一种提升积雪草酸水溶性的生物转化方法及该方法制得的发酵混合产物技术

本申请涉及微生物发酵提取技术领域，具体公开了一种提升积雪草酸水溶性的生物转化方法及该转化方法制得的发酵混合产物，包括以下步骤：S1:将积雪草液进行预处理，得到处理后的积雪草液；S2:制备嗜热栖热菌的种子液；S3:将透明质酸和步骤S1中的处理后的积雪草加入到发酵培养基中，接着将步骤S2中的嗜热栖热菌的种子液接种到发酵培养基中，然后在设定的温度下进行发酵提取，得到初级发酵产物；S4:将步骤S3中的初级发酵产物进一步进行后处理除杂，得到混合发酵产物。本申请采用积雪草和透明质酸共同作为发酵底物，通过嗜热栖热菌的发酵作用，促进了积雪草酸的溶出，同时改善了积雪草酸的水溶性，提高了积雪草酸的生物利用率。提高了积雪草酸的生物利用率。提高了积雪草酸的生物利用率。

A biotransformation method for improving the water solubility of asiatic acid and the fermentation mixture prepared by the method

【技术实现步骤摘要】
一种提升积雪草酸水溶性的生物转化方法及该方法制得的发酵混合产物


[0001]本申请涉及微生物发酵
，具体涉及一种提升积雪草酸水溶性的生物转化方法及该转化方法制得的发酵混合产物。

技术介绍

[0002]积雪草，属于伞形科积雪草属植物，它作为传统药物，在治疗皮肤炎症和促进创面愈合方面已有千年历史。在积雪草提取物中，主要组分包括有积雪草苷(Asiaticoside)、羟基积雪草苷(Madecassoside)、积雪草酸(Asiatic acid)和羟基积雪草酸(Madecassic acid)等五环三萜烯类有机物，其结构式如图1所示，这类五环三萜烯有机物具有修护、抗炎等优异功效。在这些物质中，积雪草苷、羟基积雪草苷和羟基积雪草酸因携带大量羟基(
‑
OH)等亲水基团，使得其水溶解性较为突出，在化妆品领域和医药领域中应用范围较广；但是，积雪草酸(Asiatic acid)亲水基团较少，水溶性不佳，因而其很难到达生物膜的表面，所以皮肤对积雪草酸的吸收性差，从而导致使用效果不佳，生物利用度低，使得积雪草酸在化妆品领域和医药领域应用中，受到了限制。
[0003]为了改善积雪草酸的水溶性，往往需要对其进行改性。在积雪草酸的C28羧基位上(如图2所示)具有一个活性较大的羧基，其可与有机碱(如钠、钾等)、环糊精、氨基酸、稀土金属(如铈、铋等)形成配合物；因而该处是最常见的改性位点。在公开号为CN101337984A的专利中，就是利用积雪草酸的C28的活性位点，制备了一系列的积雪草酸的氨基酸类衍生物，从而提高积雪草酸对肌糖原磷酸化酶的抑制活性。在提高积雪草酸亲水性的问题上，目前的研究已有公开号为CN103059166 A的专利，其是利用积雪草酸与环糊精进行共混改性，使积雪草酸的晶形发生改变，从而使其水溶性增大；根据环糊精对有机活性分子的改性方法上来看，主要是因为积雪草酸的脂溶性基团插入了环糊精的空腔结构中，使得其晶型结构发生改变，并与环糊精形成包合物，而环糊精的亲水性是比较强的，因而积雪草酸的水溶性得到了很大的改善。但是目前针对改善积雪草酸的水溶性的方法相对较少，因而进一步拓展新的改性方法是很有必要的。
[0004]目前，提取植物提取物常用的方法，有溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、超声波提取法、超临界萃取法和酶解法等技术。其中，溶剂法，包括浸渍法、回流提取法等，但存在提取效率低、资源浪费等缺点；水蒸气蒸馏法，适用于挥发性，且难溶或不溶于水的成分的提取，但也有提取不完全、产率低的弊端；超声提取法，可以利用超声波空化作用，加速植物有效成分的浸出。不过它对于容器要求较高、噪声大，且存在设备放大等问题；酶解法，可以降解细胞壁，利于植物内容物溶出，提取率高，但温度过高时易导致酶失活；超临界萃取法，是以超临界流体代替常规有机溶剂进行萃取和分离，常用于挥发性成分、脂溶性物质及高热敏性物质；但存在高压设备，运行成本高等缺点。微生物发酵提取是近年来一种的新兴的提取工艺，具有提取效率高，提取的产物纯度高的优势，但是针对不同的待提取物质需要筛选不同的微生物。关于积雪草的活性物质微生物发酵提取也是已有研究的，在公开号为
CN113025680A的专利中，采用了多菌组合物提取积雪草中的羟基积雪草苷的，其结果显示其提取效率得到明显的提高。但是由于积雪草酸的水溶性较低，采用上述发酵提取方法，其效果并不理想，因而开发一种针对积雪草酸的发酵提取工艺也是十分紧迫的。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本申请提供了一种提升积雪草酸水溶性的生物转化方法及该方法制得的发酵混合产物，该方法中将积雪草和透明质酸共同作为发酵底物，采用嗜热栖热菌对发酵底物进行高温发酵提取，使积雪草中的积雪草酸与透明质酸发生反应，不仅可以提高积雪草酸的水溶性，而且可以提高积雪草酸的提取率。
