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一種生產(chǎn)高含量礦物質(zhì)元素的植物細(xì)胞培養(yǎng)方法及其應(yīng)用與流程

文檔序號(hào):11722423閱讀:361來(lái)源:國(guó)知局

本申請(qǐng)得到天津市藥用植物細(xì)胞規(guī)模培養(yǎng)企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助。

本發(fā)明屬于生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種富含生物礦物質(zhì)元素營(yíng)養(yǎng)的植物細(xì)胞原料及其食品和保健品的生產(chǎn)方法,特別是一種生產(chǎn)高含量礦物質(zhì)元素的植物細(xì)胞培養(yǎng)方法及其應(yīng)用。



背景技術(shù):

礦物質(zhì)是構(gòu)成人體組織和維持正常生理功能必需的各種元素的總稱(chēng),是人體必需的七大營(yíng)養(yǎng)素之一。人體中含有的各種元素,除了碳、氧、氫、氮等主要以有機(jī)物的形式存在以外,其余的60多種元素統(tǒng)稱(chēng)為礦物質(zhì)(也叫無(wú)機(jī)鹽)。其中25種為人體營(yíng)養(yǎng)所必需。鈣、鎂、鉀、鈉、磷、硫、氯7種元素含量較多,約占礦物質(zhì)總量的60%~80%,稱(chēng)為宏量元素。其他元素如鐵、銅、碘、鋅、錳、鉬、鈷、鉻、錫、釩、硅、鎳、氟共14種,存在數(shù)量極少,在機(jī)體內(nèi)含量少于0.005%,被稱(chēng)為微量元素。

礦物質(zhì)在人體組織組成或維持正常生理作用發(fā)揮著重要的功能,礦物質(zhì)不能自身合成,必須由外界環(huán)境供給。隨著年齡、性別、身體狀況、環(huán)境和工作狀況的不同,對(duì)礦物質(zhì)的需求是不同的。在青少年發(fā)育期、女性妊娠期、老人更年期等特定的時(shí)期中,基本的飲食是滿(mǎn)足不了身體對(duì)礦物質(zhì)的需求,因此需要額外的礦物質(zhì)元素?cái)z入。

隨著社會(huì)的發(fā)展,人們的健康意識(shí)逐漸增強(qiáng),市場(chǎng)對(duì)于礦物質(zhì)的需求更為精細(xì)化。植物細(xì)胞培養(yǎng)是利用植物細(xì)胞的全能性,可通過(guò)調(diào)控培養(yǎng)條件培養(yǎng)獲得具有多種生物活性成分和礦物質(zhì)元素的植物細(xì)胞粉,使其應(yīng)用到相關(guān)產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品的領(lǐng)域中,比如食品或保健品領(lǐng)域,在大健康產(chǎn)業(yè)具有非常重要的前瞻性影響。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明公開(kāi)了一種生產(chǎn)高含量礦物質(zhì)元素的植物細(xì)胞培養(yǎng)方法,其特征在于按如下的步驟進(jìn)行:

(1)植物細(xì)胞愈傷組織誘導(dǎo):從植物的各種外植體包括根莖葉花果實(shí)等、種皮或者種子萌發(fā)的無(wú)菌苗、新葉、莖、根等外植體出發(fā),通過(guò)調(diào)節(jié)植物細(xì)胞生長(zhǎng)所需激素的比例誘導(dǎo)愈傷組織產(chǎn)生。

(2)植物細(xì)胞繼代培養(yǎng)

植物細(xì)胞固體培養(yǎng)基繼代培養(yǎng):植物細(xì)胞在固體培養(yǎng)基培養(yǎng)10-40天后,選取一些固體培養(yǎng)基中性狀較好的植物細(xì)胞接種到新配制固體培養(yǎng)基中,即完成固體培養(yǎng)基接種;

植物細(xì)胞液體培養(yǎng)基繼代培養(yǎng):將固體培養(yǎng)基中狀態(tài)較好的植物細(xì)胞轉(zhuǎn)移到液體培養(yǎng)基培養(yǎng),在液體新鮮植物細(xì)胞培養(yǎng)基培養(yǎng)7-30天,將培養(yǎng)后的種子細(xì)胞在生物安全柜中經(jīng)80目篩網(wǎng)過(guò)濾,將過(guò)濾后的5.0-10.0g濕細(xì)胞接種入100ml/500ml搖瓶中,即完成植物細(xì)胞液體培養(yǎng)基的繼代培養(yǎng);

