固體發(fā)酵基質(zhì)中竹紅菌素的微波輔助提取

1、固體發(fā)酵基質(zhì)中竹紅菌素的微波輔助提取浙江農(nóng)業(yè)ActaAgricuhuraeZhejiangensis,2011,23(3):604606http:/www.Onyxb.en吳芳,李加友.固體發(fā)酵基質(zhì)中竹紅菌素的微波輔助提取J.浙江農(nóng)業(yè),2011,23(3):604606.固體發(fā)酵基質(zhì)中竹紅菌素的微波輔助提取吳芳,李加友(嘉興學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院,浙江嘉興314001;義烏市出入境檢驗(yàn)檢疫局,浙江義烏322000)摘要:竹紅菌素在醫(yī)藥,食品和化工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,高效經(jīng)濟(jì)的制備方法是其產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ).試驗(yàn)采用單因子比較的方法考察微波輔助方法對固體發(fā)酵基質(zhì)中竹紅菌素提取效率的影響.結(jié)果表明,當(dāng)無

2、水乙醇和竹黃菌的料液比為1:75,反應(yīng)溫度50%,提取時(shí)問7rain,微波功率600W時(shí)提取效果最佳,竹紅菌素的提取率達(dá)到0.I%.微波輔助方法能顯著提高固體發(fā)酵基質(zhì)中竹紅菌素的提取得率.關(guān)鍵詞:竹紅菌素;微波;產(chǎn)量;竹黃中圈分類號:O625.469文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:10041524(2011)03060403Extractionofhypocrellinfromthesolidfermentationsubstratewithmicrowave-assistingWUFang.LIJiayou(CollegeofBiologicalandChemicalEngineerirtg,Jia

3、xingUniversity,Jiaxing314001,China;YiwuEntryExitInspectionandQuarantineBureau,Yiwu322000,China)Abstract:Hypocrellinhaswideapplicationprospectsinthefieldsofmedicine,foodandchemicalindustry.Thepreparationmethodofeconomicalandefficientisthebasisofitsindustrialization.Singlefactortestmethodwasemployedin

4、thestudyforextractionofhypocrellinfromthesolidfermentationsubstratebymicrowaveassisting.Theresuitsshowedthattheabsoluteethylalcoholwastheappropriatesolvent,andtheproductivityofhypocrellinwasupto0.1%intheoptimizedconditionofreactiontemperature5Oqc,extractiontime7min,microwavepower600W,ratiobetweensol

5、ventandsubstrate1.75.Microwavewasaremarkableandeconomicalmeanintheextractionofhypocrellinfromsolidfermentationsubstrate.Keywords:hypocrellin;microwave;productivity;Shiraiabambusicola竹紅菌素是多種茈醌類化合物的混合物,具有抗炎,鎮(zhèn)痛,抗菌,抗腫瘤等的作用,可以止咳,去疤,去痛舒筋,祛風(fēng)利濕,治療多種皮膚頑癥和抑制愛滋病毒等,也可作為色素應(yīng)用于食品行業(yè)-6,竹紅菌素還是一種新型的光電轉(zhuǎn)換材料和光活化農(nóng)藥.竹紅菌素主要

6、來源于野生竹收稿日期:20101109基金項(xiàng)目:義烏市科技局(2010303)作者簡介:吳芳(1987一),女,浙江金華人,學(xué)士,助理工程師,從事生物分析與檢測研究.E-mail:gongwufang163.con;Tel:0579-8l579O43通訊作者,李加友,Email:lijiayou;Tel:057383646246黃菌(Shiraiabambusicola)和竹紅菌(Hypocrellabambusae),資源少,產(chǎn)量低.本實(shí)驗(yàn)室利用分離得到的竹黃菌無性型菌株,通過人工培養(yǎng)的方法,可以進(jìn)行竹紅菌素規(guī)模化生產(chǎn).從野生竹黃菌和竹紅菌中提取竹紅菌素的常用方法為乙醇,丙酮等溶劑浸提,提取

