一種降血糖螺旋藻的培養(yǎng)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種針對(duì)高血糖的降血糖螺旋藻的制備方法。本發(fā)明在溫度25℃、pH8～10、光照強(qiáng)度2500～3000lx、每天光照13～15h培養(yǎng)，采用改進(jìn)Zarrouk培養(yǎng)液，將螺旋藻放在三角培養(yǎng)瓶中搖床培養(yǎng)，接種密度為OD560=0.25～0.35，在適當(dāng)時(shí)間分別添加適量的ZnSO4、Na2SeO3、MnCl4·4H2O、（C6H11O7)3Cr。待OD560達(dá)到1.3時(shí)收集藻體，冷凍干燥，制得降血糖螺旋藻。降血糖螺旋藻對(duì)糖尿病小鼠有很好的降糖效果。當(dāng)灌胃量達(dá)到0.5g/kg時(shí)，小鼠血糖下降率達(dá)到40.55%。本發(fā)明方法培養(yǎng)條件易于控制，而且螺旋藻繁殖快，產(chǎn)量高，生長(zhǎng)周期短，成本低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種降血糖螺旋藻的培養(yǎng)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于保健食品、醫(yī)藥領(lǐng)域的一種能有效降低血糖的螺旋藻的培 養(yǎng)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在中國(guó)糖尿病已經(jīng)成為繼心血管疾病和癌癥之后第三大威脅人類(lèi)健康的疾 病，因此對(duì)于糖尿病的預(yù)防和治療已經(jīng)刻不容緩。市場(chǎng)針對(duì)糖尿病的保健食品，種類(lèi)繁多， 大多夸大其詞，效果甚微，并且營(yíng)養(yǎng)單一，保健效果并不理想。
[0003] 螺旋藻是至今為止發(fā)現(xiàn)的營(yíng)養(yǎng)最豐富、最全面的綠色食品，尤其蛋白質(zhì)含量較高， 氨基酸平衡，還含有豐富的必需脂肪酸（如r 一亞麻酸等），螺旋藻本身也具有一定的降血 糖的功效，但效果并不理想。
[0004] 鋅、硒、錳、鉻都是人體必需的微量元素，已經(jīng)被證明對(duì)血糖有很重要的調(diào)節(jié)作 用。事實(shí)證明，每日補(bǔ)充足夠得微量元素能有效預(yù)防和治療糖尿病。硒能夠清除體內(nèi)的自 由基，提高機(jī)體抗氧化和免疫能力，從而起到降低糖尿病并發(fā)癥的作用。鉻在體內(nèi)參與糖和 脂的代謝，錳的缺乏會(huì)導(dǎo)致胰腺發(fā)育不良，導(dǎo)致胰島素合成降低。鋅作為人體所需的重要元 素，可以提高人體的免疫力。在日常的飲食很難滿足人們對(duì)鋅、硒、錳、鉻的需求。通過(guò)利 用生物轉(zhuǎn)化途徑生產(chǎn)具有較高生物活性的有機(jī)的鋅、硒、錳、鉻可避免無(wú)機(jī)成分所帶來(lái)的毒 性，并可協(xié)同天然活性分子的功能。因此，利用生物體富集有機(jī)硒、鋅的研究受到廣泛關(guān) 注。而螺旋藻（Spirulina)易于大規(guī)模培養(yǎng)，作為鋅、硒、錳、鉻等微量元素的生物有機(jī)化的 載體，可以大大提高螺旋藻的生物活性和營(yíng)養(yǎng)附加值，提高其降血糖的作用，有更好的保健 功能。
[0005] 目前，對(duì)于螺旋藻富集微量元素的富集的研究有很多，如富硒螺旋藻、富鋅螺旋藻 等，但是所富集的元素單一，產(chǎn)量低。對(duì)于目前螺旋藻保健品的市場(chǎng)來(lái)說(shuō)螺旋藻產(chǎn)品來(lái)說(shuō)， 其種類(lèi)繁多，但是產(chǎn)品單一，螺旋藻的品質(zhì)不高螺旋藻尤其是在某些微量元素含量方面并 不是很高，如Zn、Se、Mn、Cr等元素。而Zn、Se、Mn、Cr都是人體所必須的微量元素,并且具 有重要的保健功能。。