一種生物發酵制備人參皂甙代謝物的方法技術

本發明專利技術公開了一種生物發酵制備人參皂甙代謝物的方法，以人參或人參皂甙提取物為原料，在生物發酵罐中采用乳酸菌發酵的方法，在適宜的發酵條件下，將人參皂甙Rb1中的糖基水解，將其從原形藥的形式轉變成M1。步驟包括：準備人參原料，與發酵體系一并導入生物發酵罐中，通入蒸汽滅菌消毒；將益生菌群I接種入發酵體系中，在酸性環境下發酵8～20小時；將益生菌群II接種入發酵體系中，在酸性環境下發酵8～12小時；在發酵體系中加入發酵助劑，將pH調整至堿性，繼續發酵12～24小時；發酵結束后，從液體中進一步純化得到人參皂甙代謝物M1。

A method for the preparation of ginsenoside metabolites by biological fermentation

The invention discloses a method for biological fermentation preparation of ginsenoside metabolite, ginseng or ginseng extract as raw material, method of fermentation of lactic acid bacteria used in fermentation in the fermentation tank, the optimum conditions of hydrolyzing glycosyl ginsenoside Rb1, which changed from the form of medicine into the original shape M1. The steps include: preparation of ginseng raw materials, and the fermentation system together into the biological fermentation tank, steam sterilization; probiotics group I inoculated into the fermentation system, under acidic conditions and fermented for 8 to 20 hours; the probiotic group II inoculated into the fermentation system, in the acidic conditions of fermentation 8 ~ 12 hours to join; the fermentation agent in the fermentation system, pH will be adjusted to alkaline, continue to ferment 12 ~ 24 hours; after fermentation, further purified from the liquid metabolites of ginsenoside M1.

