一种生物协同处理制备破壁灵芝孢子粉的方法与流程

1.本发明涉及中药炮制技术领域，尤其涉及一种生物协同处理制备破壁灵芝孢子粉的方法。


背景技术：

2.灵芝孢子粉由成熟的灵芝子实体释放，是灵芝子实体的卵形生殖细胞，含有多糖，三萜和核苷等多种活性物质，具有抗肿瘤，抗氧化，免疫调节等功效。而有研究证明，灵芝孢子粉具有双层的细胞壁，且孢壁坚硬、耐酸耐碱耐高温，而孢内营养成分和活性物质均被包裹在孢壁内，难以被释放，如果直接服用，人体对其营养物质的吸收率仅在12％左右，因此，对灵芝孢子粉的破壁研究是当下的一大热点，也是难点。
3.目前，灵芝孢子粉大多采用物理法、机械法破壁工艺，物理法包括超声波、微波、超高压技术等，虽然提高了灵芝孢子粉的破壁率，但是对机器设备要求严格且成本较高，而采用机械法破壁，由于机械设备和灵芝孢子粉之间的碰撞和挤压，会导致得到的产品种夹杂金属碎屑，且会在一定程度上导致活性物质损失，此外还有较少使用的化学法和生物法，化学法由于会使用到化学试剂，不可避免会导致产品中化学物质的残留，因此使用率较低，而生物法作为较安全的方法，但是由于生产过程中加入的酶不容易被分离而导致其实际应用受到极大制约。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的目的在于公开一种生物协同处理制备破壁灵芝孢子粉的方法，通过酶处理和机械破壁相结合对灵芝孢子粉进行破壁处理，能够有效提高灵芝孢子粉的破壁率，同时加入的复合酶颗粒方便分离，能在一定程度上保证产品的纯度。
5.具体的，本发明的一种生物协同处理制备破壁灵芝孢子粉的方法，具体包括以下步骤：
6.预处理：将灵芝孢子粉加入40-50℃温水中，保温浸泡后进行微波处理10-15min，然后立即进行低温冷冻处理，自然融化得到预处理灵芝孢子粉悬浮液；
7.酶解：将灵芝孢子粉悬浮液ph值调节至4-5，加入复合酶颗粒，于35-50℃温度下保温搅拌酶解6-8h，分离出复合酶颗粒，过滤、烘干后得到酶解灵芝孢子粉；
8.机械破壁处理：将酶解灵芝孢子粉进行机械破壁，得到破壁灵芝孢子粉。
9.进一步，所述微波处理时的温度为30-50℃，功率为6-8kw。
10.进一步，所述低温冷冻处理的温度为-10～-20℃，处理时间为12-24h。
11.进一步，所述复合酶颗粒是以改性壳聚糖包裹的磁性纳米颗粒作为载体，载体与酶复合后而得。
12.进一步，所述磁性纳米颗粒为磁性四氧化三铁纳米颗粒，所述改性壳聚糖为单宁酸接枝改性壳聚糖。
13.进一步，所述酶为纤维素酶、几丁质酶、葡糖苷酶中的两种或两种以上的混合。
14.进一步，所述复合酶颗粒的制备方法包括以下步骤：
15.s1：分别称取七水合硫酸亚铁、六水合硫酸铁加入去离子水中，搅拌溶解后，通入氮气排气10-15min后，在氮气气氛下加热升温至80-85℃，搅拌反应30-60min，加入氨水调节反应液ph》10，继续搅拌反应20-30min，加入烷基二甲基磺乙基甜菜碱，继续搅拌反应60min，冷却至室温，过滤，滤饼用热水洗涤3-5次，磁分离、干燥后得到四氧化三铁磁性纳米颗粒；
16.s2：将制备得到的磁性四氧化三铁纳米颗粒加入环氧氯丙烷中，加入磷酸盐缓冲溶液，然后置于反应釜中，升温至60-75℃，超声处理30-45min，加入改性壳聚糖，持续搅拌反应12h，磁分离、洗涤烘干后得到载体；