[0006]第一个方面，本申请提供了一种提升积雪草酸水溶性的生物转化方法，包括以下步骤：S1:将积雪草叶进行预处理，得到处理后的积雪草叶；S2:制备嗜热栖热菌的种子液；S3:将透明质酸和步骤S1中的处理后的积雪草加入到发酵培养基中，接着将步骤S2中的嗜热栖热菌的种子液接种到发酵培养基中，然后在设定的温度下进行发酵提取，得到初级发酵产物；S4:将步骤S3中的初级发酵产物进一步进行后处理除杂，得到混合发酵产物。
[0007]积雪草酸作为积雪草的主要组分之一，具有可对抗UVA照射引起的ROS的增多、脂质过氧化，并可明显地抑制UVA引起的MMP
‑
2和p53的表达，从而减少胶原蛋自的分解、角化细胞的凋亡，保护皮肤对抗紫外线的损伤，而且还可以显著促进成纤维细胞中I型胶原蛋白的合成，比较对鼠伤口愈合作用时，发现积雪草酸是最有效的促进伤口愈合的成分之一；但是由于积雪草酸的水溶性差的原因，其生物利用度低且微生物发酵提取效率低。
[0008]通过采用上述的技术方案，利用透明质酸和积雪草进行共同发酵，透明质酸的N
‑
乙酰葡糖胺结构中，远离中心C原子的羟基，分子作用力较弱，结合不稳定易断开；而积雪草酸C28羧基位上，化学能大，较为活泼；在嗜热栖热菌的发酵作用下，积雪草酸和透明质酸的部分化学官能团趋于活泼，使得积雪草酸C28位羧基与透明质酸钠中的羟基基团，发生生物修饰作用，由于透明质酸的强亲水性，很大程度改善积雪草酸理化性质，增强其水溶性；更进一步而言，因为积雪草酸与透明质酸的修饰作用，可以促进积雪草酸的溶出，因而提高积雪草酸的提取率。
[0009]步骤S1中，预处理为粉碎和过筛处理，筛孔的尺寸为10
‑
100目。
[0010]通过采用上述的技术方案，将积雪草进行粉碎处理，增大积雪草与发酵液和发酵均的接触，更有利于提取积雪草的活性物质。
[0011]步骤S2中，嗜热栖热菌的购买的菌种保存号为CICC 10647的菌种。
[0012]通过采用上述技术方案，利用嗜热栖热菌作为发酵提取的微生物，可以提高积雪草酸的有效成分提取效率，而且其代谢过程中会产生一些活性物质，可以使积雪草酸和透明质酸中一些不稳定基团的化学键发生活化，从而促使两者发生作用，增大积雪草酸的水溶性，提高积雪草酸的提取率。更进一步而言，嗜热栖热菌在发酵过程中，会产生热稳定性的超氧化物歧化酶(SOD)和B族维生素；超氧化物歧化酶可以将O
2－
氧化成H2O2，避免生物体被氧化损伤，起到皮肤抵抗自由基侵害，延缓衰老的功效。B族维生素可以减轻皮肤炎症反
应，抵抗日光的损害，促进细胞再生，B族维生素还是很多酶和辅助酶分子结构的一部分，可促进氨基酸的代谢以保持皮肤健康；这些物质的存在可以进一步提高混合发酵产物的生物活性，提高其使用效果。
[0013]步骤S2中，制备嗜热栖热菌的种子液的具体步骤为：将嗜热栖热菌接种于种子培养基中摇床培养，得到嗜热栖热菌的种子液；其中：种子培养基的组成为：酵母粉2
‑
10g/L，聚蛋白胨2
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20g/L，NaCl 1
‑
5g/L，p本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升积雪草酸水溶性的生物转化方法，包括以下步骤：S1:将积雪草叶进行预处理，得到处理后的积雪草叶；S2:制备嗜热栖热菌的种子液；S3:将透明质酸和步骤S1中的处理后的积雪草加入到发酵培养基中，接着将步骤S2中的嗜热栖热菌的种子液接种到发酵培养基中，然后在设定的温度下进行发酵提取，得到初级发酵产物；S4:将步骤S3中的初级发酵产物进一步进行后处理除杂，得到混合发酵产物。2.根据权利要求1所述的提升积雪草酸水溶性的生物转化方法，其特征在于，所述步骤S1中，预处理为粉碎和过筛处理，筛孔的尺寸为10
‑
100目。3.根据权利要求1所述的提升积雪草酸水溶性的生物转化方法，其特征在于，所述步骤S2中，嗜热栖热菌是购买的菌种保存号为CICC 10647的菌种。4.根据权利要求3所述的提升积雪草酸水溶性的生物转化方法，其特征在于，所述步骤S2中，制备嗜热栖热菌的种子液的具体步骤为：将嗜热栖热菌接种于种子培养基中摇床培养，得到嗜热栖热菌的种子液；其中：种子培养基的组成为：酵母粉 2
‑
10g/L，聚蛋白胨 2
‑
20g/L，NaCl 1
‑
5g/L，pH 7.0
‑
7.2；摇床的转速为100
‑
150rpm，摇床培养温度为45
‑
85℃，摇床培养时间为12
‑
30h。5.根据权利要求1所述的提升积雪草酸水溶性的生物转化方法，其特征在于，所述步骤S3中，预处理后的积雪草叶在发酵培养基中的浓度为500
‑
800g/L，透明质酸在发酵培养基中的浓度为1
‑
10g/L；嗜热栖...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁阳辉，颜贵卉，张明洲，吴雪昌，王旻子，姚雨辰，魏建良，
申请(专利权)人：杭州优玛达生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：