蛹虫草液体发酵产多糖的条件优化

多糖是蛹虫草Cordyceps militaris产生的重要活性成分。为提高其液体发酵胞外多糖的产量,通过单因素轮换法、方差分析、正交试验对蛹虫草菌株YCC-H产胞外多糖的发酵条件进行了优化。单因素结果表明液体发酵最适初始pH为5,最适葡萄糖浓度(质量分数)为6%,最适氮源为酵母膏,最适装液量为80 mL/250 mL,最适接种量(体积分数)为12%;在不同培养条件下菌体生物量变化较大;通过方差分析及正交试验进一步优化,结果显示：装液量(A)、氮源(B)、接种量(C)对蛹虫草产胞外多糖影响程度为B>A>C,最佳条件组合为A₂B₃C₂,即装液量80 mL/250 mL、酵母膏为唯一氮源、接种量(体积分数)为12%,其余因素选择单因素中最佳水平。经验证,该菌株合成胞外多糖的质量浓度达247.06 mg/L,较未优化前胞外多糖的产量23.67 mg/L提高了9.43倍。     

蛹虫草多糖发酵工程研究

报道了蛹虫草(Gordyceps militaris)多糖发酵工程中的关键因子对菌丝体生物量和多糖产量影响的研究结果.对蛹虫草液体发酵培养基中的碳源、氮源和温度进行了正交试验,考察了三因子对蛹虫草生物量以及多糖的综合效应.实验结果表明:各因素不同水平间的组合对蛹虫草生物量、胞外多糖、胞内多糖以及总多糖的影响不同.其中.在6%的碳源和1%的氮源以及25℃的条件下.能获得蛹虫草的最大生物量以及总多糖和胞外多糖的最大产量;碳源为6%、氮源为1%、温度为22℃时.胞内多糖的产量达到最高.     

蛹虫草液体培养条件优化及有效成分含量分析

为优化蛹虫草菌的液体培养条件,对蛹虫草菌丝体进行液体摇瓶培养。以干菌丝体得率为指标,对影响发酵产量的重要因子设计正交试验,得出最佳培养条件。在最优条件下扩大培养,检测此时菌丝体中虫草素及虫草多糖含量。结果表明:蛹虫草菌丝体液体发酵的最适条件为:接种量10 % (v/v) ,发酵初始pH7 0 ,发酵温度2 7℃,发酵时间96h。扩大培养后,测得菌丝体中虫草素的含量为5 1 785mg/10 0g ,虫草精多糖含量为1 92g/10 0g。     

利用扁桃斑鸠菊叶发酵生产蛹虫草胞外多糖的条件及其抗氧化活性

蛹虫草胞外多糖具有增强免疫力、抗疲劳等药理活性,有极高的保健价值。为高效地获取蛹虫草胞外多糖,本研究通过向发酵培养基中添加适量的扁桃斑鸠菊叶粉末,来提高蛹虫草发酵液中胞外多糖的产量,并对优化得到的胞外多糖红外吸收光谱和化学抗氧化活性进行了研究。实验结果表明,液体发酵最优条件为:扁桃斑鸠菊叶粉末添加量8 g/L、发酵时间9 d、pH 6.5、接种量5.0 mL,在此条件下,蛹虫草胞外多糖的产量可达(5.24±0.28) mg/mL,与未添加扁桃斑鸠菊叶的空白组相比,胞外多糖产量提高了约205.20%;红外分析与抗氧化活性实验结果显示,扁桃斑鸠菊叶对蛹虫草生产的胞外多糖结构和活性影响较小。该研究结果表明扁桃斑鸠菊叶能够有效地提高蛹虫草胞外多糖的产量,为蛹虫草胞外多糖的高效生产提供了新思路。     