17.s3：将制备得到的载体加入质量浓度为1％的戊二醛溶液中，超声分散5min后，于室温下反应2h，磁分离后，滤饼用去离子水洗涤干净后分散于磷酸钠缓冲液中，再加入混合酶液，于5℃温度下保温反应8-12h，磁分离后，固体用去离子水洗涤3-5次后，冷冻干燥，得到复合酶颗粒。
18.进一步，所述载体和复合酶液中酶的质量比为3:(1-1.2)。
19.进一步，所述改性壳聚糖的制备方法为：称取壳聚糖搅拌溶解于1wt％的醋酸溶液中，加入单宁酸，然后通入氮气，在氮气气氛下搅拌升温在50-60℃，保温反应3-5h，反应完成后加入丙酮，过滤，滤饼用去离子水洗净、烘干后得到改性壳聚糖。
20.本发明的有益效果：
21.1.本发明公开了一种生物协同处理制备破壁灵芝孢子粉的方法，在酶解过程中加入了复合酶颗粒，以改性壳聚糖包裹的磁性四氧化三铁作为载体，然后再与酶复合，在酶解完成后，通过磁分离能够快速、方便的将复合酶颗粒分离出来，而由于四氧化三铁在常规条件下容易发生反应而导致磁性消失，因此通过改性壳聚糖的包裹，一方面能够对四氧化三铁起到保护作用，防止四氧化三铁的反应，以及减少四氧化三铁纳米颗粒之间的聚集，另一方面改性壳聚糖能够将四氧化三铁和酶之间形成隔离层，防止四氧化三铁纳米颗粒表面的化学活性导致酶蛋白失活。
22.2.本发明的改性壳聚糖，以单宁酸进行接枝改性而得，在壳聚糖上提供了更多的羟基、羧基等活性基团，能够提高酶的复合率。
23.3.本发明的一种生物协同处理制备破壁灵芝孢子粉的方法，先对灵芝孢子粉进行预处理，进行温水浸泡提高其含水率，然后在微波作用下，吸收的水分膨胀，再立即进行低温冷冻处理，在相对较短的时间内进行极端的处理方式，能够是的灵芝孢子粉的细胞壁孔隙变多，孔径增大，然后再进行酶解，最后再进行机械破壁，能够有效提高一次破壁率。
具体实施方式
24.以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明：
25.本发明的一种生物协同处理制备破壁灵芝孢子粉的方法，具体如下：
26.实施例一
27.改性壳聚糖的制备
28.称取壳聚糖搅拌溶解于1wt％的醋酸溶液中，得到浓度为2mg/ml的壳聚糖溶液，加入单宁酸，单宁酸和壳聚糖的质量比为3:1，然后通入氮气，在氮气气氛下搅拌升温在50-60
℃，保温反应3-5h，优选的为升温至55℃，保温反应5h，反应完成后加入等壳聚糖溶液体积的丙酮，过滤，滤饼用去离子水洗净、烘干后得到改性壳聚糖。
29.复合酶颗粒的制备方法包括以下步骤：
30.s1：按照3:5的摩尔比分别称取七水合硫酸亚铁、六水合硫酸铁加入100倍七水合硫酸亚铁质量的去离子水中，搅拌溶解后，通入氮气排气15min后，在氮气气氛下加热升温至85℃，搅拌反应30min，加入氨水调节反应液ph》10，继续搅拌反应25min，加入等七水合硫酸亚铁质量的烷基二甲基磺乙基甜菜碱，继续搅拌反应60min，冷却至室温，过滤，滤饼用热水洗涤3-5次，磁分离、干燥后得到四氧化三铁磁性纳米颗粒；
31.s2：以60g/100ml的固液比将制备得到的磁性四氧化三铁纳米颗粒加入环氧氯丙烷中，加入1.5倍环氧氯丙烷体积的磷酸盐缓冲溶液，然后置于反应釜中，升温至70℃，超声处理40min，加入1/2磁性四氧化三铁纳米颗粒质量的改性壳聚糖，持续搅拌反应12h，磁分离、洗涤烘干后得到载体；
32.s3：将制备得到的载体以0.1g/ml的固液比加入质量浓度为1％的戊二醛溶液中，超声分散5min后，于室温下反应2h，磁分离后，滤饼用去离子水洗涤干净后分散于5倍载体质量的磷酸钠缓冲液中，再加入混合酶液，载体和复合酶液中酶的质量比为3:1.2，本实施例的复合酶为纤维素酶和几丁质酶按照1:1的混合，混合酶液中酶的浓度为0.8mg/ml，于5℃温度下保温反应12h，磁分离后，固体用去离子水洗涤3-5次后，冷冻干燥，得到复合酶颗粒。
