專利名稱：中試規(guī)模黃芪渣蟲草菌固體發(fā)酵方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及生物技術(shù)應用領域，屬于中藥渣的利用，用工業(yè)上經(jīng)“水提醇沉”提取黃芪多糖后剩余的黃芪渣作為中國擬青霉菌絲體固態(tài)發(fā)酵的基質(zhì)，對其固態(tài)發(fā)酵工藝進行中試規(guī)模擴大培養(yǎng)的方法。
背景技術(shù)：
中藥殘渣是藥材加工為成藥后剩余的大量含各種殘余成分的藥渣，含有許多可利用的有效成分，但它大多被廢棄，給環(huán)境帶來很大的壓力。隨著人們環(huán)保意識的增強和科技的發(fā)展，越來越多的研究致力于解決中藥渣的殘余問題，因此，出現(xiàn)了一些中藥渣利用的新技術(shù)。申請?zhí)枮?01110351078. 4，名為“利用維藥(民族藥)藥渣固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)微生物飼 料添加劑及酶制劑”的專利，其方法是以維藥(民族藥)藥渣為主要原料，經(jīng)適當配方選擇作為發(fā)酵的基料，經(jīng)固體發(fā)酵生產(chǎn)有益微生物及酶制劑。中藥殘渣的二次利用不僅解決了藥渣對環(huán)境帶來的壓力，還使得藥渣“變廢為寶”，得到了充分利用。黃芪為豆科植物蒙古黃芪和膜莢黃芪等的根，黃芪含有大量的黃酮、生物堿、多糖、皂苷等活性成份。研究證明，黃芪多糖具有提高動物生產(chǎn)性能、增強機體免疫功能和抗病力等多方面的功能。在工業(yè)生產(chǎn)上，黃芪多糖的提取方法大多數(shù)停留在傳統(tǒng)的“水提醇沉”，這種方法黃芪多糖得率比較低，產(chǎn)生大批量的殘渣，而且這種方法使得黃芪中其他藥用成分殘留于殘渣中。大批黃芪殘渣如果處置不當就是一種浪費，怎樣進行黃芪殘渣的二次開發(fā)，使其“變廢為寶”就成了一個新的研究課題。本發(fā)明是采用中國擬青霉進行固體發(fā)酵，對工業(yè)黃芪渣進行二次利用的方法。經(jīng)調(diào)查，申請的專利中已經(jīng)有了對黃芪殘渣二次利用的專利，申請?zhí)枮?00810151982. 9，名為“利用黃芪渣發(fā)酵生產(chǎn)禽畜飼料添加劑的方法”的專利，其方法是以EM原露為菌種，黃芪藥渣、麥麩和紅糖混合物為培養(yǎng)基，進行固體發(fā)酵，生產(chǎn)禽畜飼料添加劑，它所用的菌種是EM原露，但本發(fā)明所用的菌種是真菌中國擬青霉。另外，申請?zhí)枮?00910114886. 1，名為“一種真菌發(fā)酵物飼料添加劑及其制備方法和應用”的專利，其方法是利用從蟲草中分離的一種蝙蝠蛾擬青霉，經(jīng)誘變后得到的高產(chǎn)菌株作為菌種，對玉米粉和豆柏為固態(tài)發(fā)酵基質(zhì)進行固態(tài)發(fā)酵，得到蝙蝠蛾擬青霉發(fā)酵物，這個發(fā)明中所用菌種雖然為真菌，但其不是對黃芪渣二次利用的發(fā)明。本發(fā)明的方法是將黃芪渣與營養(yǎng)物質(zhì)和水進行適當配比，經(jīng)滅菌制成發(fā)酵基質(zhì)，將中國擬青霉種子液接種到發(fā)酵基質(zhì)上進行固態(tài)發(fā)酵制得黃芪渣蟲草發(fā)酵曲，再經(jīng)過干燥、粉碎制成黃芪渣蟲草發(fā)酵粉。本發(fā)明主要側(cè)重“黃芪渣蟲草菌固體發(fā)酵”中試規(guī)模擴大培養(yǎng)。對于本實驗的中試規(guī)模擴大培養(yǎng)，我們采用淺盤發(fā)酵法，淺盤的外形為長方型，規(guī)格為280 X 180 X 120毫米，由耐高溫的聚丙烯材料構(gòu)成，且設有無菌通氣口。本方法特征在于發(fā)酵時可將發(fā)酵物放于淺盤中，然后將淺盤置于耐高溫聚丙烯材料的塑料袋中，用棉塞將其于通氣口處封口，進行滅菌，接種，發(fā)酵培養(yǎng)。