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禾谷镰刀菌AY2-19及其在提取艾叶总黄酮中的应用

文献发布时间:2023-06-19 18:47:50



(一)技术领域

本发明属于生物工程技术领域,具体涉及一株禾谷镰刀菌AY2-19及其在艾叶总黄酮提取中的应用。

(二)背景技术

艾叶是菊科蒿属植物艾草(Artemisia argyi Levl.et Vant.)的叶片,是我国常用中药材,在历版中国药典中均有收载(中药材名为Artemisiae Argyi Folium),其性味辛、苦,温,有小毒;归肝、脾、肾经;具温经止血,散寒止痛,外用祛湿止痒之功效;用于吐血,衄血,崩漏,月经过多,胎漏下血,少腹冷痛,经寒不调,宫冷不孕;外治皮肤瘙痒;醋艾炭温经止血,用于虚寒性出血治疗。现代药理学研究表明,艾叶及其提取物具有抗菌、抗病毒、抗氧化、保肝利胆、止血及抗凝血、抗炎、抗过敏、免疫调节、抗癌等多种药理作用。艾叶中含有多种生理活性成分,包括挥发油、黄酮、三萜、倍半萜、桉树烷和多糖等。近年来,黄酮类化合物因有降血脂、抗血栓、抗氧化、抗衰老和增强免疫力等药理作用,被广泛地用于医药和食品等行业,极具开发价值。艾叶中的黄酮含量比较高,是提取黄酮的良好原料。

目前,关于从艾叶中提取总黄酮的研究有不少报道,主要方法是乙醇提取法。常规乙醇浸提法操作简单,但提取得率往往不高。回流法能显著提高提取得率,但能耗高,过程复杂。在乙醇浸提法的基础上,辅以超声波、微波或高压处理,能促进总黄酮溶出,提取得率有一定程度的提高。目前报道最多的方法是乙醇超声提取法,其优势是超声波处理不会增加提取过程的复杂性,也不会显著增加生产成本。

近些年来,酶解技术应用于植物总黄酮的提取有较多报道。酶解提取法的条件温和,对黄酮类物质结构破坏小,提取得率可以显著提高,如宁娜等用纤维素酶和果胶酶(2:1)酶解艾叶后提取,总黄酮得率最高可达12.79%[宁娜,韩建军.一种响应面法优化酶解辅助超声提取艾叶总黄酮的方法,CN111358821A,2020-4-17]。植物细胞壁的构成包括纤维素、半纤维素、木质素和果胶等物质,使用一种酶往往对提高提取得率的效果不显著;同时使用几种酶辅助提取的效果一般优于单独使用一种酶,但多种酶的使用,无疑增加了提取成本。

微生物可以产生多种分解植物组织的水解酶,包括纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶和果胶酶等,特别是一些霉菌和放线菌。因此,如果利用某种微生物在合适的条件下培养,发酵液中含有大量的水解酶,利用发酵液(粗酶液)直接水解植物原料,这些酶能协同分解细胞壁成分,从而有利于有效成分的释放,提取得率可以显著提高,重要的是,相比于使用纯酶,成本可以显著降低。

为了提高艾叶总黄酮提取得率,本发明用微生物发酵制备的粗酶液酶解艾叶后,再用乙醇超声法提取总黄酮,可使提取得率大幅度提高。

(三)发明内容

本发明目的是提供一株新的微生物菌株—禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)AY2-19,及其在提取艾叶总黄酮中的应用。艾叶经该菌株发酵制备的粗酶液酶解后,总黄酮提取得率可以大幅度提高。

本发明采用的技术方案是:

本发明提供一株新的微生物菌株—禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)AY2-19,保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号GDMCC No:63062,保藏日期2022年12月20日,地址:广东省广州市先烈中路100号大院59号楼5楼;邮编510070。

本发明所述的禾谷镰刀菌AY2-19,是从艾叶的微生物富集培养物中分离,经过筛选和诱变选育获得的优良菌株。所述禾谷镰刀菌AY2-19的菌落形态特征如下:在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)平板培养基上,28℃条件下培养,初期菌落呈白色絮状,3d后菌落颜色略有加深,菌丝层较厚,表面无孢子粉,背面无色素扩散。光学显微镜下可以观察到有大型分生孢子和小型分生孢子两种。大型分生孢子呈镰刀型或月牙形,3–5个隔膜,大小4–5×25–40μm;小型分生孢子较少,呈卵圆形或椭圆形,大小2.5–4×4.5–1μm。禾谷镰刀菌AY2-19划线接种在PDA平板培养基上28℃培养3d的菌落照片见图1。

