植物提取是目前天然产物的主要生产方式。但是传统生产模式有较多缺点。
1.原料含量低且地域价格差异大。
2.植物生长周期长,受市场自然因素影响波动大。
3.类似物复杂导致产品纯化难,产生废弃物,污染大。
4.野生植物资源造成严重破坏,已经难以长期供给。
5.根据国家最新出台的濒危物种目录,很多原料属于稀缺资源并且存在法律风险。
化学合成方面,由于大部分天然产物结构复杂,具有较多的手性中心,合成过程中容易形成无活性甚至有毒的、难以分离的旋光异构体;而且合成过程步骤繁琐,转化率低,能耗高,所用有机溶剂易造成污染,难以满足工业化需求。
生物发酵法是定向有效成分生产主流路径之一,符合绿色、健康、高效、低成本的趋势,具备更富空间的想象。
一. 菌种制作工艺流程
①试管(一级)种:组织分离 → 筛选 → 提纯活化 → 扩大
②三角瓶(二级)种:配料 → 灭菌 → 接种 → 摇床培养
③发酵罐(三级)种:制备基质 → 灭菌 → 接种 → 气旋式培养
二. 菌种制作工艺流程菌丝液体发酵工艺流程
配方筛选 ⇒ 原料处理 ⇒ 液体定容 ⇒ 原料入罐 ⇒ 高压火菌 ⇒ 焖置 ⇒ 过滤器冷却 ⇒ 液体冷却 ⇒ 无菌接种 ⇒ 恒温培养 ⇒
菌丝成熟 ⇒ 杂菌检测 ⇒ 导出菌液
通过发酵生产天然产物具有生产周期短、不受时节和原料供应的限制、发酵产物比较单一、易于分离纯化等优点,容易实现大规模工业化生产。
在此背景下,我们通过上百种菌菇筛选,数百次试验,完善了通过生物发酵工艺来萃取“麦角硫因”实现产量化,无污染,高纯度,高性价比的优势。
麦角硫因(ergothioneine,ERT)学名为 2-巯基-组氨酸-三甲基内盐,摩尔质量为229.3,是一种无色无味的天然氨基酸。1909年,Tanret C首次从麦角(寄生在禾本科植物黑麦上的一种真菌所成的菌核)中分离得到麦角硫因。麦角硫因主要存在于一些细菌和真菌中,不能由动物机体自身合成。人 体自身也不能合成麦角硫因。
(1)步骤少,耗时短,操作简便,得率高,产品的纯度高,并且可以根据不同的应用需要,制备多种纯度的麦角硫因产品。
(2)菌丝体内麦角硫因的浸提工艺仅以水为浸提溶剂,替代了低沸点的有机萃取溶液,在浸提过程中不添加任何无机化学品和石油化工类试剂;(全程只用到水和乙醇-粮食来源)
(3)超滤工艺没有相变,操作简单,能耗低, 成本低,不添加化学试,无污染。
麦角硫因是通过使用专有生物技术将制造的。蕈菌菌丝体深层发酵结束后,菌丝体发酵液经固液分离,收集菌丝体,搅拌浸提 麦角硫因从菌丝体的细胞内被浸提到细胞外的水溶液中。固液分离,分别收集菌丝体和麦角硫因水溶液,菌丝体可以按上述方法重复浸提,对于多次浸提的,合并浸提后的麦角硫因水溶液。
麦角硫因(L-Ergothioneine,EGT)是一种稀有的天然手性氨基酸,是生物体内重要的生理活性物质,被认定是一种特有的、多功能的细胞生理保护剂,因此麦角硫因在食品、化妆品及生物医药等行业具有广阔的应用前景。