中国报告大厅网讯,在当下的虫草行业研究领域,对虫草中有效成分的探索持续深入,其中虫草多糖和虫草素的研究已较为成熟,相关产品在食品、药品等领域应用广泛。然而,对于虫草多肽的开发却相对较少。虫草含有约26%的蛋白质,这一丰富的蛋白质资源具有极大的开发潜力。目前,多肽的制备方法多样,化学法因对蛋白质和氨基酸破坏性大,不适合食品源多肽制备;酶解法虽反应条件温和,但酶制剂价格高且易使多肽产生苦味。相比之下,微生物发酵法凭借生产成本低、制得的肽分子量小、生物活性好且能去除苦味等优势,成为近年来的研究热点。
《2025-2030年中国虫草行业市场深度研究与战略咨询分析报告》指出,为筛选出适合发酵制备虫草多肽的菌种,研究选取了枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉和米曲霉四种菌株进行对比试验。在相同的发酵培养基条件下,不同菌株的发酵表现存在明显差异。从多肽得率来看,枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌在发酵第 24 小时达到最大值,且远高于黑曲霉和米曲霉,其中枯草芽孢杆菌的多肽得率最大值达 60%,高于地衣芽孢杆菌;黑曲霉和米曲霉分别在发酵第 48 小时、60 小时达到最大值,最大值分别为 44% 和更低水平。从羟自由基清除率来看,四种菌株发酵制备的多肽液均具备一定的羟自由基清除能力,且随多肽液质量浓度增加而增加,其中枯草芽孢杆菌发酵制备的多肽的羟自由基清除率最高,当质量浓度为 1mg/mL 时,清除率为 37.8%,显著优于其他三种菌株。综合多肽得率和抗氧化活性,枯草芽孢杆菌被确定为最适菌种。
在确定枯草芽孢杆菌为最适菌种后,对其发酵制备虫草多肽的工艺条件进行了优化。单因素试验分别考察了接种量、发酵温度、初始 pH、虫草蛋白添加量和发酵时间对多肽得率的影响。结果显示,接种量为 4% 时,多肽得率达 50.16%;发酵温度为 36℃时,多肽得率达 49.59%;初始 pH 为 7.0 时,多肽得率达 55.6%;虫草蛋白添加量为 5% 时,多肽得率达 52.7%;发酵时间为 24 小时时,多肽得率最高。在单因素试验基础上,选取接种量、发酵时间、发酵温度和虫草蛋白添加量进行四因素三水平正交试验,得出各因素对多肽得率影响的主次顺序为虫草蛋白添加量>发酵温度>接种量>发酵时间,最佳组合条件为接种量 4%、发酵时间 24 小时、发酵温度 36℃、虫草蛋白添加量 3%。经验证实验,该条件下多肽得率为 67.95%。
采用超滤方法对最佳工艺条件下得到的虫草多肽液进行分离纯化,使用 3000、5000、10000 超滤管离心分离,得到相对分子质量<3000 的组分 Ⅰ、3000 - 5000 的组分 Ⅱ 和 5000 - 10000 的组分 Ⅲ。通过测定各组分的 DPPH 自由基清除率、羟自由基清除率及铁离子还原力来评价其抗氧化活性。结果显示,各超滤组分的抗氧化性顺序为组分 Ⅰ>组分 Ⅱ>组分 Ⅲ。当质量浓度为 1mg/mL 时,组分 Ⅰ 的 DPPH 自由基清除率为 75.01%、羟自由基清除率为 43.09%、铁离子还原力为 0.48,相较超滤分离前的虫草多肽原液分别提高了 65.5%、25.0%、37.1%,表明相对分子质量<3000 的虫草多肽组分抗氧化活性最好。
综上所述,通过对四种菌株的筛选,确定枯草芽孢杆菌是发酵制备虫草多肽的最优菌种。经工艺优化,在虫草行业蛋白添加量 3%、发酵温度 36℃、接种量4%、发酵时间24 小时的条件下,虫草多肽得率可达 67.95%。超滤分离后,相对分子质量<3000 的虫草多肽组分抗氧化活性最优。这一研究成果为虫草多肽类活性物质的开发利用提供了有力依据,证明采用枯草芽孢杆菌发酵制备虫草抗氧化肽的工艺是可行的,具有良好的应用前景。