[发明专利]一种虫草多糖绿色提取新工艺

说明书

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种提取真菌胞外多糖的方法，更确切地说是一种基于膜技术提取虫草多糖的新方法。

背景技术

虫草多糖是由甘露糖、虫草素、腺苷、半乳糖、阿拉伯糖、木糖精、葡萄糖、岩藻糖组成的多聚糖，是运用现代生物工程技术从虫草发酵滤液中提取精制的具有生理活性的蛋白多糖物质，是冬虫夏草的主要有效成分。实验证明，虫草多糖可提高人体免疫功能，升高白细胞，临床已用于治疗恶性肿瘤。另外冬虫夏草还用于治肺结核、气短喘咳、阳痿、梦遗、自汗盗汗、腰膝酸痛，同时有降血糖的作用。

传统的虫草多糖生产是将分离后的虫草发酵滤液浓缩到一定倍数后进行多次酒精醇沉，去除其中的单糖，提高多糖含量。但是在醇沉过程中由于单糖往往伴随着多糖同时被醇沉下来，单糖去除率较低，因此需要多次醇沉，耗费酒精和人工较多，生产成本较高；同时，传统的热浓缩方式，耗用大量的蒸汽，对生产成本和产品质量有较大影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述虫草多糖分离纯化方法的不足，从而设计了一种基于膜技术来分离纯化虫草多糖的绿色新工艺，该工艺既提高了虫草多糖的纯化效果，增加了经济效益；又减少了废水的排放，增加了社会效益。

为了实现上述目的，本发明主要按照下述步骤进行：

一种双膜法提取虫草多糖的方法，该方法包括下述步骤：

1）将虫草发酵液通过微滤膜，得到微滤透析液和菌丝体，收集微滤透析液；其中，微滤膜的孔径在0.05～1μm，操作温度为10～70℃，工作压力：进压为2～8bar，出压为0～5bar；

2）将步骤1）中的微滤透析液通过超滤膜，得到超滤透析液和浓缩液，收集浓缩液；其中，超滤选择截留分子量为800～1000Da的超滤膜，操作温度为38～50℃，工作压力：进压为1～8bar，出压为0.5～3bar；

3）将步骤2）中超滤浓缩液在低温条件下浓缩得到浓缩浆；浓缩浆再进一步低温真空烘干至干燥物水分含量为3～8%，即得。所得干燥物即为虫草多糖。

优选将步骤2）中超滤浓缩液在40～80℃条件下浓缩到固形物含量为30～70%得到浓缩浆；再将所得的浓缩浆在60～75℃，真空度-0.08Mpa以上的条件下进行烘干，烘干至干燥物水分含量为3～8%。

优选微滤采用孔径为0.05～0.5μm的微滤膜，最优选微滤采用孔径为0.05μm的微滤膜，微滤采用50～60℃的操作温度，进压为2～4bar，出压为1～2bar。优选超滤采用截留分子量为900～1000Da的超滤膜，超滤采用40～45℃的操作温度，进压为6～8bar，出压为1～3bar。

本发明微滤所用膜为陶瓷膜或有机膜。超滤所用膜材料可选用PAN、PVDF、PC、PES、PP、PE复合膜中的一种。

虫草发酵液提取的虫草多糖因其是生物活性产品，对温度较为敏感，若温度超过60℃，每升高5℃，虫草多糖指标下降10%。在不超过60℃范围内，分别选取了20、30、40、50、60℃5个温度进行膜分离的操作，结果发现，在这5个温度操作所得到的虫草多糖其理化指标相差不大，但是不同温度下膜通量及维持该温度所产生的能耗大不相同，低温下膜通量较小，而且维持低温所需冷却水较大，温度升高，膜通量增加，操作过程不需要冷却水或需要极少的冷却水。综上，优选膜过滤温度范围40～60℃，其中优选微滤膜50～60℃，超滤膜40～45℃。

本发明采用虫草发酵液通过微滤膜，得到发酵液的微滤透析液和菌丝体，菌丝体可直接低温干燥粉碎制成发酵虫草菌粉；微滤透析液通过超滤膜，得到超滤透析液和浓缩液，超滤透析液可作为发酵配料水；经双膜处理后可显著降低生产成本。

与现有技术比较本发明生产方法为虫草多糖分离提取提供了一种新的方法，该方法具有以下几个突出的优点：

1、微滤除菌丝体提高菌丝体得率，操作过程中无机械力破坏，极大程度保存了菌丝体内腺苷、甘露醇成分，配套成本低，无须板框、离心机等装置；

2、超滤膜的过滤精度高，单糖去除率高，提高虫草多糖产品质量；同时，超滤透析液中含有单糖，可作为发酵配料用水，减少了污水处理量；

3、用超滤膜进行预浓缩，实现冷浓缩，减少蒸汽用量，降低生产成本；

4、本发明生产过程无酒精消耗，极大的降低了生产成本和工时消耗，同时，本发明实现清洁自动化生产，极大改善了工作环境。