【技術實現步驟摘要】
一種生物發酵制備人參皂甙代謝物的方法
本專利技術涉及功能食品
，具體涉及一種生物發酵制備人參皂甙代謝物的方法。
技術介紹
人參(PanaxginsengC.A.Meyer)為五加科植物人參的根部，具有滋補強壯、提高體力和腦力勞動能力、降低疲勞、提高血液中血紅素的含量、調節中樞神經系統等作用，對于治療心血管疾病、胃和肝臟疾病、糖尿病、不同類型的神經衰弱癥等均有較好的療效。人參享有“中藥之王”的美譽，居東北三寶之冠。中國是藥用人參的發祥地，人參作為珍貴中藥材應用歷史悠久。人參中含皂甙、多糖、揮發油、微量元素等多種成分。其中人參皂甙是其主要的活性成分。目前分離出的單體皂甙已超過30種。如Ra1，Ra2，Ra3，Rb1，Rb2，Rb3，Rc，Rd，Rg1，Rg2，Rg3，Re，Rh，Rf等。它們具有多種生理活性，包括調節內分泌、提高記憶力、擴張血管、降血壓、抗腫瘤、抗疲勞、抗抑郁等藥理作用。人參皂甙口服后經消化道吸收，吸收率很低。例如人參皂甙Rb1的吸收率僅為1％，Rb2為3.4％，Rg1為1.9％，其血藥濃度很難達到其充分發揮藥理活性所需要的濃度。而用放射性同位素標識的人參皂甙做研究，則在血清中測定出3倍以上的放射活性,表明大量吸收的是人參皂甙的代謝物。因此，人參口服后主要在胃腸道內被代謝為活性更強的次級苷或苷元而發揮藥效。一些學者通過酸、酶、腸內菌和動物研究了人參皂甙在體外的代謝機制。結腸菌(例如Prevotellaoris)將Rb1代謝為20—O—β—D—吡喃葡萄糖—20(S)—原人參二醇皂甙，即M1或compoundK或IH901。而人參發酵產物Ml是人參皂甙Rb在人體腸道內的主要降解產物和最終吸收形式。近年來，體內體外試驗研究發現，許多生物學活性都是由該化合物引起的，如抑制腫瘤細胞的增殖、浸潤和轉移，抗過敏，抑制化學致癌劑誘導的染色體基因突變等，還可以轉化為脂肪酸酯EM1，發揮出更有效的抗腫瘤作用。目前，M1主要是通過微生物發酵法和酶法獲得。由于人體腸道細菌存在很大的個體差異，包括日常飲食、健康狀況，甚至壓力等均能影響人體內細菌種類和含量。影響了人參皂甙在腸道代謝過程中的個體差異最終導致不同個體口服人參后，所產生的效果可能大不相同。因此，將人參皂甙轉化為M1后再攝入體內，不僅有益于規范和保證口服人參的藥學效果，而且有廣闊的市場前景。
技術實現思路
本專利技術提供了一種生物發酵制備人參皂甙代謝物的方法，以人參或人參皂甙提取物為原料，在生物發酵罐中采用乳酸菌發酵的方法，優選出最適宜的乳酸菌菌種，在適宜的發酵條件下，將人參皂甙Rb1中的糖基水解，將其從原形藥的形式轉變成M1。一種生物發酵制備人參皂甙代謝物的方法，步驟包括：(1)準備人參原料，與發酵體系一并導入生物發酵罐中，通入蒸汽滅菌消毒。(2)對益生菌群I和益生菌群II進行種子培養。(3)將益生菌群I接種入發酵體系中，在酸性環境下發酵8～20小時。(4)將益生菌群II接種入發酵體系中，在酸性環境下發酵8～12小時。(5)在發酵體系中加入發酵助劑，將pH調整至堿性，繼續發酵12～24小時。(6)將發酵體系進行固液分離。(7)從液體中進一步純化得到人參皂甙代謝物M1溶液。(8)將人參皂甙代謝物M1溶液制成M1固體粉末。為了達到更好的專利技術效果，進行以下優選：步驟(1)中，人參原料包括人參干燥根部或粉狀人參皂甙提取物，人參干燥根部需預先打成粉末，再與發酵體系混合。人參原料用量占發酵體系的10％～35％。步驟(1)中，發酵體系中含有蛋白胨、牛肉膏粉、酵母膏粉、磷酸氫二鉀、檸檬酸三銨、硫酸鎂、硫酸錳、吐溫-80、乙酸鈉、山梨醇、L-山梨糖。步驟(2)中的益生菌I為保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、魏斯氏菌中的2～3種；益生菌II為雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、類干酪乳桿菌中的2～3種。步驟(2)中所述的益生菌種子液可采用本領域常用的種子液制備方法制備，例如，采用MRS培養基，調節pH至6.0，在30～35℃培養12小時～24小時，制備種子液。步驟(3)(4)中的發酵體系中，所述的益生菌種子液的接種量優選為5％-15％。步驟(3)(4)中的發酵體系中，pH值為5.5～6.5，溫度為28～35℃。步驟(5)的發酵體系中，pH值為7.0～7.5，溫度為28～35℃。步驟(5)的發酵體系中，發酵助劑為糖類、糖苷類和磷酯類的混合物，具體為海藻糖、D-巖藻糖、L-巖藻糖、低聚麥芽糖、熊果苷、水楊苷、菊粉、卵磷脂、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇的4～8種混合物。步驟(6)的固液分離方法包括離心分離、板框過濾、膜過濾等。步驟(7)中的分離方法包括大孔樹脂吸附法、Saphdex-LH20層析分離法和聚酰胺柱層析法。步驟(8)中的干燥方法為噴霧干燥法。現有技術獲取人參代謝物M1的方法主要為：化學合成、酶法降解、腸道細菌降解。與現有技術相比，本專利技術具有如下優點：本專利技術提供了一種通過乳酸菌發酵制備人參皂甙代謝物M1的方法，可以人參干燥根的粉末或人參皂甙提取物為原料，通過乳酸菌發酵的一系列生物轉換，將人參皂甙Rb1轉換為M1。該制備方法具有發酵成本低、生物轉化效率高、發酵液雜質少、質量高，易于進一步分離、純化出目的產物M1的特點。用人參皂甙M1替代人參皂甙提取物開發功能食品，不僅可以克服因人體腸道菌群差異導致的口服人參后效果的不一致，而且還能夠發揮出人參制品更大的功效，規范和保證口服人參的藥學效果。具體實施方式實施例1發酵罐中的發酵體系中含有人參皂甙提取物10％，蛋白胨8％、牛肉膏粉4％、酵母膏粉4％、磷酸氫二鉀0.5％、檸檬酸三銨0.5％、硫酸鎂0.05％、硫酸錳0.05％、吐溫-800.5％、乙酸鈉0.1％、山梨醇0.01％、L-山梨糖0.01％，用水補足體積。通入蒸汽于121℃滅菌消毒20分鐘。對益生菌群I進行種子培養。I中含有保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、魏斯氏菌。采用MRS培養基，調節pH至6.0，在35℃培養18小時，制得種子液。將益生菌群I接種入發酵體系中，接種量為8％，pH值為6.0～6.5，溫度為32～35℃，發酵培養18小時。對益生菌群II進行種子培養。II中含有雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、類干酪乳桿菌。采用MRS培養基，調節pH至6.0，在35℃培養18小時，制得種子液。將益生菌群II接種入發酵體系中，接種量為8％，pH值為6.0～6.5，溫度為32～35℃，發酵培養18小時。在發酵體系中加入發酵助劑，發酵助劑由海藻糖、L-巖藻糖、菊粉、卵磷脂、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰肌醇組成，用氫氧化鈉溶液將pH調節至7.2～7.5，溫度為32～35℃，發酵培養16小時。發酵結束后，用離心機離心發酵液，棄渣，液體用Saphdex-LH20層析分離法分離得到人參皂甙M1。加入糊精等助劑后采用噴霧干燥的方法制備成M1成品粉末。用HPLC分析方法，使用Rb1和M1的標準品，檢測發酵原料中Rb1的含量和發酵液中M1的含量，并計算轉化率(原料中的Rb1含量/發酵液中M1的含量*100％)。色譜柱：WatersSymmetryC18柱(4.6mm×150mm)，流動相：乙腈-水(體積比為40：60)溶液，流速：1.0mL/min，檢測波長：203nm，柱溫：35℃，進樣量：l0μL。本次實驗本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生物發酵制備人參皂甙代謝物的方法，其特征在于，包括步驟：(1)準備人參原料，與發酵體系一并導入生物發酵罐中，通入蒸汽滅菌消毒；(2)對益生菌群I和益生菌群II進行種子培養，益生菌I為保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、魏斯氏菌中的2～3種，益生菌II為雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、類干酪乳桿菌中的2～3種；(3)將益生菌群I接種入發酵體系中，在酸性環境下發酵8～20小時；(4)將益生菌群II接種入發酵體系中，在酸性環境下發酵8～12小時；(5)在發酵體系中加入發酵助劑，發酵助劑為糖類、糖苷類和磷酯類的混合物，具體為海藻糖、D?巖藻糖、L?巖藻糖、低聚麥芽糖、熊果苷、水楊苷、菊粉、卵磷脂、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇的4～8種混合物；(6)將pH調整至堿性，繼續發酵12～24小時；(7)將發酵體系進行固液分離，從液體中進一步純化得到人參皂甙代謝物M1溶液，將人參皂甙代謝物M1溶液制成M1固體粉末。