4种虫草相关真菌菌丝体粗多糖的生物活性评价

本研究以细脚棒束孢、蛹虫草、蝉棒束孢和球孢白僵菌的菌丝体粗多糖为对象,分析4种虫草相关真菌菌丝体粗多糖含量与生物量的相关性,并进一步对其抗氧化能力和抗肿瘤活力进行评价。液体发酵结果表明,蝉棒束孢MF12、MF13和蛹虫草MF27、MF1的菌丝体粗多糖含量（>40mg/g）显著高于其他菌株,蝉棒束孢MF11、MF13和蛹虫草MF27菌丝体生物量（>12g/L）显著高于其他菌株,但相关性分析表明,4种虫草相关真菌10个菌株菌丝体的多糖含量与生物量之间没有显著相关性;抗氧化活性表明,蛹虫草MF27、MF1和球孢白僵菌MF10菌丝体粗多糖具有良好的体外抗氧化活性,其EC₅₀均小于0.9mg/mL;抗肿瘤活性表明,蛹虫草MF1、MF28、MF27和球孢白僵菌MF10菌丝体粗多糖在体外能有效抑制HepG-2细胞增殖,其IC₅₀均小于1.5mg/mL。综上,蛹虫草MF27、MF1和球孢白僵菌MF10虫草菌株具有良好的开发和应用潜力。     

蛹虫草对锌的耐性与富集特征

在培养基内添加不同量的锌,研究其对蛹虫草子实体的形成、子实体和菌丝体生物量、子实体多糖含量和葡萄糖含量的影响,以及蛹虫草子实体和菌丝体对锌的富集能力。结果表明锌对上述各项都有影响。液体培养条件下,锌浓度在453906mg/L范围内可以促进菌丝体生长,锌浓度超过4077mg/L时,菌丝生长受到抑制。培养基锌的浓度在4077mg/L以下时,蛹虫草菌丝体锌的富集量随着液体培养基锌浓度的提高而提高。固体培养条件下,锌含量在226453mg/kg范围内可以促进蛹虫草子实体生长,并且在此含量范围内,蛹虫草子实体中葡萄糖含量较高。培养基锌含量在680906mg/kg时,子实体多糖含量较高。培养基锌含量在2038mg/kg以下时,蛹虫草子实体中锌的富集量随着培养基锌含量的提高而提高,在培养基锌含量为2038mg/kg时,子实体中锌的含量达到28570mg/kg(干重)。     

北冬虫夏草液体发酵产胞外多糖发酵条件的研究

目的:采用液体发酵生产北冬虫夏草胞外多糖。方法:对北冬虫夏草液体发酵产胞外多糖的影响因素如碳源、氮源以及起始pH值、培养温度、摇床转速、接种量、发酵周期等发酵条件进行研究。结果:最佳发酵条件为:玉米淀粉4%、硫酸铵0.28%、磷酸二氢钾0.05%、七水硫酸镁0.05%、初始pH值为7.0、接种量10%、培养温度23℃、转速150r/min,胞外多糖的产量最高达到41.271mg/100mL。结论:利用液体发酵生产胞外多糖,可有效地缩短生产周期。     

蛹虫草菌产生的胞外多糖及其理化性能和抗氧化活性的初步研究

蛹虫草菌Cordycepsmilitaris在液体发酵条件下可产生胞外多糖,其粗多糖的蛋白含量在14．31％左右,氨基酸含量为13．8％,共有17种氨基酸,水分5％左右,多糖含量大约占80％。蛹虫草菌胞外多糖具有良好的增稠性、触变性、抗盐耐热和对广泛pH的稳定性能。蠕虫草菌丝体及其胞外多糖具有一定的抗氧化活性,在60℃的促进氧化条件下放置7天,0．05％含量的菌丝体及其胞外多糖降低油脂氧化率分别达到18．8％和19．8％。     

利用扁桃斑鸠菊叶发酵高产粗毛纤孔菌胞外多糖的条件优化及其抗氧化活性研究

粗毛纤孔菌胞外多糖是粗毛纤孔菌液体发酵的重要活性代谢产物,但采用常规的发酵方法,粗毛纤孔菌胞外多糖的产量较低。为更好地获取粗毛纤孔菌胞外多糖,本文采用双向液体发酵的方法,通过向发酵培养基中添加适量的扁桃斑鸠菊叶粉末,来提高粗毛纤孔菌胞外多糖的产量,并对优化得到的胞外多糖抗氧化活性进行了研究。以发酵液中胞外多糖含量为指标,采用单因素实验和正交实验优化发酵条件;采用红外光谱对胞外多糖的结构特征进行分析;通过测定胞外多糖对ABTS、DPPH和羟基自由基的清除率来了解其抗氧化活性。结果表明,最优发酵条件为:扁桃斑鸠菊叶粉末添加量0.5g/L、发酵时间10d、pH 6.5、接种量5.0mL,在此条件下,粗毛纤孔菌胞外多糖的产量达到(2.34±0.25)mg/mL,与未添加扁桃斑鸠菊叶的空白组相比,其胞外多糖产量提高了约216.22%;红外分析与抗氧化活性实验结果表明,添加扁桃斑鸠菊叶后的胞外多糖与未添加扁桃斑鸠菊叶的胞外多糖红外主要吸收峰一致,并且对ABTS、DPPH以及羟基自由基清除能力相近。本研究结果表明扁桃斑鸠菊叶能够有效地提高粗毛纤孔菌胞外多糖的产量,为其他珍稀食药用菌胞外多糖的高效生产提供了新思路。     

