一种提升肉苁蓉中毛蕊花糖苷成分含量的方法 【技术领域】
本发明涉及一种通过生物催化转化工艺提升肉苁蓉中毛蕊花糖苷成分含量的方法。
背景技术
肉苁蓉为列当科植物肉苁蓉Cistanche deserticola Y.C.Ma和管花肉苁蓉Cistanche tubulosa(Schrenk)Wight干燥带鳞叶的肉质茎。据历代经书记载，肉苁蓉药性平和，补而不峻，养而不燥，具有补肾阳、益精血、润肠通便的作用；用于男子阳痿、女子不孕、腰膝酸软、筋骨无力、血枯便秘等症的治疗。药理学研究表明，肉苁蓉具有广泛的药理作用，对提高机体免疫功能，调节神经系统，内分泌系统，心肌保护，补肾助阳，抗衰老，增强记忆功能和神经保护等作用明显。
分析表明，肉苁蓉的主要活性成分为苯乙醇苷类、苯甲醇苷类、环烯醚萜苷类、木脂素苷类、低聚糖类衍生物、D-甘露醇和甜菜碱等。苯乙醇苷类(Phenylethanoid Glycosides，Ph Gs)包括松果菊苷(Echinacoside)、毛蕊花糖苷(Acteoside)等活性物质，苯乙醇苷类化合物的主要成分松果菊苷在胃肠道中运动过程需经大肠内微生物酶催化转化为毛蕊花糖苷的代谢通道，是导致口服后苯乙醇苷类成分药物生物利用度与疗效存在显著差异的主要因素。毛蕊花糖苷单体化合物具有小分子和低极性的特征，在药物吸收中展示良好的吸收率和特殊的药理活性。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种通过生物催化转化工艺提升肉苁蓉中毛蕊花糖苷成分含量的方法。
本发明的方法是，采用新鲜肉苁蓉肉质茎或肉苁蓉饮片，经高温灭酶及细胞破碎处理后，将肉苁蓉细胞破碎物作为催化反应底物，以β-葡萄糖苷酶工业酶制剂为生物催化剂，采用固态发酵反应器进行生物催化反应，催化水解底物中富含的松果菊苷的葡萄糖基配体末端断裂、定向转化为毛蕊花糖苷单体化合物，有效提升肉苁蓉毛蕊花糖苷成分含量，将催化反应后的肉苁蓉细胞破碎物经干燥处理，获得具有较高毛蕊花糖苷成分含量的肉苁蓉干燥物；催化反应过程，温度为38℃～62℃，pH为4.0～6.0，时间为4h～10h，催化反应过程反应物中的β-葡萄糖苷酶活力为2U/g～1000U/g。
本发明方法的具体步骤包括：
1、采用新鲜肉苁蓉肉质茎或肉苁蓉饮片，进行高温灭酶，然后通过通常工业破碎碾磨装置进行破碎碾磨，使细胞碎裂成为肉苁蓉细胞破碎物；
2、将肉苁蓉细胞破碎物作为催化反应底物，调节肉苁蓉细胞破碎物水分含量为50％～80％，最佳水分含量为60％～75％；以β-葡萄糖苷酶工业酶制剂为生物催化剂，采用固态发酵反应器催化反应，催化水解去掉底物中松果菊苷葡萄糖基配体末端的一个葡萄糖基、定向转化为毛蕊花糖苷单体化合物；催化反应过程温度为38℃～62℃，最佳温度为42℃～50℃；pH为4.0～6.0，最佳pH为4.5～5.3；时间为4h～10h，最佳时间为5h～6h；催化反应过程反应物中的β-葡萄糖苷酶活力为2U/g～1000U/g，最佳为15U/g～100U/g；经测定，底物中松果菊苷转化为毛蕊花糖苷的转化率达49.6％～95％；
3、采用通常工业干燥方法对催化反应后的肉苁蓉细胞破碎物进行干燥处理，获得所需的毛蕊花糖苷成分含量较高的肉苁蓉干燥物。
经分析测定，本法明方法获得的肉苁蓉干燥物中毛蕊花糖苷单体化合物成分含量达1％～38％。
本发明方法涉及的肉苁蓉，是符合《中华人民共和国药典》2005年版收载的列当科植物肉苁蓉Cistanche deserticola Y.C.Ma或管花肉苁蓉Cistanche tubulosa(Schrenk)Wight。
本发明方法涉及的新鲜肉苁蓉原料，可以是新收获(未经冷藏或冷冻保鲜)的新鲜肉苁蓉肉质茎，或者是置于工业冷藏库保鲜的新鲜肉苁蓉肉质茎，或置于工业冷冻库冷藏的新鲜肉苁蓉肉质茎；或者是上述新鲜肉苁蓉肉质茎的切片或碎料。