所述禾谷镰刀菌AY2-19的核糖体DNA内转录间隔区(Ribosomal DNA internaltranscribed spacer,rDNA-ITS)核苷酸序列为SEQ ID NO.1所示。

本发明还提供一种所述禾谷镰刀菌AY2-19在提取艾叶总黄酮中的应用,所述应用的方法为:(1)将禾谷镰刀菌AY2-19培养获得的发酵液过滤,收集的滤液为粗酶液;(2)将粗酶液与艾叶粉混合,于26–30℃条件酶解4–6h,得艾叶酶解物;(3)往艾叶酶解物解中补充去离子水和无水乙醇后,进行超声提取,抽滤,得总黄酮提取液;(4)总黄酮提取液经减压蒸干,无水乙醇溶解和真空干燥,得总黄酮提取物。

进一步,步骤(1)所述粗酶液制备方法为:将禾谷镰刀菌AY2-19孢子接种于产酶培养基中,于30℃、180–200r/min振荡培养64–72h,发酵液过滤,滤液即为粗酶液;所述产酶培养基终浓度组成为:小麦麸皮40–50g/L,蛋白胨8–10g/L,NaNO

进一步,优选所述产酶培养基组成为:小麦麸皮50g/L,蛋白胨10g/L,NaNO

本发明所述禾谷镰刀菌AY2-19在产酶培养前,需要先经平板培养基培养产生孢子,然后将孢子悬浮于生理盐水中,获得禾谷镰刀菌AY2-19孢子液,按体积分数3%–5%的量接入产酶培养基进行培养,具体产酶培养方法为:

①孢子液制备:将禾谷镰刀菌AY2-19接种于马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)平板培养基,于28℃培养64–72h,获得平板培养物;平板培养物中加入无菌生理盐水,用接种环搅动使孢子悬浮,获得禾谷镰刀菌AY2-19孢子液;所述的PDA平板培养基是成品马铃薯葡萄糖琼脂培养基,购自青岛海博生物技术有限公司,用自来水按46g/L的浓度配制,pH自然,高压蒸汽121℃灭菌20min。

②产酶培养:用步骤①制备的禾谷镰刀菌AY2-19孢子液,按体积分数3%–5%的接种量,接入产酶培养基,于30℃、180–200r/min振荡培养64–72h,获得干菌体浓度为3.67–3.84g/L、纤维素酶活力为34.2–35.8U/mL的发酵液。

进一步,步骤(2)所述粗酶液体积用量以艾叶粉质量计为4–8mL/g[即料酶比为1:4–1:8(g:mL)];所述艾叶粉是新鲜艾叶经自来水洗净后85℃烘干,粉碎后过40目筛的细粉。

进一步,步骤(3)所述总黄酮提取液的制备方法为:所述的艾叶酶解结束后,往艾叶酶解物中补充去离子水和无水乙醇,使体系的料液比达到1:20–1:25(g:mL),乙醇体积分数达到50%–60%。搅拌均匀后于水温80–85℃、功率150W的超声波清洗机中提取30–45min;超声醇提结束后,趁热抽滤,得总黄酮提取液。

进一步,步骤(4)从总黄酮提取液中回收总黄酮的方法为:总黄酮提取液于45℃、–0.1MPa条件下蒸馏至无液体流出,加入体积为原料艾叶质量计1–2mL/g的无水乙醇,充分振荡后于8000r/min离心5–10min,上清液于转入一洁净培养皿中,50℃、–0.1MPa真空干燥,得总黄酮提取物。

与现有技术相比,本发明的有益效果主要体现在:在乙醇超声提取艾叶总黄酮前,增加了微生物发酵制备的粗酶液酶解。所用的产酶微生物禾谷镰刀菌AY2-19,是针对能够水解艾叶细胞壁而有目的分离和筛选,并经过诱变获得。经产酶发酵制备的粗酶液中含有多种水解酶,能够协同水解艾叶中的纤维素、半纤维素和果胶等物质,使细胞壁破损,有助于黄酮类物质溶出,使总黄酮提取得率显著提高。本发明提供的微生物酶解辅助提取艾叶总黄酮的方法,较直接采用乙醇超声提取法相比,从艾叶中提取总黄酮的得率可以提高25.2%。