7、時(shí)間較長,雜質(zhì)較多,后續(xù)分離純化困難.而根據(jù)物質(zhì)的損耗因數(shù)差異和微波加熱的選擇性,對天然活性產(chǎn)物進(jìn)行微波輔助提取,效率顯著增加.因此,本文采用微波輔助提取人工固體發(fā)酵基質(zhì)中的竹紅菌素,初步考察了不同提取條件下竹紅菌素收率的變化,為后續(xù)竹紅菌素規(guī)模化制備奠定基礎(chǔ).吳芳,等.固體發(fā)酵基質(zhì)中竹紅菌素的微波輔助提取1材料與方法1.1供試菌株及試劑竹黃菌(Shiraiabambusicola)無性型菌株,本實(shí)驗(yàn)室保藏.KHPO,MgSO?7H:0,葡萄糖,瓊脂,無水乙醇,丙酮,氯仿,乙酸乙酯,乙醚,均為分析純.1.2培養(yǎng)基1.2.1種子培養(yǎng)基種子培養(yǎng)基(%):土豆汁20(以鮮土豆塊重量計(jì),煮汁備用),葡

8、萄糖2,KHPO0.2,MgSO?7H,00.05,pH自然;固體培養(yǎng)基另加瓊脂固體發(fā)酵培養(yǎng)固體培養(yǎng)基(%):玉米粉68.9,麥麩30,葡萄糖1,KHPO0.2,MgSO?7H00.05,加水拌料至含水量為65%,裝入培養(yǎng)皿中,121滅菌60min,冷卻后接人液體種子,28恒溫培養(yǎng)240h.1.3竹紅菌素微波提取方法將固體發(fā)酵得到的菌體80C下烘干至恒重,碾成粉末以備用.固體發(fā)酵基質(zhì)中竹紅菌素的微波輔助提取出發(fā)工藝條件為:料液比為1:25,微波功率為600W,提取時(shí)間10min,溫度為40;在各工藝參數(shù)的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中,只改變待測參數(shù),其他條件不變,通過考察竹紅菌素的提取得率來比較不

9、同條件對固體發(fā)酵基質(zhì)中竹紅菌素提取的影響.提取得率(%)=提取液中竹紅菌素量(g)/原料用量(g)100%2結(jié)果與分析2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定以竹紅菌素標(biāo)準(zhǔn)品,用無水乙醇溶解后分別配制為2,4,6,8,10,12,14,16mg?L不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液.在420500rim波段測定標(biāo)準(zhǔn)品的吸光度,考察其最大吸收波長(圖1).由圖1可知竹紅菌素液在465nm處有最大吸收值,因此進(jìn)一步對在465nm下的樣品濃度和吸光度進(jìn)行相關(guān)性分析(圖2),并得到回歸方程Y=21.5x一0.02(其中為吸光度,Y為竹紅菌素濃度,方程相關(guān)系數(shù)為0.9992).420440460480500波長,nm圖1竹紅菌素吸收波長的

10、測定Fig.1Detectionofthemaximumabsorptionwavelengthofhypocrellin,-J口)E鹺橢櫥2.2竹紅菌素的微波輔助提取2.2.1提取溶劑的選擇在相同的提取條件下,分別用乙酸乙酯,乙醚,丙酮,無水乙醇,氯仿作為竹紅菌素的提取溶劑,不同溶劑對竹紅菌素的提取得率的影響如圖3所示,其中丙酮的提取得率為0.018%,而無水乙醇為0.017%.考慮到生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)的安全性,選擇無水乙醇作為固體基質(zhì)中竹紅菌素的提取溶劑.2.2.2料液比對竹紅菌素提取的影響在固體基質(zhì)的溶劑提取中,溶劑用量是影響提取得率的重要因子.當(dāng)竹黃菌固體發(fā)酵基質(zhì)和無水乙醇的料液比為1:10,

11、1:25,1:50,1:75和1:100時(shí),竹紅菌素的提取得率分別為0.004%,0.017%,0.033%,0.046%和0.041%.在料液比為1:25時(shí)提取液中竹紅菌素濃度最高,但在料液比為1:75時(shí)竹紅菌素的提取得率最高.由8765432100000000O巡求8642O8642浙江農(nóng)業(yè)第23卷第3期(2011年5月)0.0180.0150.012褂簍0.009鞘O.OO8O,OO30.000乙酸乙酯乙醚丙酮無水乙醇氯仿溶劑圖3不同溶劑對竹紅菌素提取的影響Fig.3Effectofdifferentsolventsontheextractionofhypocrellin于無水乙醇可以回