33.利用制备得到的复合酶颗粒对灵芝孢子粉进行破壁处理，具体包括以下步骤：
34.预处理：将灵芝孢子粉加入45℃温水中，保温浸泡后在温度为50℃，功率为7kw条件下进行微波处理12min，然后立即在温度为温度为-10～-20℃，条件下进行低温冷冻处理24h，自然融化得到预处理灵芝孢子粉悬浮液；
35.酶解：将灵芝孢子粉悬浮液ph值调节至4-5，加入复合酶颗粒，于50℃温度下保温搅拌酶解6h，分离出复合酶颗粒，过滤、烘干后得到酶解灵芝孢子粉；
36.机械破壁处理：将酶解灵芝孢子粉进行机械破壁，得到破壁灵芝孢子粉。
37.通过镜检破壁后的灵芝孢子粉的破壁率为99.62％。
38.实施例二
39.改性壳聚糖的制备与实施例一相同。
40.复合酶颗粒的制备方法包括以下步骤：
41.s1：按照1:3的摩尔比分别称取七水合硫酸亚铁、六水合硫酸铁加入90倍七水合硫酸亚铁质量的去离子水中，搅拌溶解后，通入氮气排气10min后，在氮气气氛下加热升温至85℃，搅拌反应60min，加入氨水调节反应液ph》10，继续搅拌反应30min，加入等七水合硫酸亚铁质量的烷基二甲基磺乙基甜菜碱，继续搅拌反应60min，冷却至室温，过滤，滤饼用热水洗涤3-5次，磁分离、干燥后得到四氧化三铁磁性纳米颗粒；
42.s2：以45g/100ml的固液比将制备得到的磁性四氧化三铁纳米颗粒加入环氧氯丙烷中，加入1.8倍环氧氯丙烷体积的磷酸盐缓冲溶液，然后置于反应釜中，升温至75℃，超声处理30min，加入1/2磁性四氧化三铁纳米颗粒质量的改性壳聚糖，持续搅拌反应12h，磁分离、洗涤烘干后得到载体；
43.s3：将制备得到的载体以0.15g/ml的固液比加入质量浓度为1％的戊二醛溶液中，
超声分散5min后，于室温下反应2h，磁分离后，滤饼用去离子水洗涤干净后分散于5倍载体质量的磷酸钠缓冲液中，再加入混合酶液，载体和复合酶液中酶的质量比为3:1，本实施例的复合酶为葡糖苷酶，混合酶液中酶的浓度为0.6mg/ml，于5℃温度下保温反应10h，磁分离后，固体用去离子水洗涤3-5次后，冷冻干燥，得到复合酶颗粒。
44.利用制备得到的复合酶颗粒对灵芝孢子粉进行破壁处理，具体包括以下步骤：
45.预处理：将灵芝孢子粉加入40℃温水中，保温浸泡后在温度为40℃，功率为8kw条件下进行微波处理10min，然后立即在温度为温度为-10～-20℃，条件下进行低温冷冻处理12h，自然融化得到预处理灵芝孢子粉悬浮液；
46.酶解：将灵芝孢子粉悬浮液ph值调节至4-5，加入复合酶颗粒，于40℃温度下保温搅拌酶解8h，分离出复合酶颗粒，过滤、烘干后得到酶解灵芝孢子粉；
47.机械破壁处理：将酶解灵芝孢子粉进行机械破壁，得到破壁灵芝孢子粉
48.通过镜检破壁后的花粉的破壁率为99.47％。
49.实施例三
50.改性壳聚糖的制备与实施例一相同。
51.复合酶颗粒的制备方法包括以下步骤：
52.s1：按照3:7的摩尔比分别称取七水合硫酸亚铁、六水合硫酸铁加入110倍七水合硫酸亚铁质量的去离子水中，搅拌溶解后，通入氮气排气12min后，在氮气气氛下加热升温至80℃，搅拌反应45min，加入氨水调节反应液ph》10，继续搅拌反应20min，加入等七水合硫酸亚铁质量的烷基二甲基磺乙基甜菜碱，继续搅拌反应60min，冷却至室温，过滤，滤饼用热水洗涤3-5次，磁分离、干燥后得到四氧化三铁磁性纳米颗粒；