(四)附图说明

图1为禾谷镰刀菌AY2-19在PDA上28℃培养3d的菌落照片。

图2为分光光度法测定总黄酮的标准曲线。

图3为DNS法测定葡萄糖的标准曲线。

(五)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:

本发明所述的艾叶为菊科蒿属植物艾草((Artemisia argyi)的新鲜叶片,经自来水洗净后85℃烘干,产地河南安阳市;艾叶粉是干燥的艾叶经粉碎后过40目筛的细粉。

实施例1:产酶菌株的分离和筛选

产酶酶解艾叶的微生物菌种,按如下步骤分离和筛选获得:

(1)250-mL三角烧瓶中加入5g艾叶粉,加入7.5mL无菌生理盐水搅拌均匀,于28℃培养72h。将长满霉菌的富集培养物用无菌生理盐水分别稀释1×10

(2)8个菌株的新鲜平板培养物中,分别加入10mL无菌生理盐水,用接种环搅动使得孢子悬浮,得各菌株的孢子液。

(3)取步骤(2)制备各菌株的孢子液1.5mL接入50mL产酶培养基中(接种量为3%的体积分数),于30℃、180r/min振荡条件下产酶培养72h后,全部发酵液用布氏漏斗抽滤,收集的滤液即为粗酶液。

(4)8只50-mL离心管中分别加入0.5g艾叶粉,加入步骤(3)制备的各菌株粗酶液4mL[即料酶比为1:8(g:mL)],搅拌均匀后于30℃水浴中酶解6h,得艾叶酶解物。

(5)步骤(4)经各个菌株粗酶液酶解的全部艾叶酶解物中,分别加入1mL去离子水和5mL的无水乙醇[体系料液比1:20(g:mL),乙醇体积分数50%]。摇匀后于水温80℃、功率150W的超声清洗机中提取30min,趁热布氏漏斗抽滤,收集滤液,分光光度法测定其中的总黄酮含量。

从步骤(4)开始,用4mL未接种微生物的产酶培养基代替粗酶液做未酶解的对照;用4mL活力为2000U/mL纤维素酶磷酸盐缓冲液(pH 6.0,0.2mol/L)代替粗酶液做纤维素酶酶解对照。经不同菌株粗酶液酶解的艾叶及对照的总黄酮提取得率见表1。

表1经不同菌株粗酶液酶解的艾叶及对照的总黄酮提取得率

由表1数据可以看出,艾叶经AY2菌株发酵制备的粗酶液酶解后,总黄酮提取得率为7.75%,较未经酶解的对照7.13%相比,总黄酮提取得率提高了8.70%。用纤维素酶酶解的艾叶,也能提高总黄酮提取得率(7.46%),较未酶解的对照提高了4.63%,但远不如AY2菌株发酵制备的粗酶液。艾叶经过有些微生物菌株的粗酶液酶解后,总黄酮提取得率并未提高,甚至显著降低,如AY6菌株,说明用于酶解艾叶以提高总黄酮提取得率的微生物菌株有选择性,不仅要求能产酶水解艾叶细胞壁成分,还要求不能产酶降解黄酮。本发明选定AY2菌株作为提高艾叶总黄酮提取得率的产酶菌种。

所述的PDA平板培养基是成品马铃薯葡萄糖琼脂培养基,购自青岛海博生物技术有限公司,用自来水按46g/L的浓度配制,pH自然,经高压蒸汽121℃灭菌20min,凝固前倒入直径9cm无菌培养皿,每皿15–20mL。

所述的产酶培养基终浓度组成和配制方法为:小麦麸皮50g/L,蛋白胨10g/L,NaNO

所述的总黄酮含量采用分光光度法测定,具体方法为:总黄酮提取液用体积分数60%的乙醇水溶液(以下简称“60%的乙醇”)做适当倍数稀释,使待测样品中总黄酮的浓度在标准曲线测定范围内;固体总黄酮提取物用60%的乙醇溶解,并做适当倍数稀释为待测样品。吸取待测样品溶液1mL于25-mL比色管中,加入1mL质量浓度5%亚硝酸钠(NaNO

