[发明专利]利用空气压力脉动的灵芝-药渣双向固体发酵方法及应用

说明书

本发明涉及利用空气压力脉动的灵芝‑药渣双向固体发酵方法及应用，将压力脉动固态发酵应用至灵芝‑药渣双向固体发酵。相对于现有灵芝菌固态发酵技术，本发明发酵环境均一，供氧充足，热量和CO₂排出迅速；灵芝菌生长迅速、旺盛，原料利用率高，活性物质产量高；能耗低，不易染菌。本发明的发酵技术工艺过程和条件控制简单，易于大批量工厂化生产，既能使中药渣变废为宝，减少抗生素在养殖业中的应用，又能解决中药渣污染环境问题，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及利用空气压力脉动的灵芝-药渣双向固体发酵方法及应用，属于微生物发酵技术领域。

背景技术

灵芝菌是一种营养和保健价值极高的大型担子菌，具有提高机体免疫力、抗氧化、提高巨噬细胞吞噬能力和抗肿瘤等多种功效，早已被收入中国药典，用于保健食品开发。灵芝多糖和灵芝三萜是灵芝中最主要的活性物质。黄芪是豆科植物蒙古黄芪、膜荚黄芪或多序岩黄芪的干燥根，具有益气补虚、排毒生肌等功效，市场需求量巨大，全国每年产生的黄芪药渣多达4-6万吨。许多研究表明，黄芪药渣中仍含有多种活性物质，例如黄芪甲苷和黄芪多糖在醇提药材中的提取率只占黄芪药材的72.1％和52.6％。丹参为唇形科植物丹参的干燥根和根茎，具有活血化瘀、凉血消痈等功效，丹参酮是丹参中的主要活性物质，目前乙醇提取效率低于10％，因此，丹参药渣中仍含有大量残余的活性成分。目前，我国中药渣大多被丢弃，这不仅造成了资源浪费，还产生了严重的环境污染。

双向发酵技术是将药用真菌(灵芝等)作为发酵菌种和药物基质(具有一定活性成分的中药材或药渣)构成发酵组合，一方面通过真菌生长代谢改变基质的药性成分，另一方面药物基质中的某些物质也会对真菌的生长和代谢产生影响，具有双向性，从而对原药材/药渣起到增效、扩用和减毒的效果。双向发酵是目前药渣资源化利用最有希望的途径。

固体发酵是微生物发酵的常用方法，与液体发酵相比，具有节水、节能，发酵过程少有废料产生，对环境污染小等优势，丝状真菌如灵芝菌等尤其适合于固体发酵。目前灵芝菌的固体发酵基本采用浅盘式、圆柱式、搅拌式和滚筒式等方法。然而，静态培养存在热量、氧气传递困难，造成基质内部温度、湿度和菌体生长严重不均，原料利用率低，而采用搅拌方式，则造成能耗过大，破坏菌丝体，影响菌体生长代谢。压力脉动固态发酵是以气体为动态、固体培养基为静态，通过气相的压力波动调控微生物固态发酵的一种技术，其主要优势包括，周期性的压力波动既能给颗粒内部的菌丝提供充分的氧气，又能将存在于颗粒内部的代谢热和二氧化盐等及时排出，达到菌体周围小尺度上的环境均匀性，另外，压力波动可使固态基质保持疏松，为菌丝体的大量繁殖扩充了空间，发酵层内外菌丝体生长旺盛，原料利用率高，而且发酵基质干燥后呈蜂窝状，极易粉碎。迄今，压力脉动作为一种加强固态发酵传质、传热的有效手段，已应用于苏云金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、白僵菌、铜绿假单胞菌、青霉菌、黑曲霉菌和木霉菌等微生物的固态发酵，然而在灵芝菌固态发酵中还未见报道。

发明内容

本发明的第一目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用空气压力脉动固体发酵生产灵芝-药渣双向发酵菌质的方法，以促进灵芝菌生长，提高主要活性物质多糖和三萜产量。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用空气压力脉动固体发酵生产灵芝-药渣双向发酵菌质的方法，包括以下步骤：

1)种子液的制备：将灵芝真菌斜面菌种接种于已灭菌冷却的液体种子培养基中，在25～30℃培养4～8d，即得灵芝真菌种子液；根据接种的需要，该种子液可通过发酵罐扩大培养为二级种子液或三级种子液；

2)固体发酵培养基的制备：将固体基料与营养液按照1：1～1：3的质量比搅拌均匀，投入压力脉动固体发酵罐中，在121℃～125℃的条件下灭菌处理30～60min，即得固体发酵培养基；