53.s2：以50g/100ml的固液比将制备得到的磁性四氧化三铁纳米颗粒加入环氧氯丙烷中，加入2倍环氧氯丙烷体积的磷酸盐缓冲溶液，然后置于反应釜中，升温至60℃，超声处理45min，加入1/2磁性四氧化三铁纳米颗粒质量的改性壳聚糖，持续搅拌反应12h，磁分离、洗涤烘干后得到载体；
54.s3：将制备得到的载体以0.12g/ml的固液比加入质量浓度为1％的戊二醛溶液中，超声分散5min后，于室温下反应2h，磁分离后，滤饼用去离子水洗涤干净后分散于5倍载体质量的磷酸钠缓冲液中，再加入混合酶液，载体和复合酶液中酶的质量比为3:1.1，本实施例的复合酶液中的酶为纤维素酶，混合酶液中酶的浓度为1mg/ml，于5℃温度下保温反应8h，磁分离后，固体用去离子水洗涤3-5次后，冷冻干燥，得到复合酶颗粒。
55.利用制备得到的复合酶颗粒对灵芝孢子粉进行破壁处理，具体包括以下步骤：
56.预处理：将灵芝孢子粉加入50℃温水中，保温浸泡后在温度为30℃，功率为6kw条件下进行微波处理15min，然后立即在温度为温度为-10～-20℃，条件下进行低温冷冻处理15h，自然融化得到预处理灵芝孢子粉悬浮液；
57.酶解：将灵芝孢子粉悬浮液ph值调节至4-5，加入复合酶颗粒，于35℃温度下保温搅拌酶解7h，分离出复合酶颗粒，过滤、烘干后得到酶解灵芝孢子粉；
58.机械破壁处理：将酶解灵芝孢子粉进行机械破壁，得到破壁灵芝孢子粉
59.通过镜检破壁后的灵芝孢子粉的破壁率为99.85％。
60.对比例一
61.本对比例和实施例一相比，其不同之处在于，本对比例的复合酶颗粒，在制备的时
候直接用葡糖苷酶负载酶，具体的，复合颗粒的制备方法为：
62.s1：按照3:5的摩尔比分别称取七水合硫酸亚铁、六水合硫酸铁加入100倍七水合硫酸亚铁质量的去离子水中，搅拌溶解后，通入氮气排气15min后，在氮气气氛下加热升温至85℃，搅拌反应30min，加入氨水调节反应液ph》10，继续搅拌反应25min，加入等七水合硫酸亚铁质量的烷基二甲基磺乙基甜菜碱，继续搅拌反应60min，冷却至室温，过滤，滤饼用热水洗涤3-5次，磁分离、干燥后得到四氧化三铁磁性纳米颗粒；
63.s4：将制备得到的四氧化三铁磁性纳米颗粒以0.1g/ml的固液比加入质量浓度为1％的戊二醛溶液中，超声分散5min后，于室温下反应2h，磁分离后，滤饼用去离子水洗涤干净后分散于5倍载体质量的磷酸钠缓冲液中，再加入混合酶液，载体和复合酶液中酶的质量比为3:1.2，于5℃温度下保温反应12h，磁分离后，固体用去离子水洗涤3-5次后，冷冻干燥，得到复合酶颗粒。
64.利用制备得到的复合酶颗粒采用与实施例一相同的方法进行灵芝孢子粉的破壁，通过镜检破壁后的灵芝孢子粉的破壁率为82.9％。
65.对比例二
66.本对比例和实施例一的区别在于，本对比例在复合酶颗粒的制备过程中，用普通的壳聚糖替换改性壳聚糖。
67.通过镜检破壁后的灵芝孢子粉的破壁率为87.6％.
68.通过实施例一和对比例的数据对比可以看出，在使用本发明的复合酶颗粒后，同时结合本发明的方法能够明显提高灵芝孢子粉的一次破壁率，而本发明中通过改性壳聚糖的使用能够增加复合酶颗粒对灵芝孢子粉的处理效果。
69.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。