相比較市場(chǎng)上其他營(yíng)養(yǎng)元素較全的保健食品，大多數(shù)都是以復(fù)合維生 素或多維元素的形式而開(kāi)發(fā)的，如善存等，價(jià)格相對(duì)較高，屬于人工復(fù)合的保健品。而螺旋 藻屬于天然的綠色保健食品，利用它對(duì)多種微量元素的富集，可得到富集不同元素的螺旋 藻，但是功能不明顯，缺少針對(duì)性。本發(fā)明利用螺旋藻在不同的培養(yǎng)條件下具有不同的富集 元素的能力，并且通過(guò)對(duì)不同微量元素的富集可改善螺旋藻其他營(yíng)養(yǎng)元素的含量特性，在 其培養(yǎng)過(guò)程中合理的補(bǔ)充鋅、硒、錳、鉻四種對(duì)糖尿病有緩解功能的微量元素，最終得到一 種針對(duì)緩解糖尿病的降血糖螺旋藻的保健產(chǎn)品。所以通過(guò)合理的方法讓螺旋藻對(duì)不同的微 量元素進(jìn)行富集，在提高其降血糖能力的同時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)化提高其他營(yíng)養(yǎng)元素包括維生素、 蛋白質(zhì)的含量，獲得營(yíng)養(yǎng)譜優(yōu)化的螺旋藻品種，使其營(yíng)養(yǎng)更豐富，保健效果更佳。
[0006] 鑒于以上研究，本發(fā)明探索了易于操作、成本低廉，產(chǎn)量高的一種能有效降低血糖 的螺旋藻的制備方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是獲得一種能有效降血糖的螺旋藻的培養(yǎng)方法。以便改善和預(yù)防糖 尿病的問(wèn)題，同時(shí)增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0009] 降血糖螺旋藻的培養(yǎng)方法，其特征在于：在溫度24_26°C、pH 8?10、光照強(qiáng)度 2500?30001x、每天光照13-15h培養(yǎng)，采用改進(jìn)Zarrouk培養(yǎng)液，將螺旋藻放在三角培 養(yǎng)瓶中搖床培養(yǎng)，接種密度為〇D 56(l = 0. 25?0. 35,在適當(dāng)時(shí)間分別添加適量的Na2Se03、 MnCl4 ? 4H20、（C6Hn07)3Cr，待0D 56(I達(dá)到1. 3時(shí)收集藻體，冷凍干燥，制得降血糖藻螺旋藻。
[0010] 所述的降血糖螺旋藻培養(yǎng)方法，其特征在于：包括以下步驟：將鈍頂螺旋藻接種 到250ml的三角培養(yǎng)瓶中，采用改進(jìn)Zarrouk培養(yǎng)液，在溫度24-26°C、PH8?10、光照強(qiáng) 度2500?30001x、每天13-15h光照搖床培養(yǎng)，接種密度為0D 56(I = 0. 25?0. 35,接種體 積148-152ml，然后放在光照培養(yǎng)箱中搖床培養(yǎng)，當(dāng)0D56(I為0. 7時(shí)第一次加10mg Na2Se03、 1. 2mg MnCl4 ? 4H20、7. 5mg(C6Hn07)3Cr，當(dāng)藻液 0D為 0? 85 時(shí)第二次添加 10mg Na2Se03、 1.2mg MnCl45mg(C6Hn07)3Cr，當(dāng)藻液0D為 1.0 時(shí)第三次添加 lOmg Na2Se03、1.2mg MnCl4 ? 4H20、7. 5mg(C6Hn07)3Cr，繼續(xù)培養(yǎng)，最后使 Na2Se03、MnCl4 ? 4H20、（C6Hn07)3Cr 的最終 濃度達(dá)到200mg/L、25. 8mg/L、150mg/L，待0D56(I達(dá)到1. 3時(shí)收集鈍頂螺旋藻，培養(yǎng)ll-13d， 用蒸餾水洗2-3次鈍頂螺旋藻，冷凍干燥后制得制得降血糖藻螺旋藻。
[0011] 所述的降血糖螺旋藻的培養(yǎng)方法，其特征在于：所述的改進(jìn)的Zarrouk培養(yǎng)液，為 在Zarrouk培養(yǎng)液原有培養(yǎng)基的成分上繼續(xù)添加ZnS04，使其含量為3. 8-4. 2mg/L。
