼吸作用,当葡萄糖质量分数大于
5%时,就会使酵母菌细胞中的呼吸酶合成和线粒体
形成受到抑制,酵母生长速率明显下降。
2.6.2培养温度对菌体生长的影响:温度的高低与
发酵中的酶反应速率、氧在培养液中的溶解度和传
递速率等密切相关,从而影响菌体生长和产物合成。
在水解液中,改变培养温度,使其分别在22、25、28、
31、34℃下培养,测得活菌数分别为4.52×108、
5.33×108、5.64×108、5.26×108、4.91×108/mL。
该菌的最佳生长温度为25~28℃。
2.6.3初始pH值对菌体生长的影响:在水解液
中,将初始pH值分别调至4.5、5.0、5.5、6.0、6.5,
接种进行培养,测得活菌数分别为4.21×108、4.83
×108、5.62×108、5.54×108、5.67×108/mL。可见,
当培养基的初始pH值为5.5~6.5时,发酵液中活
菌数最高。
2.6.4不同接种量对菌体生长的影响:在水解液
中,改变摇瓶接种量,使接种量分别为3%、6%、
9%、12%、15%,测定发醇液中的活菌数,分别为
3.76×108、5.21×108、6.17×108、6.11×108、
5.89×108/mL,结果表明当接种量为9%时,发酵液
中的活菌数最高。
2.6.5装液量对菌体生长的影响:溶解氧是需氧菌
发酵的必备条件,摇瓶装液量直接影响氧的传递。在
优化培养基中改变装液量,使装液量分别为50、75、
100、125、150mL,进行接种培养,测得活菌数分别
为4.36x108、5.61×108、5.78x108、5.23×108、
3.74×108/mL。当装液量为100mL时,发酵液中的
活菌数最高。
2.7在优化培养条件下菌种的发酵动力学曲线:以
15%醇沉物水解液为发酵培养基、接种量为9%、初
始pH6.0、装液量100mL、28℃下培养,每隔2h
测定发酵液中的相关参数,绘制发酵动力学曲线,见
图2。产朊假丝酵母在优化的培养条件下,6h进入
对数生长期。随着菌体的大量繁殖,发酵液pH值迅
速下降,还原糖和总糖不断减少,而蛋白的量逐渐增
加。在20h左右进入稳定期,还原糖几乎被耗尽,发
酵液pH值有所上升,此时测得其平均活菌数为
6.61×108/mL,蛋白的质量浓度为0.838g/lOOmL
发醇液。
辛、。姿
色S2莶
星萋釜囊
\吲跚“
辐 梨
}匾

1一活菌数2一还原糖3一粗蛋白4总糖5pH值
1-cellnumber2 educedsugar3-crudeprotein
4-totalsugar5-pHvalue
图2产朊假丝酵母在优化培养条件下的发酵动力学曲线
Fig.2FermentationkineticcurvesofC.utilis
underoptimalconditions
2.8产品成分分析:将发酵液离心,取沉淀摊平于
3 ℃下鼓风干燥制成菌粉。发酵前后每100mL发
酵液中的干物质及各成分的比例见表1。可见,发酵
后的产品中蛋白质比原料提高105%,总糖在发酵
过程中由于菌体生长而大部分被消耗掉,质量分数
有所降低。产品中药效成分靛玉红损失较为严重,可
能是原料水解及发酵液灭菌过程受热所致。发酵得
率为42.6g菌粉/100g原料干基。
表1产品成分分析
Table1 Productingredientanalysis
项目干重/g粗蛋白/%总糖/%不溶物/%靛玉红/(pg·g-1)
发酵前7.35 13.1 52.4 32.8 2.53
茎登星!:!! !!:! !!:! !!:! !:!1
3讨论
板蓝根醇沉物为板蓝根颗粒水煎醇沉制备工艺
中的遗弃物,其质量与板蓝根颗粒剂前浸膏相当。板
蓝根木质部的薄壁细胞中含有大量的淀粉粒,煮沸
提取过程中树脂状物、植物蛋白和淀粉粒大量溶出,
并进一步糊化。醇沉时,由于大量沉淀物的吸附和包
3
2
1
0
一。一Ⅲ.色一×一\簌坦烬
万方数据
·534· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第4期2005年4月
裹作用,使得醇沉物中留有较大量的靛玉红[6]。研究