本发明方法涉及的高温灭酶温度为75℃～200℃，时间为3min～10min；可采用通常工业微波加热装置或其它通常工业加热装置进行；采用的工业微波加热装置的频率为915MHz及2450MHz，功率可根据生产规模采用1KW～250KW。
本发明方法涉及的β-葡萄糖苷酶工业酶制剂，包括β-葡萄糖苷酶及富含β-葡萄糖苷酶的纤维素酶、植物提取复合酶、植物水解复合酶。
本发明方法涉及的固态发酵反应器，可采用通常工业固态发酵反应器，也可采用恒温培养箱。
本发明方法涉及的通常工业干燥方法，可以是通常工业滚筒干燥、气流干燥、流化床干燥、微波真空干燥、微波干燥、真空干燥或热风循环干燥。
本发明方法获得的肉苁蓉干燥物，可直接作为中药饮片使用，也可以作为原料生产袋泡茶、冲剂等功能性保健食品，或者经进一步提取分离提纯工艺处理，收获毛蕊花糖苷单体化合物。
本发明方法中涉及的各种量的百分比(％)，除了另有说明外，均为重量百分比。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
1、采用新鲜肉苁蓉肉质茎，经分析测定，新鲜肉苁蓉肉质茎中(以干物质计)松果菊苷成分含量为2.88％，毛蕊花糖苷成分含量为0.45％；通过工业微波加热装置进行高温灭酶，温度为85℃，时间为8min，微波加热装置的频率为915MHz，功率5KW；再通过工业破碎碾磨装置进行破碎碾磨，使细胞碎裂成为肉苁蓉细胞破碎物；
2、将肉苁蓉细胞破碎物作为催化反应底物，调节肉苁蓉细胞破碎物水分含量为50％，以β-葡萄糖苷酶为生物催化剂，采用恒温培养箱进行催化反应，催化水解去掉底物中松果菊苷葡萄糖基配体末端的一个葡萄糖基、定向转化为毛蕊花糖苷单体化合物；催化反应温度为38℃，pH为4.1，时间为4h；催化反应过程反应物中的β-葡萄糖苷酶活力为2U/g；经测定，底物中松果菊苷转化为毛蕊花糖苷的转化率达79.8％；
3、采用工业滚筒干燥方法将催化反应后的肉苁蓉细胞破碎物进行干燥，干燥温度为100℃；分析测定，收获的肉苁蓉干燥物中毛蕊花糖苷单体化合物成分含量达2.41％。
实施例二：
1、采用新鲜肉苁蓉肉质茎，经分析测定，新鲜肉苁蓉肉质茎中(以干物质计)松果菊苷成分含量为37.58％，毛蕊花糖苷成分含量为4.42％；采用工业蒸气加热装置进行高温灭酶，温度为100℃，时间为10min；再通过工业破碎碾磨装置进行破碎碾磨，使细胞碎裂成为肉苁蓉细胞破碎物；
2、将肉苁蓉细胞破碎物作为催化反应底物，调节肉苁蓉细胞破碎物水分含量为70％，以β-葡萄糖苷酶为生物催化剂，采用固态发酵反应器催化反应，催化水解去掉底物中松果菊苷葡萄糖基配体末端的一个葡萄糖基、定向转化为毛蕊花糖苷单体化合物；催化反应温度为48℃，pH为4.8，时间为6h；催化反应过程反应物中的β-葡萄糖苷酶活力为30U/g；经测定，底物中松果菊苷转化为毛蕊花糖苷的转化率达95％；
3、采用工业气流干燥方法将催化反应后的肉苁蓉细胞破碎物进行干燥，干燥温度为120℃；分析测定，收获的肉苁蓉干燥物中毛蕊花糖苷单体化合物成分含量达38.0％。
实施例三：
1、采用新鲜肉苁蓉肉质茎，经分析测定，新鲜肉苁蓉肉质茎中(以干物质计)松果菊苷成分含量为22.5％，毛蕊花糖苷成分含量为2.75％；通过工业蒸汽加热装置进行高温灭酶，温度为190℃，时间为2min；再通过工业破碎碾磨装置进行破碎碾磨，使细胞碎裂成为肉苁蓉细胞破碎物；
2、将肉苁蓉细胞破碎物作为催化反应底物，调节肉苁蓉细胞破碎物水分含量为50％，以β-葡萄糖苷酶工业酶为生物催化剂，采用固态发酵反应器催化反应，催化水解去掉底物中松果菊苷葡萄糖基配体末端的一个葡萄糖基、定向转化为毛蕊花糖苷单体化合物；催化反应温度为42℃，pH为4.5，时间为6.5h；催化反应过程反应物中的β-葡萄糖苷酶活力为100U/g；经测定，底物中松果菊苷转化为毛蕊花糖苷的转化率达94.3％；