與傳統(tǒng)固體發(fā)酵相比，本方法優(yōu)點是首先，本方法解決了在發(fā)酵期間通氣容易帶來污染的問題；其次，本方法能有效阻止發(fā)酵過程中水分的流失；再次，本實驗可以循環(huán)培養(yǎng)，解決了發(fā)酵罐占用且阻礙下次發(fā)酵的問題，從而解決了固體發(fā)酵周期長帶來的問題；最后本方法使用的淺盤成本低，可重復使用，降低了試驗成本，便于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是采用新型方法對黃芪渣蟲草菌固體發(fā)酵進行中試規(guī)模的擴大培養(yǎng)，以達到規(guī)模生產(chǎn)的最終目的，為黃芪渣蟲草菌固體發(fā)酵進行工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)，為大批工業(yè)黃芪渣的處理開辟一條新路。本發(fā)明為中試規(guī)模黃芪渣蟲草菌固體發(fā)酵的擴大培養(yǎng)，包括下述步驟I.將本發(fā)明使用的菌種中國擬青霉接種在PDA斜面上，于20°C下恒溫培養(yǎng)7d，成熟后，用無菌水制成孢子懸浮液，待用。所述PDA斜面培養(yǎng)基為馬鈴薯培養(yǎng)基，其具體制備方法為去皮馬鈴薯200g切成·小塊，加水500mL煮沸30min，四成紗布過濾后，在濾汁中加入葡萄糖20g，瓊脂20g并加熱，瓊脂完全溶解后補足水分至IOOOmL,分裝，滅菌，備用。2.將種子培養(yǎng)基經(jīng)O. lMp，121°C，20-30min滅菌。冷卻后，按1_5%量接入步驟I中的孢子懸浮液，搖勻，于20°C、150r/min恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3天，作為一級種子液，用于接種到固態(tài)基質(zhì)上進行固態(tài)發(fā)酵。所述種子培養(yǎng)液為:葡萄糖2%，蛋白胨I % ,KH2PO3 O. 3%, MgSO4 O. 15%，起始pH為自然pH。3.固體發(fā)酵培養(yǎng)基的制備用規(guī)格為280X180X120毫米的淺盤，裝入200g-300g黃芪渣，將12. Og葡萄糖，O. 3g蛋白胨，溶于450ml水，將黃芪殘渣與營養(yǎng)液按I : I. 5的比例混合，攪拌均勻，將淺盤裝于聚丙烯塑料袋內(nèi)，用棉塞封口，以此方法制備多盒固體培養(yǎng)基,0. lMp,121°C滅菌 20min_30min。4.接種先將固體培養(yǎng)基在紫外燈下表面滅菌lh，滅菌結(jié)束后將手用75%酒精消毒，在無菌環(huán)境下，拔出棉塞，將淺盤從塑料袋內(nèi)拿出，按20% -30%的接種量，把種子液均勻灑到固體培養(yǎng)基的表面，然后將淺盤重新放入袋子內(nèi)，再用棉塞封口，依次接種其他培養(yǎng)基。5.固體發(fā)酵接種完的培養(yǎng)基需在16°C _20°C條件下避光培養(yǎng)35d-45d。6.發(fā)酵后處理發(fā)酵結(jié)束后的產(chǎn)物，置60°C-70°C，鼓風條件下，經(jīng)48h_60h烘干，烘干后的發(fā)酵產(chǎn)物，粉碎，過60目篩，得黃芪渣蟲草菌發(fā)酵粉。7.按上述1-6步驟可成倍擴大每批培養(yǎng)淺盤數(shù)，2倍，4倍，6倍，8倍等，每批淺盤數(shù)可根據(jù)發(fā)酵規(guī)模確定。本發(fā)明的有益結(jié)果是I)通過固體發(fā)酵工藝有效利用了廢棄的黃芪藥渣，大批發(fā)酵后的黃芪渣，水分含量為3% _5%，粗多糖含量6% _9%，脂肪含量為I. 2% -I. 5%，粗纖維含量為35% -40%,粗蛋白含量為12% -15%，灰分6% -8% ；2)通過固體發(fā)酵工藝有效利用了廢棄的黃芪藥渣，將其轉(zhuǎn)化為含多種中藥活性成分的發(fā)酵粉，既減少了其對環(huán)境造成的污染，又能提供高附加值的發(fā)酵產(chǎn)品，可用于動物飼料添加劑等；
3)有效減少了黃芪渣中的粗纖維含量，實驗結(jié)果表明，本發(fā)明所述中試方法可使黃芪渣粗纖維的降解率達到20%。
具體實施例方式實施例I :黃芪渣蟲草菌固體發(fā)酵培養(yǎng)方法I.將本發(fā)明使用的菌種中國擬青霉接種在PDA斜面上，于20°C下恒溫培養(yǎng)7d，成熟后，用無菌水制成孢子懸浮液，待用。所述PDA斜面培養(yǎng)基為馬鈴薯培養(yǎng)基，其具體制備方法為去皮馬鈴薯200g切成小塊，加水500mL煮沸30min，四成紗布過濾后，在濾汁中加入葡萄糖20g，瓊脂20g并加熱，瓊脂完全溶解后補足水分至IOOOmL,分裝，滅菌，備用。、