12、收并重復(fù)使用,因此選用料液比1:75作為竹紅菌素提取時(shí)的較優(yōu)工藝參數(shù).2.2.3溫度對竹紅菌素提取的影響提取溫度在4050之間變化時(shí),對提取得率有著較為顯著的影響.隨著提取溫度的升高,竹紅菌素的提取得率有所增加,50時(shí)達(dá)到最高.而后隨著溫度的上升,竹紅菌素的得率反而有所下降,可能是由于竹紅菌素在較長時(shí)間的高溫提取過程中被破壞.2.2.4時(shí)間對竹紅菌素提取的影響分別考察了提取時(shí)間為3,5,7,9,20min時(shí)竹紅菌素的提取得率,結(jié)果表明,在提取時(shí)間較短時(shí),竹紅菌素量隨時(shí)間增加而顯著增加,反應(yīng)時(shí)間達(dá)到7rain時(shí),竹紅菌素的提取得率達(dá)到0.017%;進(jìn)一步增加反應(yīng)時(shí)間,竹紅菌素的提取得率沒有明顯提

13、高.2.2.5微波功率對竹紅菌素提取的影響微波作用的效果在于物質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換,因此,微波功率對竹紅菌素提取有較為重要的影響.分別考察了不同微波功率條件下(400,500,600,700和800W)時(shí)竹紅菌素的提取得率.結(jié)果表明,微波功率為600W時(shí)竹紅菌素提取得率最高,達(dá)0.018%.2.2.6優(yōu)化后的微波輔助提取效果測定利用優(yōu)化后的微波輔助提取條件,即以無水乙醇為溶劑,料液比為1:75,提取溫度為50%,提取時(shí)間7min,微波功率600W時(shí),竹紅菌素的產(chǎn)量達(dá)到1O.5mg?L,提取得率為0.10%.3結(jié)論與討論采用微波輔助提取固體發(fā)酵基質(zhì)中的竹紅菌素的結(jié)果表明,當(dāng)無水乙醇和竹黃菌的料液比為1:

14、75,反應(yīng)溫度5Occ,提取時(shí)間7rain,微波功率600W時(shí)提取效果最佳.微波輔助方法已廣泛應(yīng)用天然產(chǎn)物提取,微波能夠透射到生物組織內(nèi)部使偶極分子極性側(cè)鏈以極高的頻率振蕩,引起分子的電磁振蕩等作用,產(chǎn)生熱效應(yīng),所以微波作用時(shí)物質(zhì)受熱均勻,熱效率高.但是微波會對氫鍵,疏水鍵和分子鍵產(chǎn)生作用,使其重新分配,從而改變分子構(gòu)象與活性,產(chǎn)生非熱效應(yīng),因此微波對物質(zhì)結(jié)構(gòu)具有一定的破壞作用.這與本試驗(yàn)的結(jié)果一致.參考文獻(xiàn):】肖仔君,陳惠音,楊汝德.竹紅菌素fJ.中國食品添加劑,2003,(4):7476.2鄧丹,張灝.竹黃的研究進(jìn)展及應(yīng)用J.食品科技,2001,(5):3637.3HudersonJB,I

15、mperialV,HauglandRP,eta1.Antivirusae?tivitesofphotoactivePerylenequin0ne8J,PhdtochemistryandPhotobiology,1997,65(2):352354.4MillerG,BrownK,BallangrudAM,eta1.Precliniealassess?menttohypocrellinBandhypocrellinBderivativesassensiti?-zersforphotodymietheralyofcancer:progressupda(jPhotochemistryandPhotobiology,1997,65(4):714722.5JHirayamaJ,tkenbuchiK,AbeH,eta1.PhotoinactivationofvirusinfectivitybyhyperellinAJ.PhotochemistryandPho-bwlogy,1997,65(5):697700.6萬象義,陳遠(yuǎn)騰.一種新的光化學(xué)藥物一竹紅菌甲素J.科學(xué)通報(bào),1980,7(4):4