芦丁标准曲线的绘制:用60%的乙醇配制浓度为0.25g/L的芦丁标准品溶液。分别取芦丁标准品溶液2、3、4、5、6、7mL于25-mL比色管中,加入1mL质量浓度5%亚硝酸钠(NaNO

所述的从艾叶中提取总黄酮的得率按公式(1)计算:

实施例2:发酵菌株AY2的诱变选育

对菌株AY2进行诱变育种,筛选发酵性能优良的菌株,具体方法为:

(1)孢子液的制备:菌株AY2经PDA平板培养基28℃活化培养64h后,加5mL无菌生理盐水,用接种环搅动使孢子悬浮。移取1mL孢子液到装有50mL无菌生理盐水的三角烧瓶中(加有20–30粒玻璃珠),室温振荡15min。孢子液经过滤除去菌丝(三角漏斗底部塞一小团蓬松的脱脂棉),在显微镜下用血球计数板对孢子液中的孢子计数,用无菌生理盐水做适当倍数稀释,调整孢子数量为1.32×10

(2)诱变:在红光照明下,分别取1.5mL上述孢子液和一枚无菌回形针于6只直径6cm的培养皿中,培养皿分别于磁力搅拌器上,在预热30min的15W紫外灯距离30cm处,分别照射1、2、3、4、5、6min。取0.5mL上述照射处理后的孢子液,作适当倍数稀释后,分别移取0.1mL涂布PDA平板培养基。以同样操作,做未经紫外线照射的孢子液稀释涂平板作为对照,以计算致死率。接种后的PDA平板用黑布包裹,倒置于28℃培养48h,对平板上的菌落进行计数,计算致死率。

(3)筛选:挑取致死率在90%以上PDA平板上的菌落转接新鲜PDA平板培养基上,获得40个菌株。各个菌株经28℃培养72h的新鲜平板培养物中,分别加入10mL无菌生理盐水,用接种环搅动使得孢子悬浮,得各菌株的孢子液。取各菌株的孢子液1.5mL,接入50mL产酶培养基中,于30℃、200r/min振荡培养72h后,发酵液用布氏漏斗抽滤,收集滤液(即为粗酶液),测定各菌株发酵滤液的纤维素酶活力。选择酶活较野生菌株提高幅度相对较高的10个菌株,按实施例1方法,用这10个菌株发酵的粗酶液酶解艾叶,乙醇超声提取总黄酮,突变菌株粗酶液酶解的艾叶和对照的总黄酮提取得率见表2。

表2突变菌株粗酶液酶解的艾叶和对照的总黄酮提取得率

从表2数据可以看出,在复筛的10个菌株中,编号为AY2-19的菌株,发酵产纤维素酶的活力为35.4U/mL,较野生菌株AY2的26.7U/mL提高了32.6%,用该菌株发酵制备的粗酶液酶解艾叶后,总黄酮提取得率8.78%,较野生菌株AY2的7.75%提高了13.3%,较未经酶解的对照7.13%提高了23.1%。所以,本发明选定AY2-19菌株作为提高艾叶总黄酮提取得率的产酶菌株。

所述的产酶培养基终浓度组成和配制方法同实施例1。

所述的纤维素酶活力测定:10-mL刻度试管中分别加入1.5mL的10g/L羧甲基纤维素钠溶液(pH 6.0,0.2mol/L磷酸缓冲液配制)和0.5mL粗酶液,50℃水浴保温30min,然后加入3mL的DNS试剂,煮沸5min,流水冷却后加去离子水定容至10mL,摇匀;用100℃煮沸10min后失活的粗酶液做相同处理为参比,于分光光度计测定波长540nm处吸光度(A

纤维素酶活力按公式(2)计算。

公式(2)中,C:由标准曲线计算得到的葡萄糖浓度(μg/mL);V

葡萄糖标准曲线的绘制:7支10-mL刻度试管中,分别加入浓度为1mg/mL的标准葡萄糖水溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mL,然后各加入pH 6.0,0.2mol/L磷酸缓冲液2.0、1.8、1.6、1.4、1.2、1.0、0.8mL,再各加入DNS溶液3.0mL,混合液于沸水浴中煮沸5min,流水冷却后用去离子水定容至10mL,摇匀,于分光光度计测定A

DNS试剂的配制:6.3g的3,5-二硝基水杨酸、262mL浓度为2mol/L的NaOH水溶液加入到500mL含有182g酒石酸钠的热水溶液中,再加5g重蒸酚和5g亚硫酸钠,搅拌溶解,冷却后加去离子水定容至1L,贮于棕色瓶中,7d后使用。