[0012] 所述的降血糖螺旋藻的培養(yǎng)方法，其特征在于：所述的改進(jìn)的Zarrouk培養(yǎng)液，為 在Zarrouk培養(yǎng)液原有培養(yǎng)基的成分上繼續(xù)添加ZnS0 4，使其含量為4mg/L。
[0013] 降血糖螺旋藻培養(yǎng)方法，1、降血糖螺旋藻培養(yǎng)方法，其特征在于在溫度25°C、pH 8?10、光照強(qiáng)度2500?30001x、每天光照14h培養(yǎng)，采用改進(jìn)Zarrouk培養(yǎng)液（在原有 成分上補(bǔ)加ZnS0 4，使其含量為4mg/L)，將螺旋藻放在三角培養(yǎng)瓶中搖床培養(yǎng)，接種密度為 0D56Q = 0? 25 ?0? 35,在適當(dāng)時(shí)間分別添加適量的 Na2Se03、MnCl4 ? 4H20、（C6Hn07)3Cr。待 〇D 56(l達(dá)到1. 3時(shí)收集藻體，冷凍干燥，制得降血糖螺旋藻。
[0014] 降血糖螺旋藻的培養(yǎng)方法，包括以下步驟：將鈍頂螺旋藻放在250ml的三角培養(yǎng) 瓶中，采用改進(jìn)Zarrouk培養(yǎng)液（在原有成分上補(bǔ)加ZnS0 4，使其含量為4mg/L)，在溫度 20?25°C、pH 8?10、最佳光照強(qiáng)度2500?30001x、每天14h光照中培養(yǎng)，接種密度為 0D56(I = 0. 25?0. 35,接種體積150ml，然后放在光照培養(yǎng)箱中，當(dāng)0D56(I達(dá)到0. 7時(shí)第一次 力口 10mg Na2Se03、l. 2mg MnCl4.4H20、7. 5mg(C6Hn07)3Cr，當(dāng)藻液 0D為 0? 85 時(shí)第二次添加 10mg Na2Se03、l. 2mgMnCl4.4H20、7. 5mg(C6Hn07)3Cr，當(dāng)藻液 0D為 1. 0 時(shí)第三次添加 10mg Na2Se03、1. 2mg MnCl4 ? 4H20、7. 5mg (C6Hn07) 3Cr，繼續(xù)培養(yǎng)，最后使 Na2Se03、MnCl4 ? 4H20、 (C6Hn07) 3Cr的最終濃度達(dá)到200mg/L、25. 8mg/L、150mg/L。待0D56Q達(dá)到1. 3時(shí)收集鈍頂螺 旋藻，培養(yǎng)周期為ll-13d，用蒸餾水洗2-3次鈍頂螺旋藻，制得降血糖螺旋藻。
[0015] 本發(fā)明的有益效果：
[0016] (1)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)合理的方法向螺旋藻培養(yǎng)基中添加鋅、硒、錳、鉻四種元素，顯著提 高了四種元素的含量。并且螺旋藻生長(zhǎng)狀態(tài)良好，產(chǎn)量有所增加。
[0017] (2)通過(guò)對(duì)必需氨基酸、主要的維生素、免疫功能相對(duì)值的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：培養(yǎng)得到的 螺旋藻比普通螺旋藻在必需氨基酸、主要的維生素相對(duì)含量上有顯著提高，使螺旋藻的功 能元素得到全面優(yōu)化，免疫能力得到較大提高。
[0018] (3)小鼠的降血糖實(shí)驗(yàn)證明，添加四種元素后的螺旋藻的降血糖能力明顯提高。當(dāng) 灌胃量在〇. 5g/kg時(shí)，小鼠血糖下降率達(dá)到40. 55%。并且與降血糖的西藥相比，其安全性 更高，無(wú)毒副作用，適合高血糖患者長(zhǎng)期服用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1降血糖螺旋藻培養(yǎng)技術(shù)線路示意圖。