【技術特征摘要】
1.一種生物發酵制備人參皂甙代謝物的方法，其特征在于，包括步驟：(1)準備人參原料，與發酵體系一并導入生物發酵罐中，通入蒸汽滅菌消毒；(2)對益生菌群I和益生菌群II進行種子培養，益生菌I為保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、魏斯氏菌中的2～3種，益生菌II為雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、類干酪乳桿菌中的2～3種；(3)將益生菌群I接種入發酵體系中，在酸性環境下發酵8～20小時；(4)將益生菌群II接種入發酵體系中，在酸性環境下發酵8～12小時；(5)在發酵體系中加入發酵助劑，發酵助劑為糖類、糖苷類和磷酯類的混合物，具體為海藻糖、D-巖藻糖、L-巖藻糖、低聚麥芽糖、熊果苷、水楊苷、菊粉、卵磷脂、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇的4～8種混合物；(6)將pH調整至堿性，繼續發酵12～24小時；(7)將發酵體系進行固液分離，從液體中進一步純化得到人參皂甙代謝物M1溶液，將人參皂甙代謝物M1溶液制成M1固體粉末。2.根據權利要求1所述的一種生物發酵制備人參皂甙代謝物的方法，其特征在于，步驟(1)中，人參原料包括人參干燥根部或粉狀人參皂甙提取物。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡瑋，
申請(專利權)人：寧波潤沃生物科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33