实施例3:菌株AY2-19的分类鉴定

菌株AY2-19划线接种在马铃薯琼脂平板培养基上,28℃条件下培养,初期菌落呈白色絮状,3d后菌落颜色略有加深,菌丝层较厚,表面无孢子粉,背面无色素扩散。光学显微镜下可以观察到有大型分生孢子和小型分生孢子两种。大型分生孢子呈镰刀型或月牙形,3–5个隔膜,大小4–5×25–40μm;小型分生孢子较少,呈卵圆形或椭圆形,大小2.5–4×4.5–1μm。禾谷镰刀菌AY2-19划线接种在PDA平板培养基上28℃培养3d的菌落照片见图1。

测得菌株AY2-19的rDNA-ITS核苷酸序列为SEQ ID NO.1所示,该序列在NCBI(National Center for Biotechnology Information,https://www.ncbi.nlm.nih.gov)进行BLAST比对,与77个Sporidiobolus(锁掷酵母)和Sporobolomyces(掷孢酵母)菌株有大于99%的同源性,显然,菌株AY2-19不是一株酵母菌,其菌落和分生孢子形态符合镰刀菌的特征,它的rDNA-ITS与一株禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum,Accession No.ON705448)的rDNA-ITS序列有99.45%的同源性,所以可以确定菌株AY2-19的生物学分类位置为(参考Mycobank,http://www.mycobank.org):真菌界(Fungi),子囊菌门(Ascomycota),盘菌亚门(Pezizomycotina),粪壳菌纲(Sordariomycetes),肉座菌亚纲(Hypocreomycetidae),肉座菌目(Hypocreales),丛赤壳科(Nectriaceae),镰刀菌属(Fusarium),禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)。

所述菌株AY2-19的rDNA-ITS核苷酸序列为:

GTACATTTAACTTGGAACCCAAACTTCTCAATTCTAACTTTGTGCATCTGTATTAATGGCGAGCAACTTCGGTTGTGAGCCTTCACTTACAAAACACTAGTCTATGAATGTAAAATTTTTATAACAAATAAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGCTCTCGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATACGTAATGTGAATTGCAGAATTCAGTGAATCATCGAATCTTTGAACGCATCTTGCGCTCTCTGGTATTCCGGAGAGCATGTCTGTTTGAGTGTCATGAATTCTTCAACCCAATCTTTTCTTGTAATCGATTGGTGTTTGGATTCTGAGCGTTGCTGGCGTTTGCCTAGCTCGTTCGTAATACATTAGCATCCCTAATACAAGTTTGGATTGACTTGGCGTAATAGACTATTCGCTAAGGATTCGGTGGAAACATCGAGCCAACTTCATTAAGGAAGCTCCTAATTTAAAAGTCTACCTTTTGATTAGATCTCAAATCAGGCAGGATTACCCGCTGAACTTAAGCATATCAAAA。

综上,从艾叶粉微生物富集物中分离到菌株AY2,经紫外线诱变后,筛选获得了菌株AY2-19,即禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)AY2-19,该菌株保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号GDMCC No:63062,保藏日期2022年12月20日,地址:广东省广州市先烈中路100号大院59号楼5楼;邮编510070。

实施例4:利用禾谷镰刀菌AY2-19酶解辅助提取艾叶总黄酮的应用

利用禾谷镰刀菌AY2-19酶解辅助提取艾叶中的总黄酮,可以按以下步骤操作:

(1)冻干管保存的禾谷镰刀菌AY2-19孢子粉,接种于新鲜PDA平板培养基,于28℃培养72h,加10mL无菌生理盐水于平板培养物中,用接种环搅动使孢子悬浮,得禾谷镰刀菌AY2-19的孢子液。所述的PDA平板培养基成分和配制方法同实施例1。

(2)用步骤(1)制备的孢子液3mL接种100mL产酶培养基(接种量为3%的体积分数),于30℃、180r/min振荡条件下培养72h,得干菌体浓度为3.75g/L的发酵液。全部发酵液用布氏漏斗抽滤,收集的滤液即为粗酶液,滤液的纤维素酶活力为34.7U/mL。所述的产酶培养基终浓度组成同实施例1,250-mL三角烧瓶装100mL产酶培养基,8层纱布扎口,高压蒸汽121℃灭菌20min。