2.將種子培養(yǎng)基經(jīng)O. IMp, 121°C，20-30min滅菌。冷卻后，按1_5%量接入步驟I中的孢子懸浮液，搖勻，于20°C、150r/min恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3天，作為一級種子液，用于接種到固態(tài)基質(zhì)上進行固態(tài)發(fā)酵。所述種子培養(yǎng)液為葡萄糖2%，蛋白胨I % ,KH2PO3 O. 3%, MgSO4 O. 15%，起始pH為自然pH。3.固體發(fā)酵培養(yǎng)基的制備用規(guī)格為280X180X120毫米的淺盤，裝入200g_300g黃芪渣，將12. Og葡萄糖，O. 3g蛋白胨，溶于450ml水，將黃芪殘渣與營養(yǎng)液按I : I. 5的比例混合，攪拌均勻，將淺盤裝于聚丙烯塑料袋內(nèi)，用棉塞封口，以此方法制備多盒固體培養(yǎng)基,0. lMp,121°C滅菌 20min_30min。4.接種先將固體培養(yǎng)基在紫外燈下表面滅菌lh，滅菌結(jié)束后將手用75%酒精消毒，在無菌環(huán)境下，拔出棉塞，將淺盤從塑料袋內(nèi)拿出，按20% -30%的接種量，把種子液均勻灑到固體培養(yǎng)基的表面，然后將淺盤重新放入袋子內(nèi)，再用棉塞封口，依次接種其他培養(yǎng)基。5.固體發(fā)酵接種完的培養(yǎng)基需在16°C _20°C條件下避光培養(yǎng)35d_45d。6.發(fā)酵后處理發(fā)酵結(jié)束后的產(chǎn)物，置60°C _70°C，鼓風條件下，經(jīng)48h_60h烘干，烘干后的發(fā)酵產(chǎn)物，粉碎，過60目篩，得黃芪渣蟲草菌發(fā)酵粉。實施例2 :黃芪渣蟲草菌固體發(fā)酵擴大培養(yǎng)I.按實施例I的培養(yǎng)方法培養(yǎng)20個淺盤，制備種子液到接種完畢需要4d，使用黃芪渣6000g，培養(yǎng)38d，發(fā)酵后得發(fā)酵產(chǎn)物4200g，產(chǎn)物得率為70 %。2.按實施例I的培養(yǎng)方法培養(yǎng)40個淺盤，制備種子液到接種完畢需要4d，使用黃芪渣12000g，培養(yǎng)38d，發(fā)酵后得發(fā)酵產(chǎn)物8400g，產(chǎn)物得率為70%。3.按實施例I的培養(yǎng)方法培養(yǎng)80個淺盤，制備種子液到接種完畢需要4d，使用黃芪渣24000g，培養(yǎng)38d，發(fā)酵后得發(fā)酵產(chǎn)物16800g，產(chǎn)物得率為70 %。4.按實施例I的培養(yǎng)方法培養(yǎng)160個淺盤，制備種子液到接種完畢需要4d，使用黃芪渣48000g，培養(yǎng)38d，發(fā)酵后得發(fā)酵產(chǎn)物33600g，產(chǎn)物得率為70 %。5.本方法制備種子液到接種完畢需要4d，從第五天可以培養(yǎng)第二批種子液，開始第二批發(fā)酵，即以4d為周期，可以循環(huán)培養(yǎng)，隨著人力的增加可以擴大每批發(fā)酵的規(guī)模，并進行第三批、第四批、第五批等，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.中試規(guī)模黃芪渣蟲草菌固體發(fā)酵方法，以工業(yè)上經(jīng)“水提醇沉”提取黃芪多糖后剩余的黃芪殘渣為原料，用中國擬青霉進行固態(tài)發(fā)酵工藝的中試規(guī)模培養(yǎng)。對于本實驗的中試規(guī)模擴大培養(yǎng)，我們采用淺盤發(fā)酵法，淺盤的外形為長方型，規(guī)格為280 X 180 X 120毫米，由耐高溫的聚丙烯材料構(gòu)成，且設有無菌通氣口。本方法特征在于以工業(yè)上“水提醇沉”提取黃芪多糖后剩余的黃芪渣為原料，將該原料烘干、粉碎、加入速效營養(yǎng)物質(zhì)和水，混合均勻后放于淺盤中，然后將淺盤置于聚丙烯材料的塑料袋中，用棉塞將其通氣口處封口，進行滅菌。滅菌后接種中國擬青霉種子液，在好氧條件下進行淺盤固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)干燥、粉碎后得到發(fā)酵產(chǎn)物一黃芪渣蟲草菌發(fā)酵粉。其中每個淺盤的裝盤量為200g-300g，每次培養(yǎng)20盒，可利用原料4000g-600()g。