蛹虫草优良菌株的筛选

通过对5株蛹虫草的菌丝形态和生长速率、液体培养生物量和胞外多糖、人工栽培和子实体中活性物质虫草多糖和虫草素的对比研究,筛选出优良的蛹虫草菌株。试验结果表明：蛹虫草6号菌株的菌丝的生长速率比其他菌株快;液体培养生物量和胞外多糖含量明显高于其他菌株;人工栽培的蛹虫草子实体头部大,子囊壳丰富,颜色橘黄,出草整齐均匀,出草率高,子实体中虫草多糖和虫草素的含量均高于其他菌株,表明6号菌株具有较高的经济价值,是值得开发和推广的好品种。     

柞蚕蛹虫草继代培育其活性物质变化规律

柞蚕蛹虫草中含有虫草素、腺苷、多糖等多种活性成分,具有提高免疫力、抗疲劳、保护心脑血管、抗癌等方面的作用,是冬虫夏草的良好替代品。以柞蚕蛹虫草的继代培育为基础,分别检测蛹虫草菌在不同传代次数时柞蚕蛹虫草子实体生长状态、蛹虫草中腺苷、虫草素、虫草多糖含量及蛹虫草菌菌丝、分生孢子中活性氧的分布。第1代蛹虫草菌接种后柞蚕蛹出现腐烂现象;第2、3代培育的子实体生长量、腺苷及虫草素含量均较高;第4代子实体生长量、腺苷及虫草素含量均出现大幅下降的现象。柞蚕蛹虫草中虫草多糖含量在传代过程中也逐渐降低,但降低幅度较腺苷和虫草素缓慢。第2代培育的柞蚕蛹虫草子实体生长状态优于第3代,故第2代蛹虫草菌更适合应用于批量生产。蛹虫草菌退化后含有活性氧的分生孢子比例增大,这可能是发生退化的表象之一。     

铬离子对蛹虫草子实体生物量及化学成分的影响

蛹虫草是一种具有多种生物功能的药用真菌,近年来在金属离子富集方面受到学者的广泛关注,但对蛹虫草富集Cr³⁺的能力及其相应的生理反应尚无文献报道。为此,本研究利用含有不同Cr³⁺浓度的燕麦培养基培养蛹虫草子实体,分别对蛹虫草子实体生物量及子实体中虫草素、腺苷、虫草酸、麦角甾醇、铬离子含量等指标进行了测定。结果表明,除麦角甾醇随着培养基中Cr³⁺浓度的增加而降低之外,其余指标均呈现先增加后降低的变化趋势。700 mg/L Cr³⁺处理时,子实体干、鲜重和铬离子含量达到最大值,分别比对照组增加36.85%、35.53%和202.12%;当Cr³⁺达1 500 mg/L时,虫草素和腺苷含量达到最大值,分别比对照组高94.61%和530.29%;虫草酸含量和多糖含量分别在1 100 mg/L和1 200 mg/L Cr³⁺处理时达到最大值,分别比对照组高123.62%和21.39%。本研究首次探讨了蛹虫草子实体富集Cr³⁺的能力以及Cr³⁺处理下的子实体生物量和部分次生代谢产物含量的变化规律,为进一步研究蛹虫草富集铬离子机制提供了理论依据,为富铬蛹虫草功能性食品的研发奠定了基础。     