3、采用工业微波干燥方法将催化反应后的肉苁蓉细胞破碎物进行干燥，干燥温度为130℃；分析测定，收获的肉苁蓉干燥物中毛蕊花糖苷单体化合物成分含量达22.98％。
实施例四：
1、采用肉苁蓉饮片，经分析测定，肉苁蓉饮片中松果菊苷成分含量为1.3％，毛蕊花糖苷成分含量为0.18％；通过工业微波加热装置进行高温灭酶，温度为100℃，时间为4min；微波加热装置的频率为2450MHz，功率60KW；再通过工业破碎碾磨装置进行破碎碾磨，使细胞碎裂成为肉苁蓉细胞破碎物；
2、将肉苁蓉细胞破碎物作为催化反应底物，调节肉苁蓉细胞破碎物水分含量为75％，以β-葡萄糖苷酶为生物催化剂，采用固态发酵反应器催化反应，催化水解去掉底物中松果菊苷葡萄糖基配体末端地一个葡萄糖基、定向转化为毛蕊花糖苷单体化合物；催化反应温度为49℃，pH为5.2，时间为6h；催化反应过程反应物中的β-葡萄糖苷酶活力为50U/g；经测定，底物中松果菊苷转化为毛蕊花糖苷的转化率达88.9％；
3、采用工业微波真空干燥方法将催化反应后的肉苁蓉细胞破碎物进行干燥，干燥温度为125℃；分析测定，收获的肉苁蓉干燥物中毛蕊花糖苷单体化合物成分含量达1.32％。
实施例五：
1、采用新鲜肉苁蓉肉质茎，经分析测定，新鲜肉苁蓉肉质茎中(以干物质计)松果菊苷成分含量为10.1％，毛蕊花糖苷成分含量为1.23％；通过工业微波加热装置进行高温灭酶，温度为80℃，时间为5min；微波加热装置的频率为2450MHz，功率40KW；再通过工业破碎碾磨装置进行破碎碾磨，使细胞碎裂成为肉苁蓉细胞破碎物；
2、将肉苁蓉细胞破碎物作为催化反应底物，调节肉苁蓉细胞破碎物水分含量为80％，以植物提取复合酶为生物催化剂，采用固态发酵反应器催化反应，催化水解去掉底物中松果菊苷葡萄糖基配体末端的一个葡萄糖基、定向转化为毛蕊花糖苷单体化合物，酶制剂添加量为底物重量的0.3％，；催化反应温度为50℃，pH为5.3，时间为4.5h催化反应过程反应物中的β-葡萄糖苷酶活力为800U/g；；经测定，底物中松果菊苷转化为毛蕊花糖苷的转化率达94％；
3、采用工业气流干燥方法将催化反应后的肉苁蓉细胞破碎物进行干燥，干燥温度为98℃；分析测定，收获的肉苁蓉干燥物中毛蕊花糖苷单体化合物成分含量达10.21％。
实施例六：
1、采用新鲜肉苁蓉肉质茎，经分析测定，新鲜肉苁蓉肉质茎中(以干物质计)松果菊苷成分含量为17.1％，毛蕊花糖苷成分含量为2.69％；通过工业微波加热装置进行高温灭酶，温度为90℃，时间为6min，微波加热装置的频率为915MHz，功率10KW；再通过工业破碎碾磨装置进行破碎碾磨，使细胞碎裂成为肉苁蓉细胞破碎物；
2、将肉苁蓉细胞破碎物作为催化反应底物，调节肉苁蓉细胞破碎物水分含量为67％，以β-葡萄糖苷酶工业酶制剂为生物催化剂，采用固态发酵反应器催化反应，催化水解去掉底物中松果菊苷葡萄糖基配体末端的一个葡萄糖基、定向转化为毛蕊花糖苷单体化合物；催化反应温度为55℃，pH为4.2，时间为3h；催化反应过程反应物中的β-葡萄糖苷酶活力为35U/g；经测定，底物中松果菊苷转化为毛蕊花糖苷的转化率达91.1％；
3、采用工业滚筒干燥方法将催化反应后的肉苁蓉细胞破碎物进行干燥，干燥温度为97℃；分析测定，收获的肉苁蓉干燥物中毛蕊花糖苷单体化合物成分含量达18.2％。
实施例七：
1、采用新鲜肉苁蓉肉质茎，经分析测定，新鲜肉苁蓉肉质茎中(以干物质计)松果菊苷成分含量为13.59％，毛蕊花糖苷成分含量为2.3％；采用工业蒸汽加热装置进行高温灭酶，温度为100℃，时间为9min；再通过工业破碎碾磨装置进行破碎碾磨，使细胞碎裂成为肉苁蓉细胞破碎物；