每批淺盤數(shù)可根據(jù)發(fā)酵規(guī)模確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的“工業(yè)黃芪渣用中國擬青霉進行固態(tài)發(fā)酵工藝的中試規(guī)模培養(yǎng)”中的中試規(guī)模培養(yǎng)方法，其特征在于以淺盤發(fā)酵法將黃芪渣蟲草菌固體發(fā)酵規(guī)模擴大2倍、4倍、8倍等，即可以成倍擴大發(fā)酵規(guī)模；除此之外由于本方法不會存在“發(fā)酵罐被占用而阻礙發(fā)酵進程”的問題，所以隨著人力增加，本方法可以充分擴大培養(yǎng)規(guī)模，而且可以循環(huán)培養(yǎng)，使其工業(yè)化生產(chǎn)成為可能，可得到性能穩(wěn)定的“黃芪渣蟲草菌發(fā)酵粉”。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的“工業(yè)黃芪渣用中國擬青霉進行固態(tài)發(fā)酵工藝的中試規(guī)模培養(yǎng)”中固態(tài)發(fā)酵的條件，固體培養(yǎng)基制備固態(tài)物質(zhì)與營養(yǎng)水按I : I. 5質(zhì)量比進行配料，并將其混合均勻，營養(yǎng)水中無水葡萄糖12份、蛋白胨O. 3份，水450份，pH值自然。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的“工業(yè)黃芪渣用中國擬青霉進行固態(tài)發(fā)酵工藝的中試規(guī)模培養(yǎng)”中固態(tài)發(fā)酵的條件，選用菌種為中國擬青霉。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的“工業(yè)黃芪渣用中國擬青霉進行固態(tài)發(fā)酵工藝的中試規(guī)模培養(yǎng)”中固態(tài)發(fā)酵的條件，滅菌要求蒸汽壓力O. IMp，溫度121°C，時間20min-30min ；
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的“工業(yè)黃芪渣用中國擬青霉進行固態(tài)發(fā)酵工藝的中試規(guī)模培養(yǎng)”中固態(tài)發(fā)酵的條件，接種量20% -30%，發(fā)酵條件溫度16°C _20°C，發(fā)酵時間35d_45d ；
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的“工業(yè)黃芪渣用中國擬青霉進行固態(tài)發(fā)酵工藝的中試規(guī)模培養(yǎng)”中固態(tài)發(fā)酵的條件，干燥條件60°C -70°C鼓風干燥。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的“黃芪渣蟲草菌發(fā)酵粉”可在飼料添加劑和醫(yī)藥保健等領域應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物技術(shù)應用領域，屬于中藥渣的利用，工業(yè)上提取黃芪多糖后剩余的黃芪渣作為中國擬青霉菌絲體固態(tài)發(fā)酵的基質(zhì)，對其固態(tài)發(fā)酵工藝進行中試規(guī)模擴大培養(yǎng)的方法。“黃芪渣蟲草菌固態(tài)發(fā)酵工藝”中試規(guī)模培養(yǎng)方法淺盤發(fā)酵法。淺盤的外形為長方型，規(guī)格為280×180×120毫米，由耐高溫的聚丙烯材料構(gòu)成，且設有無菌通氣口。本方法特征在于發(fā)酵時可將發(fā)酵物放于淺盤中，然后將淺盤置于聚丙烯材料的塑料袋中，用棉塞將其于通氣口處封口，進行滅菌，接種。隨著人力增加，本方法可以充分擴大培養(yǎng)規(guī)模，而且可以循環(huán)培養(yǎng)，使其工業(yè)化生產(chǎn)成為可能，可得到性能穩(wěn)定的“黃芪渣蟲草菌發(fā)酵粉”。
文檔編號C05G3/00GK102715017SQ201210239320
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者劉安軍, 孫會輕, 朱振元, 肖超嶺 申請人:天津科技大學