(3)5g艾叶粉于250-mL三角烧瓶中,加入步骤(2)制备的粗酶液40mL[即料酶比为1:8(g:mL)],搅拌均匀后于30℃水浴中酶解6h,得艾叶酶解物。

(4)步骤(3)全部艾叶酶解物中,加入10mL去离子水和50mL无水乙醇[体系料液比1:20(g:mL),乙醇体积分数50%]。摇匀后于水温80℃、功率150W的超声清洗机中提取30min。超声醇提结束后,趁热布氏漏斗抽滤,得总黄酮提取液。

(5)步骤(4)制备的总黄酮提取液于45℃、–0.1MPa减压蒸馏至无液体流出,加10mL无水乙醇(按原料艾叶粉质量计的2mL/g),充分振荡后转入离心管中,于8000r/min离心5min,上清液转入一洁净培养皿中,50℃、–0.1MPa真空干燥,得总黄酮提取物。

按上述步骤,得总黄酮提取物1.39g,总黄酮含量为31.7%,即得到总黄酮0.441g,提取得率为8.82%。

对比例1:未经酶解的艾叶总黄酮提取(与实施例4对比)

(1)5g艾叶粉于250-mL三角烧瓶中,加入50%体积分数的乙醇100mL[体系料液比1:20(g:mL)]。摇匀后于水温80℃、功率150W的超声清洗机中提取30min。超声醇提结束后,趁热布氏漏斗抽滤,得总黄酮提取液。

(2)步骤(1)制备的总黄酮提取液于45℃、–0.1MPa减压蒸馏至无液体流出,加10mL无水乙醇(按原料艾叶粉质量计的2mL/g),充分振荡后转入离心管中,于8000r/min离心5min,上清液转入一洁净培养皿中,50℃、–0.1MPa真空干燥,得总黄酮提取物。

按上述步骤,得总黄酮提取物1.21g,总黄酮含量为29.6%,即得到总黄酮0.358g,提取得率为7.16%。

比较实施例4和对比例1的结果可以看出:在提取艾叶总黄酮前,增加了禾谷镰刀菌AY2-19发酵制备的粗酶液酶解,总黄酮提取得率由7.16%提高到8.82%,提高了23.2%。

实施例5:利用禾谷镰刀菌AY2-19酶解辅助提取艾叶总黄酮的应用

利用禾谷镰刀菌AY2-19酶解提取艾叶中的总黄酮,可以按以下步骤操作:

(1)4℃保存的禾谷镰刀菌AY2-19 PDA菌落孢子,接种于新鲜PDA平板培养基,于28℃培养68h,加10mL无菌生理盐水于平板培养物中,用接种环搅动使孢子悬浮,得禾谷镰刀菌AY2-19的孢子液。所述的PDA平板培养基成分和配制方法同实施例1。

(2)用步骤(1)制备的孢子液4mL接种100mL产酶培养基(接种量为4%的体积分数),于30℃、200r/min振荡条件下培养68h,得干菌体浓度为3.84g/L的发酵液。全部发酵液用布氏漏斗抽滤,收集的滤液即为粗酶液,滤液的纤维素酶活力为35.8U/mL。所述的产酶培养基终浓度组成和配制方法同实施例4。

(3)10g艾叶粉于250-mL三角烧瓶中,加入步骤(2)制备的粗酶液60mL[即料酶比为1:6(g:mL)],搅拌均匀后于28℃水浴中酶解5h,得艾叶酶解物。

(4)步骤(3)全部艾叶酶解物中,加入去离子水40mL和150mL无水乙醇[体系料液比1:25(g:mL),乙醇体积分数60%]。摇匀后于水温85℃、功率150W的超声清洗机中提取40min。超声醇提结束后,趁热布氏漏斗抽滤,得总黄酮提取液。

(5)步骤(4)制备的总黄酮提取液于45℃、–0.1MPa减压蒸馏至无液体流出,加15mL无水乙醇(按原料艾叶粉质量计的1.5mL/g),充分振荡后转入离心管中,于8000r/min离心8min,上清液转入一洁净培养皿中,50℃、–0.1MPa真空干燥,得总黄酮提取物。

按上述步骤,得总黄酮提取物2.67g,总黄酮含量为33.5%,即得到总黄酮0.894g,提取得率为8.94%。

对比例2:未经酶解的艾叶总黄酮提取(与实施例5对比)