[0020] 圖2降血糖螺旋藻小鼠降血糖效果圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 實(shí)施例1 :降糖螺旋藻的培養(yǎng)方法：將鈍頂螺旋藻接種到250ml的三角培養(yǎng)瓶中， 采用改進(jìn)Zarrouk培養(yǎng)液（在原有Zarrouk培養(yǎng)液成分上補(bǔ)加ZnS0 4，使其含量為4mg/ L)，在溫度25°C、pH 9、最佳光照強(qiáng)度25001x、每天14h光照搖床培養(yǎng)，接種密度為0D56Q = 〇. 35,接種體積150ml，然后放在光照培養(yǎng)箱中搖床培養(yǎng)，當(dāng)0D56(I為0. 7時(shí)第一次加10mg Na2Se03、l. 2mg MnCl4 ? 4H20、7. 5mg(C6Hn07)3Cr，當(dāng)藻液 OD560 為 0? 85 時(shí)第二次添力口 10mg Na2Se03、1. 2mg MnCl4 ? 4H20、7. 5mg (C6Hn07) 3Cr，當(dāng)藻液 0D為 1. 0 時(shí)第三次添力口 10mg Na2Se03、1. 2mg MnCl4 ? 4H20、7. 5mg (C6Hn07) 3Cr，繼續(xù)培養(yǎng)，最后使 Na2Se03、MnCl4 ? 4H20、 (C6Hn07) 3Cr的最終濃度達(dá)到200mg/L、25. 8mg/L、150mg/L。待0D56Q達(dá)到1. 3時(shí)收集鈍頂螺 旋藻，培養(yǎng)周期為13d，用蒸餾水洗2-3次鈍頂螺旋藻，冷凍干燥后制得制得降血糖螺旋藻。
[0022] 具體工藝路線如圖1所示。
[0023] 實(shí)施例2 :降血糖螺旋藻的培養(yǎng)方法：將鈍頂螺旋藻接種到250ml的三角培養(yǎng)瓶 中，采用改進(jìn)Zarrouk培養(yǎng)液（在原有Zarrouk培養(yǎng)液成分上補(bǔ)加ZnS0 4，使其含量為4mg/ L)，在溫度25°C、pH 10、最佳光照強(qiáng)度30001X、每天14h光照搖床培養(yǎng)，接種密度為0D56Q =0. 35,接種體積150ml，然后放在光照培養(yǎng)箱中搖床培養(yǎng)，當(dāng)0D56(i為0. 7時(shí)第一次加 10mg Na2Se03、1.2mg MnCl4.4H20、7.5mg(C6Hn0 7)3Cr，當(dāng)藻液 0D為 0.85 時(shí)第二次添加 10mg Na2Se03、l. 2mgMnCl4.4H20、7. 5mg(C6Hn07)3Cr，當(dāng)藻液 0D為 1. 0 時(shí)第三次添加 10mg Na2Se03、1. 2mg MnCl4 ? 4H20、7. 5mg (C6Hn07) 3Cr，繼續(xù)培養(yǎng)，最后使 Na2Se03、MnCl4 ? 4H20、 (C6Hn07) 3Cr的最終濃度達(dá)到200mg/L、25. 8mg/L、150mg/L。待0D56Q達(dá)到1. 3時(shí)收集鈍頂螺 旋藻，培養(yǎng)周期13d，用蒸餾水洗2-3次鈍頂螺旋藻，冷凍干燥后制得降血糖螺旋藻。
[0024] 降血糖螺旋藻中，總鋅、總硒、總錳、總鉻的含量的測(cè)定：稱(chēng)取取0. 5g營(yíng)養(yǎng)譜優(yōu)化 螺旋藻，加消化液（濃硝酸：高次氯酸=4:1)搖勻后，放置過(guò)夜，置于電熱板上加熱至有機(jī) 物分解或色澤加深，補(bǔ)加lml消化液繼續(xù)消化，控制溫度低于200度，如此反復(fù)至消化液澄 清，有HC10 4白煙冒出，繼續(xù)加熱至溶液lml，用蒸餾水定容在25ml容量瓶中，用ICP測(cè)量有 機(jī)鋅、有機(jī)硒、有機(jī)錳、有機(jī)鉻的含量。