(3)培養(yǎng)基中礦物質(zhì)元素的加入

固體植物細(xì)胞培養(yǎng)礦物質(zhì)元素的加入:

固體植物細(xì)胞繼代培養(yǎng)培養(yǎng)基的配制中,在原有培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上,根據(jù)需求特征性提高固體培養(yǎng)基中某種或多種礦物質(zhì)元素的離子濃度5-100倍,進(jìn)行固體植物細(xì)胞繼代培養(yǎng);

液體植物細(xì)胞培養(yǎng)礦物質(zhì)元素的加入:

液體植物細(xì)胞繼代培養(yǎng)過(guò)程中,可以在原有培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上,根據(jù)需求特征性提高固體培養(yǎng)基中某種或多種礦物質(zhì)元素的離子濃度5-100倍,進(jìn)行液體植物細(xì)胞繼代培養(yǎng);也可以在植物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中一次性或多次地加入某種或多種礦物質(zhì)元素的離子溶液,加入倍數(shù)為5-100倍,繼續(xù)植物細(xì)胞培養(yǎng);

(4)植物細(xì)胞培養(yǎng)

固體植物細(xì)胞置于植物細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng),10-40天后收集細(xì)胞,進(jìn)行干燥處理,得干燥植物細(xì)胞粉末,之后采用原子吸收法測(cè)定植物細(xì)胞中的礦物質(zhì)含量;

液體培養(yǎng)植物細(xì)胞置于100rpm搖床上振蕩培養(yǎng)或在合適的生物反應(yīng)器中培養(yǎng),15-30℃培養(yǎng)7-30天后收獲,進(jìn)行干燥處理,得干燥植物細(xì)胞粉末,之后采用原子吸收法測(cè)定植物細(xì)胞中的礦物質(zhì)含量;

(5)利用植物細(xì)胞干燥粉末,加入相關(guān)的輔料制備相關(guān)食品或保健食品。本發(fā)明所述的植物細(xì)胞包括:天山雪蓮細(xì)胞、葡萄細(xì)胞,但不限于這兩種細(xì)胞,還包括但不限于人參細(xì)胞、蘋(píng)果細(xì)胞、綿頭雪蓮細(xì)胞、西洋參細(xì)胞。所述的礦物質(zhì)元素包括:鈣、鎂、鐵、鋅,但不限于這四種礦物質(zhì)元素,包括銅、錳、硒、鈷或其他金屬螯合劑形式。

本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)了采用此方法生產(chǎn)的高含量礦物質(zhì)元素的植物細(xì)胞干粉在用于制作糕點(diǎn)、糖果、乳制品、飲料或發(fā)酵酒方面的應(yīng)用。以及用于片劑、膠囊劑、顆粒劑、滴丸、分散片或凝膠劑保健食品方面的應(yīng)用:

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用此方法生產(chǎn)的植物細(xì)胞干粉制作的蛋糕或片劑,其礦物質(zhì)含量和口感較普通干粉制作的蛋糕或片劑效果更好。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體的實(shí)施方案敘述本發(fā)明。除非特別說(shuō)明,本發(fā)明中所用的技術(shù)手段均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法。另外,實(shí)施方案應(yīng)理解為說(shuō)明性的,而非限制本發(fā)明的范圍,本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書(shū)所限定。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的前提下,對(duì)這些實(shí)施方案中的物料成分和用量進(jìn)行的各種改變或改動(dòng)也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明所用原料及試劑均有市售。

實(shí)施例1

富含礦物質(zhì)元素的葡萄細(xì)胞的固體培養(yǎng)

選取狀態(tài)良好的葡萄皮進(jìn)行植物細(xì)胞愈傷組織誘導(dǎo),將狀態(tài)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)到以b5為基礎(chǔ)培養(yǎng)基(其中含30g/l蔗糖,1mg/l6-ba和2mg/lnaa)的固體培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)。在葡萄細(xì)胞第5次繼代培養(yǎng)時(shí),將其分為三組:

第一組:繼代培養(yǎng)至b5的基礎(chǔ)固體培養(yǎng)基中(其中含30g/l蔗糖,1mg/l6-ba和2mg/lnaa);

第二組:繼代培養(yǎng)至高鈣鎂離子濃度的b5基礎(chǔ)固體培養(yǎng)基中(其中含30g/l蔗糖,1mg/l6-ba和2mg/lnaa),其中cacl2·2h2o的濃度為7.5g/l,mgso4·7h2o的濃度為2.5g/l;

第三組:繼代培養(yǎng)至高鈣鎂鋅鐵錳離子濃度的b5基礎(chǔ)固體培養(yǎng)基中(其中含30g/l蔗糖,1mg/l6-ba和2mg/lnaa),其中cacl2·2h2o的濃度為7.5g/l,mgso4·7h2o的濃度為2.5g/l,znso4·7h2o的濃度為20mg/l,feso4·7h2o的濃度為278mg/l。

培養(yǎng)2周后,進(jìn)行固體培養(yǎng)基中葡萄細(xì)胞的收集,之后進(jìn)行干燥,干燥粉末采用原子吸收法進(jìn)行鈣鎂鐵鋅礦物質(zhì)元素的分析,結(jié)果如表2所示:

表1b5培養(yǎng)基成分表

表2固體培養(yǎng)葡萄細(xì)胞中鈣鎂鐵鋅礦物質(zhì)元素含量檢測(cè)結(jié)果

實(shí)施例2

富含礦物質(zhì)元素的葡萄細(xì)胞的懸浮培養(yǎng)

選取狀態(tài)良好的葡萄皮進(jìn)行植物細(xì)胞愈傷組織誘導(dǎo),將狀態(tài)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)到以b5為基礎(chǔ)培養(yǎng)基(其中含30g/l蔗糖,1mg/l6-ba和2mg/lnaa)的液體培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)。在葡萄細(xì)胞第5次繼代培養(yǎng)時(shí),將其分為三組:

第一組:繼代培養(yǎng)至b5的基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基中(其中含30g/l蔗糖,1mg/l6-ba和2mg/lnaa);

第二組:繼代培養(yǎng)至高鈣鎂離子濃度的b5基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基中(其中含30g/l蔗糖,1mg/l6-ba和2mg/lnaa),其中cacl2·2h2o的濃度為7.5g/l,mgso4·7h2o的濃度為2.5g/l;

第三組:繼代培養(yǎng)至高鈣鎂鋅鐵錳離子濃度的b5基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基中(其中含30g/l蔗糖,1mg/l6-ba和2mg/lnaa),其中cacl2·2h2o的濃度為7.5g/l,mgso4·7h2o的濃度為2.5g/l,znso4·7h2o的濃度為20mg/l,feso4·7h2o的濃度為278mg/l。

培養(yǎng)2周后,進(jìn)行液體培養(yǎng)基中葡萄細(xì)胞的收集,之后進(jìn)行干燥,干燥粉末采用原子吸收法進(jìn)行鈣鎂鐵鋅錳礦物質(zhì)元素的分析,結(jié)果如表3所示:

表3懸浮培養(yǎng)葡萄細(xì)胞中鈣鎂鐵鋅礦物質(zhì)元素含量檢測(cè)結(jié)果

實(shí)施例3

懸浮培養(yǎng)中鈣鎂含量對(duì)葡萄細(xì)胞花青素含量的影響

以b5為基礎(chǔ)培養(yǎng)基(其中含30g/l蔗糖,1mg/l6-ba和2mg/lnaa),在葡萄皮繼代培養(yǎng)過(guò)程中,分別將其繼代到鈣鎂不同離子濃度的培養(yǎng)基中,第一組培養(yǎng)基中cacl2·2h2o的濃度為0.15g/l,mgso4·7h2o的濃度為0.25g/l;第二組培養(yǎng)基中cacl2·2h2o的濃度為1.5g/l,mgso4·7h2o的濃度為0.25g/l,即鈣離子濃度提高10倍;第三組培養(yǎng)基中cacl2·2h2o的濃度為0.15g/l,mgso4·7h2o的濃度為2.5g/l,即鎂離子濃度提高10倍;第四組培養(yǎng)基中cacl2·2h2o的濃度為1.5g/l,mgso4·7h2o的濃度為2.5g/l,即鈣鎂離子濃度分別提高10倍;分別在培養(yǎng)的第7天和第10天,進(jìn)行葡萄細(xì)胞收集,測(cè)定葡萄細(xì)胞中花青素的相對(duì)od值,結(jié)果如表4:

表4鈣鎂元素對(duì)葡萄細(xì)胞中花青素的影響

實(shí)施例4

富含礦物質(zhì)元素的天山雪蓮細(xì)胞的固體培養(yǎng)

選取狀態(tài)良好的天山雪蓮進(jìn)行植物細(xì)胞愈傷組織誘導(dǎo),將狀態(tài)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)到以ms為基礎(chǔ)培養(yǎng)基(其中含20g/l蔗糖,2mg/l6-ba和1mg/lnaa)的固體培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)。在天山雪蓮細(xì)胞第5次繼代培養(yǎng)時(shí),將其分為三組:

第一組:繼代培養(yǎng)至ms的基礎(chǔ)固體培養(yǎng)基中(其中含20g/l蔗糖,2mg/l6-ba和1mg/lnaa);

第二組:繼代培養(yǎng)至高鈣鎂離子濃度的ms基礎(chǔ)固體培養(yǎng)基中(其中含20g/l蔗糖,2mg/l6-ba和1mg/lnaa),其中cacl2·2h2o的濃度為22.0g/l,mgso4·7h2o的濃度為3.7g/l;

第三組:繼代培養(yǎng)至高鈣鎂鋅鐵錳離子濃度的ms基礎(chǔ)固體培養(yǎng)基中(其中含20g/l蔗糖,2mg/l6-ba和1mg/lnaa),其中cacl2·2h2o的濃度為22.0g/l,mgso4·7h2o的濃度為3.7g/l,znso4·7h2o的濃度為86mg/l,feso4·7h2o的濃度為278mg/l。

培養(yǎng)2周后,進(jìn)行固體培養(yǎng)基中天山雪蓮細(xì)胞的收集,之后進(jìn)行干燥,干燥粉末采用原子吸收法進(jìn)行鈣鎂鐵鋅礦物質(zhì)元素的分析,結(jié)果如表6所示:

表5ms培養(yǎng)基成分表

表6固體培養(yǎng)天山雪蓮細(xì)胞中鈣鎂鐵鋅礦物質(zhì)元素含量檢測(cè)結(jié)果

實(shí)施例5

富含礦物質(zhì)元素的天山雪蓮細(xì)胞的懸浮培養(yǎng)

選取狀態(tài)良好的天山雪蓮進(jìn)行植物細(xì)胞愈傷組織誘導(dǎo),將狀態(tài)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)到以ms為基礎(chǔ)培養(yǎng)基(其中含20g/l蔗糖,2mg/l6-ba和1mg/lnaa)的液體培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)。在天山雪蓮細(xì)胞第5次繼代培養(yǎng)時(shí),將其分為三組:

第一組:繼代培養(yǎng)至ms的基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基中(其中含20g/l蔗糖,2mg/l6-ba和1mg/lnaa);

第二組:繼代培養(yǎng)至高鈣鎂離子濃度的ms基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基中(其中含20g/l蔗糖,2mg/l6-ba和1mg/lnaa),其中cacl2·2h2o的濃度為22.0g/l,mgso4·7h2o的濃度為3.7g/l;

第三組:繼代培養(yǎng)至高鈣鎂鋅鐵錳離子濃度的ms基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基中(其中含20g/l蔗糖,2mg/l6-ba和1mg/lnaa),其中cacl2·2h2o的濃度為22.0g/l,mgso4·7h2o的濃度為3.7g/l,znso4·7h2o的濃度為86mg/l,feso4·7h2o的濃度為278mg/l。

培養(yǎng)2周后,進(jìn)行液體培養(yǎng)基中天山雪蓮細(xì)胞的收集,之后進(jìn)行干燥,干燥粉末采用原子吸收法進(jìn)行鈣鎂鐵鋅礦物質(zhì)元素的分析,結(jié)果如表7所示:

表7懸浮培養(yǎng)天山雪蓮細(xì)胞中鈣鎂鐵鋅礦物質(zhì)元素含量檢測(cè)結(jié)果

實(shí)施例6

懸浮培養(yǎng)中鈣鎂含量對(duì)天山雪蓮細(xì)胞紫丁香苷含量的影響

以ms為基礎(chǔ)培養(yǎng)基(其中含20g/l蔗糖,2mg/l6-ba和1mg/lnaa),在天山雪蓮繼代培養(yǎng)過(guò)程中,分別將其繼代到鈣鎂不同離子濃度的培養(yǎng)基中,第一組培養(yǎng)基中cacl2·2h2o的濃度為440mg/l,mgso4·7h2o的濃度為370mg/l;第二組培養(yǎng)基中cacl2·2h2o的濃度為4.4g/l,mgso4·7h2o的濃度為370mg/l,即鈣離子濃度提高10倍;第三組培養(yǎng)基中cacl2·2h2o的濃度為440mg/l,mgso4·7h2o的濃度為3.7g/l,即鎂離子濃度提高10倍;第四組培養(yǎng)基中cacl2·2h2o的濃度為4.4g/l,mgso4·7h2o的濃度為3.7g/l,即鈣鎂離子濃度分別提高10倍;分別在培養(yǎng)的第7天和第10天,進(jìn)行天山雪蓮細(xì)胞收集,測(cè)定天山雪蓮細(xì)胞中紫丁香苷的含量,結(jié)果如表8:

表8鈣鎂元素對(duì)天山雪蓮細(xì)胞中紫丁香苷含量的影響

實(shí)施例7

富含礦物質(zhì)元素葡萄細(xì)胞壓片糖果的制備

稱(chēng)取葡萄細(xì)胞干粉100g、葡萄糖40g、山梨糖醇150g、木糖醇10g、安賽蜜0.1g、硬脂酸鎂5g、微晶纖維素15g,混合均勻后,采用干法制粒直接壓片,每片重0.3g。

實(shí)施例8

富含礦物質(zhì)元素葡萄細(xì)胞膠囊的制備

稱(chēng)取葡萄細(xì)胞干粉300g、乳酸鈣5g、硫酸鋅3g、維生素d0.5g、維生素e1g、硬脂酸鎂15g、混合均勻后,采用膠囊機(jī)灌裝,每個(gè)膠囊重0.44g。

實(shí)施例9

富含礦物質(zhì)天山雪蓮細(xì)胞蛋糕的制作

準(zhǔn)備好面粉300g、天山雪蓮細(xì)胞干粉50g、奶油30g、牛奶200g、白砂糖200g,雞蛋15個(gè)、黃油若干,備用。將雞蛋的蛋黃和蛋清分開(kāi),蛋清攪拌至起泡,之后放入140g白砂糖,其中將剩余的白砂糖、黃油、牛奶放入蛋黃中,混合攪拌均勻,形成蛋奶糊;將面粉和天山雪蓮細(xì)胞干粉混合均勻,過(guò)200目篩,將過(guò)篩的面粉和天山雪蓮細(xì)胞粉放入蛋奶糊中,充分?jǐn)嚢?,再將蛋清放入,攪拌均勻,之后放入烤箱進(jìn)行蛋糕烘焙。

實(shí)施例10

葡萄細(xì)胞酸奶的制作

準(zhǔn)備純牛奶200ml、葡萄細(xì)胞粉20g、vc1g、白砂糖10g、保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌活性菌粉5g備用。將葡萄細(xì)胞粉沸水浴提取,之后過(guò)濾滅菌,加入牛奶和白砂糖,攪拌均勻,之后加入保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌,在常溫下發(fā)酵6-10h,即可得到植物細(xì)胞酸奶。

實(shí)施例11

葡萄細(xì)胞飲料的制作

準(zhǔn)備20g葡萄細(xì)胞粉、白砂糖20g、檸檬酸1g備用,將葡萄細(xì)胞粉將葡萄細(xì)胞粉沸水浴提取,之后過(guò)濾取上清,加入白砂糖和檸檬酸,加水定容至100ml,即可得到葡萄細(xì)胞飲料。

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