结果表明,板蓝根醇沉物具有明显的清热解毒作用,
并对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等的生长均有明显
的抑制作用,其作用强度与同剂量板蓝根颗粒剂前
浸膏相当[7]。板蓝根醇沉物中靛玉红的量明显高于
板蓝根颗粒剂前浸膏,说明板蓝根醇沉物中含有一
定的药理活性物质。
对原料及成品的主要成分进行比较可以看出,
产品的含氮量明显高于原料。作为饲料添加剂,既含
有大量的蛋白质,菌体中又富含维生素、多种酶及辅
助因子等成分,可为动物生长提供丰富的营养。同
时,醇沉物经过发酵后有效成分靛玉红的质量分数
仍然高达0.45btg/g,残留的靛玉红也可发挥清热
解毒的作用。
醇沉物中的糖分以多糖为主,而多数微生物只
能以小分子的单糖、双糖作为碳源,因此需要对其中
的多糖进行水解,成为可发酵性糖。多糖水解分为酶
水解和酸水解两种,考虑到酸水解条件比较剧烈,温
度高,时间长,所需pH值在1.5~1.8,水解结束后
调节pH值会带入较多的金属离子,不利于菌体的
生长,因此选择条件较温和的双酶法进行水解。
高质量浓度的还原糖对酵母菌生长具有抑制作
用,应当将发酵液初始还原糖质量浓度控制在5%
以下。在对数生长后期,随着菌体的大量繁殖,发酵
液中还原糖等营养物质被耗尽,有害代谢产物不断
积累,使得菌体的生长速率下降。为了提高培养液中
的菌体数,可在对数生长后期,采用分批补料或流加
补料的方式,向发酵液中补加还原糖,以延长菌体的
对数生长期,从而获得高密度培养液。
我国是中草药种植、生产加工和消费的大国,近
年来随着对中药资源开发力度的不断加大,中药材
加工产生的废弃物也越来越多。这些药渣中的绝大
多数均作为废料被扔掉或烧毁,这其中有尚未提取
完全的有效成分及未开发的新用途。本研究中探讨
了利用板蓝根醇沉物培养益生菌的方法,不仅有效
解决了污染问题,并且使原料资源得到了更充分合
理有效的利用,提高了产品的附加值,同时为采用相
似工艺进行生产的其他中药的综合利用提供参考。
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桑叶中多糖提取分离工艺的研究
张琳华,高瑞昶,许明丽
(天津大学化工学院,天津300072)
摘要:目的优选桑叶多糖提取分离最佳工艺。方法 比较稀酸、稀碱、蒸馏水3种提取方法,采用L。(34)正交试
验,对影响多糖的水提取工艺和醇沉分离工艺的因素水平进行了研究,并比较了不同蛋白去除法对多糖提取分离
的影响。结果 桑叶多糖的最佳提取工艺为用10倍量蒸馏水在70℃下提取2次,每次1.5h。醇沉分离最佳工艺
为醇沉时乙醇体积分数80%,药液浓缩至1mL药液儋生药,pH值为4。用三氯乙酸(TCA)法去除蛋白质的效果
优于传统的Savage法。结论优选的桑叶多糖提取分离工艺稳定可行。
关键词:桑叶;多糖;提取分离;正交试验
中图分类号:R284.2 文献标识码:B 文章编号:0253—2670(2005)04—0534—04
收稿日期:2004—07—02
作者简介:张琳华(1976一),女,上海人,1999年毕业于四川大学食品科学与工程系,现为天津大学化工学院制药工程专业2002级在读
硕士,研究方向为药用天然产物的研发。Tel:(022)27457016E—mail:elley2001@sina.corn.cu
万方数据
利用板蓝根水提醇沉物生产产朊假丝酵母
作者: 张丽霞, 杜连祥, 路福平, ZHANG Li-xia, DU Lian-xiang, LU Fu-ping
作者单位: 天津科技大学生物工程学院,天津市工业微生物重点实验室,天津,300222
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2005,36(4)
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本文链接:http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_zcy200504021.aspx