[0025] 降血糖螺旋藻的無(wú)機(jī)鋅、無(wú)機(jī)硒、無(wú)機(jī)錳、無(wú)機(jī)鉻的檢測(cè)方法：取0. 5g營(yíng)養(yǎng)譜優(yōu)化 螺旋藻，加l〇ml的蒸餾水，置于加熱板上加熱沸騰20min.冷卻離心，保存上清液，殘?jiān)僦?復(fù)一次操作，合并上清液，上清液進(jìn)行和總硒測(cè)定同樣的方法消化測(cè)定，按比例加消化液搖 勻后，放置過(guò)夜，置于電熱板上加熱至有機(jī)物分解或色澤加深，補(bǔ)加lml消化液繼續(xù)消化， 控制溫度低于200度，如此反復(fù)至消化液澄清，有HC104白煙冒出，繼續(xù)加熱至溶液2ml，，用 蒸餾水定容在25ml容量瓶中，用ICP測(cè)量無(wú)機(jī)鋅、無(wú)機(jī)硒、無(wú)機(jī)錳、無(wú)機(jī)鉻的含量。最后用 總的含量減去無(wú)機(jī)的含量，得到有機(jī)的含量。表1為降血糖螺旋藻中有機(jī)鋅、有機(jī)硒、有機(jī) 錳、有機(jī)鉻的含量測(cè)定結(jié)果；表2為必需氨基酸、主要維生素、免疫功能相對(duì)含量比較。表3 為降血糖螺旋藻對(duì)糖尿病小鼠血糖值的影響。
[0026] 表1 :降血糖螺旋藻中有機(jī)鋅、有機(jī)硒、有機(jī)錳、有機(jī)鉻的含量測(cè)定結(jié)果；

【權(quán)利要求】
1. 降血糖螺旋藻的培養(yǎng)方法，其特征在于：在溫度24-26°C、pH 8?10、光照強(qiáng)度 2500?3000 lx、每天光照13-15h培養(yǎng)，采用改進(jìn)Zarrouk培養(yǎng)液，將螺旋藻放在三角培 養(yǎng)瓶中搖床培養(yǎng)，接種密度為〇D56(l = 0. 25?0. 35,在適當(dāng)時(shí)間分別添加適量的Na2Se03、 MnCl4 ? 4H20、（C6Hn07)3Cr，待0D 56(I達(dá)到1. 3時(shí)收集藻體，冷凍干燥，制得降血糖藻螺旋藻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降血糖螺旋藻培養(yǎng)方法，其特征在于：包括以下步驟：將 鈍頂螺旋藻接種到250ml的三角培養(yǎng)瓶中，采用改進(jìn)Zarrouk培養(yǎng)液，在溫度24-26°C、pH 8?10、光照強(qiáng)度2500?3000 lx、每天13-15h光照搖床培養(yǎng)，接種密度為0D56(I = 0. 25? 〇. 35,接種體積148-152ml，然后放在光照培養(yǎng)箱中搖床培養(yǎng)，當(dāng)0D56(I為0. 7時(shí)第一次加 10mg Na2Se03、1. 2mg MnCl4 ? 4H20、7. 5mg (C6Hn07)3Cr，當(dāng)藻液 0D為 0? 85 時(shí)第二次添加 10mg Na2Se03、1. 2mg MnCl4.4H20、7. 5mg(C6Hn07)3Cr，當(dāng)藻液0D 56Q 為 1. 0 時(shí)第三次添加 10mg Na2Se03、1. 2mg MnCl4 ? 4H20、7. 5mg (C6Hn07)3Cr，繼續(xù)培養(yǎng)，最后使 Na2Se03、MnCl4 ? 4H20、 (C6Hn07)3Ci的最終濃度達(dá)到200mg/L、25. 8mg/L、150mg/L，待OD達(dá)到1. 3時(shí)收集鈍頂螺 旋藻，培養(yǎng)1 l-13d，用蒸餾水洗2-3次鈍頂螺旋藻，冷凍干燥后制得制得降血糖藻螺旋藻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的降血糖螺旋藻的培養(yǎng)方法，其特征在于：所述 的改進(jìn)的Zarrouk培養(yǎng)液，為在Zarrouk培養(yǎng)液原有培養(yǎng)基的成分上繼續(xù)添加 ZnS04，使其 含量為 3. 8-4. 2mg/L。
4. 根據(jù)權(quán)利3所述的降血糖螺旋藻的培養(yǎng)方法，其特征在于：所述的改進(jìn)的Zarrouk 培養(yǎng)液，為在Zarrouk培養(yǎng)液原有培養(yǎng)基的成分上繼續(xù)添加 ZnS04，使其含量為4mg/L。
【文檔編號(hào)】A61P3/10GK104450581SQ201410757898
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】黃蓓, 黃偉, 王廣儀, 劉偉 申請(qǐng)人:安徽大學(xué)