2、将肉苁蓉细胞破碎物作为催化反应底物，调节肉苁蓉细胞破碎物水分含量为65％，以β-葡萄糖苷酶为生物催化剂，采用固态发酵反应器催化反应，催化水解去掉底物中松果菊苷葡萄糖基配体末端的一个葡萄糖基、定向转化为毛蕊花糖苷单体化合物；催化反应温度为50℃，pH为5.0，时间为8h；催化反应过程反应物中的β-葡萄糖苷酶活力为35U/g；经测定，底物中松果菊苷转化为毛蕊花糖苷的转化率达85.4％；
3、采用工业气流干燥方法将催化反应后的肉苁蓉细胞破碎物进行干燥，干燥温度为93℃；分析洲定，收获的肉苁蓉干燥物中毛蕊花糖苷单体化合物成分含量达14.31％。
实施例八：
1、采用新鲜肉苁蓉肉质茎，经分析测定，新鲜肉苁蓉肉质茎中(以干物质计)松果菊苷成分含量为13.51％，毛蕊花糖苷成分含量为1.82％；通过工业蒸汽加热装置进行高温灭酶，温度为152℃，时间为7min；再通过工业破碎碾磨装置进行破碎碾磨，使细胞碎裂成为肉苁蓉细胞破碎物；
2、将肉苁蓉细胞破碎物作为催化反应底物，调节肉苁蓉细胞破碎物水分含量为50％，以纤维素酶为生物催化剂，采用固态发酵反应器催化反应，催化水解去掉底物中松果菊苷葡萄糖基配体末端的一个葡萄糖基、定向转化为毛蕊花糖苷单体化合物；催化反应温度为48℃，pH为5.2，时间为5.5h；催化反应过程反应物中的β-葡萄糖苷酶活力为56U/g；经测定，底物中松果菊苷转化为毛蕊花糖苷的转化率达68.9％；
3、采用工业热风循环干燥方法将催化反应后的肉苁蓉细胞破碎物进行干燥，干燥温度为86℃；分析测定，收获的肉苁蓉干燥物中毛蕊花糖苷单体化合物成分含量达11.16％。
实施例九：
1、采用新鲜肉苁蓉肉质茎，经分析测定，新鲜肉苁蓉肉质茎中(以干物质计)松果菊苷成分含量为14.26％，毛蕊花糖苷成分含量为1.76％；通过工业微波加热装置进行高温灭酶，温度为96℃，时间为5min；微波加热装置的频率为2450MHz，功率15KW；再通过工业破碎碾磨装置进行破碎碾磨，使细胞碎裂成为肉苁蓉细胞破碎物；
2、将肉苁蓉细胞破碎物作为催化反应底物，调节肉苁蓉细胞破碎物水分含量为60％，以β-葡萄糖苷酶为生物催化剂，采用固态发酵反应器催化反应，催化水解去掉底物中松果菊苷葡萄糖基配体末端的一个葡萄糖基、定向转化为毛蕊花糖苷单体化合物；催化反应温度为55℃，pH为4.2，时间为8h；催化反应过程反应物中的β-葡萄糖苷酶活力为46U/g；经测定，底物中松果菊苷转化为毛蕊花糖苷的转化率达93.2％；
3、采用工业真空干燥方法将催化反应后的肉苁蓉细胞破碎物进行干燥，干燥温度为52℃；分析测定，收获的肉苁蓉干燥物中毛蕊花糖苷单体化合物成分含量达14.95％。
实施例十：
1、采用新鲜肉苁蓉肉质茎，经分析测定，新鲜肉苁蓉肉质茎中(以干物质计)松果菊苷成分含量为6.12％，毛蕊花糖苷成分含量为1.13％；通过工业热风加热装置进行高温灭酶，温度为100℃，时间为5min；再通过工业破碎碾磨装置进行破碎碾磨，使细胞碎裂成为肉苁蓉细胞破碎物；
2、将肉苁蓉细胞破碎物作为催化反应底物，调节肉苁蓉细胞破碎物水分含量为70％，以β-葡萄糖苷酶为生物催化剂，采用固态发酵反应器催化反应，催化水解去掉底物中松果菊苷葡萄糖基配体末端的一个葡萄糖基、定向转化为毛蕊花糖苷单体化合物；催化反应温度为43℃，pH为4.5，时间为9h；催化反应过程反应物中的β-葡萄糖苷酶活力为210U/g；经测定，底物中松果菊苷转化为毛蕊花糖苷的转化率达94.5％；
3、采用工业流化床干燥方法将催化反应后的肉苁蓉细胞破碎物进行干燥，干燥温度为95℃；经分析测定，收获的肉苁蓉干燥物中毛蕊花糖苷单体化合物成分含量达6.33％。