蝙蝠蛾拟青霉液体发酵工艺优化及菌丝体腺苷含量的检测

通过摇瓶液体培养的方法,以菌丝体生物量为主要考察指标,筛选蝙蝠蛾拟青霉PH-2菌株液体发酵的培养基成分和条件。进一步采用正交试验,以菌丝体生物量和腺苷含量为联合指标,确定PH-2菌株液体发酵高产菌丝体和腺苷的培养基配方。通过试验获得的最佳配方为：玉米淀粉40g/L,葡萄糖5g/L,玉米浆25g/L,硫酸镁·7H₂O 1g/L,磷酸二氢钾1g/L,硫酸锌1.5g/L,维生素B1 25mg/L;培养条件为：初始pH 6.0,装液量150mL/500mL,接种量8%（V/V）,温度26℃,转速120r/min,培养7d。在该工艺下,菌丝体生物量达到25.2g/L。应用高效液相色谱（HPLC）法,检测到菌丝体中腺苷含量为2.76mg/g。该方法简便、快速、准确,可作为蝙蝠蛾拟青霉菌丝体或其相关产品中腺苷的检测手段。本工艺的优化试验获得了较高的菌丝体收率,菌丝体质量良好。     

忍冬桑黄和蛹虫草共发酵联产真菌多糖初步研究

忍冬桑黄和蛹虫草两种药用真菌均可产活性多糖,共发酵模式是产生新化合物或提高化合物含量或药效的潜在方式。本研究尝试用忍冬桑黄和蛹虫草共发酵联产真菌多糖,并对其共发酵所得的菌丝体多糖开展抗氧化活性试验。结果表明,当忍冬桑黄和蛹虫草预先分别发酵3d和1d后再同时接种共发酵,两菌可以较好地进行共生长,菌体总量和总多糖得率显著高于两菌单独进行发酵时的相应量。进一步对适宜两菌共发酵的培养基进行了优化,获得适宜两菌共发酵高产多糖的培养基组成为：可溶性淀粉30g/L、牛肉粉12g/L、磷酸氢二钾和硫酸镁各1.5g/L。共发酵菌丝体中多糖和黄酮含量均高于两菌单个菌体中的相应含量,但三萜含量和桑黄菌体中的三萜含量没有显著差异。抗氧化活性试验表明,共发酵菌体多糖、忍冬桑黄菌体多糖和蛹虫草菌体多糖对DPPH·自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基均具有清除作用,其中共发酵菌体多糖对3种自由基的清除作用显著强于两菌单个菌体多糖的清除效果。本研究表明忍冬桑黄和蛹虫草共发酵联产真菌多糖具有可行性。     

蛹虫草MF27菌糠多糖对肝细胞氧化损伤的保护作用

蛹虫草是一种可利用大米、小麦等谷物培育的名贵药用真菌,其采收后的菌糠里仍富含许多生物活性物质。本研究立足于蛹虫草菌糠多糖,先分析其化学抗氧化活性,再以H₂O₂诱导氧化应激损伤的LO2细胞为模型,评价其对肝细胞氧化损伤的保护作用,进而解析活性多糖的单糖组分。结果显示,菌糠多糖能够有效清除DPPH自由基、羟基（?OH）自由基和ABTS自由基,EC₅₀分别为0.26mg/mL、1.03mg/mL、0.57mg/mL,提示其具有良好的抗氧化能力;在H₂O₂诱导氧化应激损伤的LO2细胞中,菌糠多糖能有效地保护细胞形态的完整性,并且随浓度梯度递增式地提高细胞存活率,当多糖浓度为5mg/mL时,细胞存活率可达91.83%;在分析其作用机制上,与模型组对比,菌糠多糖能通过调节细胞抗氧化酶SOD（提高4.91倍）和CAT（提高3.40倍）的表达来清除ROS含量（P<0.01）,降低氧化损害;经检测,虫草菌糠活性多糖主要含有葡萄糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸、木糖、半乳糖醛酸、鼠李糖和岩藻糖等单糖。研究结果表明蛹虫草MF27菌糠多糖具有保护肝细胞氧化损伤的作用,为进一步开发和利用虫草菌糠提供了重要理论依据。     

蝉拟青霉液体发酵条件优化

采用液体发酵蝉拟青霉,对蝉拟青霉的发酵条件进行优化,以提高蝉拟青霉胞外多糖产量及生物量。摇瓶发酵条件下,在单因素基础上设计正交实验确定各因素的最佳组合。优化后得最佳发酵培养基:蔗糖8%,牛肉膏0.75%,酵母膏0.125%,MgSO_4·7H_2O 0.3%,KH_2PO_4 0.2%,麸皮0.5%。该条件下胞外多糖产量为5.96 g/L,生物量为42 g/L,较优化前提高了1倍。采用发酵罐进行扩大培养,对分批发酵时的初糖浓度进行了优化,并分析了补料分批发酵对发酵过程的影响。发酵罐培养时最适初糖浓度为5%,此时生物量最高为38 g/L,多糖含量最高为5.5 g/L;采用补料分批发酵时,多糖产量最高为5.89 g/L,生物量最高为40 g/L,效果优于分批发酵。     