(1)10g艾叶粉于500-mL三角烧瓶中,加入60%的乙醇250mL[体系料液比1:25(g:mL)]。摇匀后于水温85℃、功率150W的超声清洗机中提取40min。超声醇提结束后,趁热布氏漏斗抽滤,得总黄酮提取液。

(2)步骤(1)制备的总黄酮提取液于45℃、–0.1MPa减压蒸馏至无液体流出,加15mL无水乙醇(按原料艾叶粉质量计的1.5mL/g),充分振荡后转入离心管中,于8000r/min离心8min,上清液转入一洁净培养皿中,50℃、–0.1MPa真空干燥,得总黄酮提取物。

按上述步骤,得总黄酮提取物2.35g,总黄酮含量为30.4%,即得到总黄酮0.714g,提取得率为7.14%。

比较实施例5和对比例2的结果可以看出:在提取艾叶总黄酮前,增加了禾谷镰刀菌AY2-19发酵制备的粗酶液酶解,总黄酮提取得率由7.14%提高到8.94%,提高了25.2%。

实施例6:利用禾谷镰刀菌AY2-19酶解辅助提取艾叶总黄酮的应用

利用禾谷镰刀菌AY2-19酶解提取艾叶中的总黄酮,可以按以下步骤操作:

(1)4℃保存的禾谷镰刀菌AY2-19 PDA菌落孢子,接种于新鲜PDA平板培养基,于28℃培养64h,加10mL无菌生理盐水于平板培养物中,用接种环搅动使孢子悬浮,得禾谷镰刀菌AY2-19的孢子液。所述的PDA平板培养基成分和配制方法同实施例1。

(2)用步骤(1)制备的孢子液5mL接种100mL产酶培养基(接种量为5%的体积分数),于30℃、200r/min振荡条件下培养64h,得干菌体浓度为3.67g/L的发酵液。全部发酵液用布氏漏斗抽滤,收集的滤液即为粗酶液,滤液的纤维素酶活力为34.2U/mL。所述的产酶培养基终浓度组成和配制方法同实施例4。

(3)20g艾叶粉于500-mL三角烧瓶中,加入步骤(2)制备的粗酶液80mL[即料酶比为1:4(g:mL)],搅拌均匀后于26℃水浴中酶解4h,得艾叶酶解物。

(4)步骤(3)全部艾叶酶解物中,加入120mL去离子水和300mL无水乙醇[体系料液比1:25(g:mL)乙醇体积分数60%,]。摇匀后于水温85℃、功率150W的超声清洗机中提取45min。超声醇提结束后,趁热布氏漏斗抽滤,得总黄酮提取液。

(5)步骤(4)制备的总黄酮提取液于45℃、–0.1MPa减压蒸馏至无液体流出,加20mL无水乙醇(按原料艾叶粉质量计的1mL/g),充分振荡后转入离心管中,于8000r/min离心10min,上清液转入一洁净培养皿中,50℃、–0.1MPa真空干燥,得总黄酮提取物。

按上述步骤,得总黄酮提取物5.42g,总黄酮含量为32.7%,即得到总黄酮1.77g,提取得率为8.85%。

对比例3:未经酶解的艾叶总黄酮提取(与实施例6对比)

(1)20g艾叶粉于500-mL三角烧瓶中,加入60%的乙醇500mL[体系料液比1:25(g:mL)]。摇匀后于水温85℃、功率150W的超声清洗机中提取45min。超声醇提结束后,趁热布氏漏斗抽滤,得总黄酮提取液。

(2)步骤(1)制备的总黄酮提取液于45℃、–0.1MPa减压蒸馏至无液体流出,加20mL无水乙醇(按原料艾叶粉质量计的1mL/g),充分振荡后转入离心管中,于8000r/min离心10min,上清液转入一洁净培养皿中,50℃、–0.1MPa真空干燥,得总黄酮提取物。

按上述步骤,得总黄酮提取物4.67g,总黄酮含量为30.8%,即得到总黄酮1.44g,提取得率为7.20%。

比较实施例6和对比例3的结果可以看出:在提取艾叶总黄酮前,增加了禾谷镰刀菌AY2-19发酵制备的粗酶液酶解,总黄酮提取得率由7.20%提高到8.85%,提高了22.9%。

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