蛹虫草多糖和D-甘露醇深层发酵的非结构动力学模型

多糖和D-甘露醇是蛹虫草的重要药理活性成分。本文开展了蛹虫草在分批发酵过程中同时生产多糖和D-甘露醇的发酵动力学研究。利用Sigmoid函数构建了蛹虫草菌丝生长、糖基质消耗、多糖和D-甘露醇的非结构动力学模型,并根据Boltzmann方程拟合求解出各模型参数。结果显示,各模型的实测值和预测值拟合度较好。蛹虫草比生长速率在第1.0天达到最大值（μ_max）1.244d^-1;底物葡萄糖的比消耗速率在第0.6天达到最大值（q_{S, max}）2.163d^-1;多糖比合成速率在第2.0天达到最大值（q_{P, max}）51.852mg/(g·d);D-甘露醇比合成速率在第0.99天左右达到最大值（q_{D, max}）37.963mg/(g·d)。蛹虫草多糖的形成与菌丝细胞的生长呈现部分生长关联型,而D-甘露醇的形成与细胞生长呈现生长关联型关系。研究结果为利用分批发酵规模化同时发酵生产蛹虫草多糖和D-甘露醇提供了理论依据。     

互补交配型配对诱导蛹虫草有性子实体形成

前期我们获得了优良性状蛹虫草Cordyceps militaris野生菌株W141436,其子实体虫草素含量高达3.72 mg/kg干重,子实体多糖高达6.7 g/100 g干重,但在大规模应用中发现它发生退化。针对蛹虫草人工栽培退化问题,我们提出蛹虫草子实体形成是有性生殖过程,其两种交配型发生交配是蛹虫草子实体形成的必要条件。本文基于交配型基因分子标记研究了优良性状蛹虫草野生菌株W141436的退化机制。具体地,采用单孢子分离的方法对蛹虫草野生分离株W141436的子囊孢子进行分离,得到了72个单孢菌株。进一步采用PCR方法对单孢菌株及亲本菌株进行了交配型基因类型鉴定。在72个单孢菌株中,28株为Mat1-1类型交配基因型,31株为Mat1-2类型交配基因型,13株含有与亲本相同的交配型基因。根据鉴定结果,对2株Mat1-1型(SP28、SP33)和2株Mat1-2型(SP15、SP32)菌株进行了栽培实验。结果表明,形成子实体的栽培用亲本菌株同时含有Mat1-1和Mat1-2两种交配类型基因,即只有含不同交配型基因的菌株具有发育为子实体的能力,而含同种交配型基因的菌株则不能发育为子实体。本研究为防止蛹虫草在大规模种植中退化提供了理论依据。     

裸脚菇0612-9液体菌种优化及其对后续发酵产活性物质的影响

裸脚菇0612-9次级代谢产物具有强烈抗青绿霉活性,可作为微生物源防腐剂用于柑橘保藏,但是其发酵周期长,产出能耗大效率低。用摇瓶对裸脚菇0612-9的液体菌种培养基、培养条件进行优化并对优化后液体菌种接种种龄、接种量进行探索,最后用5L发酵罐进行放大发酵验证。取样计数测定菌丝球数量、过滤称重测定菌丝干重、HPLC监测活性物质Ⅱ的积累、牛津杯法评价抗青绿霉活性。经研究最佳碳源为玉米粉和麦芽糖,最佳氮源为蛋白胨,最佳液体菌种培养基组成为：玉米粉30g/L、麦芽糖10g/L、蛋白胨15g/L、KH₂PO₄ 2g/L、MgSO₄·7H₂O 1g/L;最佳培养条件：起始pH 5、接种3×Ф7mm菌块、装液量100mL/250mL三角瓶、温度28℃、转速160r/min;优化前菌丝球数46个/10mL,菌丝干重0.28g/100mL,优化后菌球数达985个/10mL,菌丝干重达0.69g/100mL,分别为优化前的21.4倍、2.43倍;后续发酵使用种龄9d的液体菌种、接种量7.5%。优化后液体菌种在发酵罐中后续发酵周期从10d缩短至5d,缩短50%,产量比优化前提高8.28%。