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.     

蛹虫草菌胞外多糖发酵及其发酵动力学

蛹虫草菌(Cordyceps militaris)胞外多糖(EPS)的发酵过程和发酵动力学进行了研究。基于Logitic方程和Luedeking-Piret方程,得到了描述发酵过程的动力学数学模型和模型参数,同时对实验数据与模型进行了验证比较。模型计算与实验结果拟合良好,模型正确地反应了蛹虫草菌胞外多糖的发酵过程及其动力学机制。     

蛹虫草中虫草素、虫草多糖综合提取工艺研究

以蛹虫草为材料．采用超声波水提法、超声波醇提法、水热回流法和醇热回流法4种提取方法选择虫草素和虫草多糖的最优提取办法．并用正交试验方法考察水热回流法中提取温度、提取次数、提取时间、料液比4个因素对虫草素、虫草多精综合提取效率的影响．以确定从蛹虫草中综合提取虫草素、虫草多糖最佳工艺。结果表明．水热回流法是提取虫草多糖和虫草素的最优提取方法．其最佳工艺条件为：用10倍量的水于80℃热回流提取3次．每次90min。     

蛹虫草胞外多糖的研究I．半乳甘露聚糖(CM-I)的纯化和结构研究

从蛹虫草菌体培养液中提取水溶性粗多糖经分离纯化,得一种含有少量蛋白的半乳甘露聚糖CM-I,分子量2．7×10’,[a]19d=十54．7°。糖组成摩尔比,半乳糖： 甘露糖=6：5。经高碘酸氧化,Smith降解,部分酸水解,半乳糖苷酶解,1H-NMR分析,完全甲基化与GC及GC-MS分析,证明：多糖CM-I具有高度分枝结构,其以β-(1→2)连接的甘露糖为主干,枝链由较大量的β-(1→6)半乳糖和较大最的β-(1→2)呋喃半乳糖构成,分别连接在主干的0-4和0一6上。     

蛹虫草胞外多糖的研究 Ⅰ.半乳甘露聚糖(CM-I)的纯化和结构研究

从蛹虫草菌体培养液中提取水溶性粗多糖经分离纯化,得一种含有少量蛋白的半乳甘露聚糖CM-Ⅰ,分子量2.7×10~4,[α]_D~(19)=+54.7°。糖组成摩尔比,半乳糖:甘露糖=6∶5。经高碘酸氧化,Smith降解,部分酸水解,半乳糖苷酶解,~1H-NMR分析,完全甲基化与GC及GC-MS分析,证明:多糖CM-Ⅰ具有高度分枝结构,其以β-(1→2)连接的甘露糖为主干,枝链由较大量的β-(1→6)半乳糖和较大量的β-(1→2)呋喃半乳糖构成,分别连接在主干的0—4和0—6上。     

药用真菌桑黄液体深层发酵条件的优化

以菌丝体生物量和多糖产量为主要指标,对桑黄(鲍氏层孔菌)的深层发酵条件进行了优化,通过单因素试验和四因素三水平正交试验筛选出了桑黄液体发酵的培养基,结果表明,最适培养基为:葡萄糖5g/L,玉米粉40g/L,豆饼粉20g/L,KH2PO41.5g/L,MgSO41g/L。进一步通过培养条件的优化,得到最适菌丝体生长的液体发酵条件为:培养温度28℃,摇床转速140r/min,pH值自然,接种量10%,装液量100mL(250mL三角瓶),发酵周期132h。     

蛹虫草水溶性多糖含量测定方法的比较与优化

已报道文献中蛹虫草多糖含量差异非常大,通过比较分析发现差异主要在于干扰物质的去除。结合高效阴离子色谱对干扰物质的测定,对常见的几种蛹虫草多糖提取测定方法进行了分析比较,在此基础上建立了去除干扰物的蛹虫草多糖测定方法。该方法简便、快速、精确,经系统的方法学考察证明,是一种分析蛹虫草多糖较好的方法。     

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。     

高产蛹虫草菌株发酵培养基的研究

在单因素试验初步确定高产蛹虫草菌株发酵培养基的基础上,以蛹虫草茵丝体中腺苷含量为指标,进行11因素2水平Plackett—Burman试验设计试验,结合多元一次回归模型和F检验方法,筛选出发酵培养基中影响显著的组分酵母浸粉、蔗糖和维生素B1,采用旋转中心组合设计方法对这三个组分进行进一步优化,结合多元二次回归模型和响应面分析,获得高产蛹虫草菌株的最佳培养基（g／L）：蔗糖18．85、蛋白胨10、酵母浸粉18．97、KH2PO,3、MgSO4 3、维生素Bl0．235、ZnCl20．011、（NH4）2S0410。验证试验结果表明蛹虫草腺苷得率较单因素优化获得的发酵培养基提高了26．91％。     

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。     

人工培养蛹虫草与野生冬虫夏草氨基酸含量的比较

对人工培养蛹虫草与青海产野生冬虫夏草的氨基酸含量进行测定,结果表明:野生冬虫夏草中所含有的各种氨基酸,在人工培养虫草的子实体及菌丝体中都有存在;且后者的精氨酸及脯氨酸含量明显高于野生冬虫夏草。由此为鉴定人工培养虫草的质量,进一步为工业规模开发与利用人工培养虫草,提供了科学理论依据。     

蛹虫草子实体多糖的分离纯化

目的:研究人工培养蛹虫草子实体多糖的分离纯化方法.方法:多糖经脱色、醇析、除蛋白及乙醇分级沉淀,采用Seph-adex G100柱层析纯化.结果:60℃脱色9h脱色率达70.72％.醇析最优条件为:无水乙醇,24h,4倍乙醇.Sevag法抽提30min重复6次除蛋白率达84.09％;抽提lh重复3次、6次除蛋白率分别为81.14％、84.47％,多糖损失率分别为27.03％、43.16％.木瓜蛋白酶除蛋白最优条件为70℃,1:10,2h,除蛋白率为25.67％.粗多糖经乙醇分级沉淀得2种粗多糖成分,分别经Sephadex G100柱层析可进一步纯化为3种较纯多糖成分.结论:采用乙醇分级沉淀及Sephadex G100柱层析纯化粗多糖可得到3种较纯多糖成分,纯化效果较好.     

蛹虫草研究进展

蛹虫草（Cordyceps militaris）作为一种药（食）用菌已经被广泛接受,在药理作用、有效成分、人工栽培等方面得到了广泛而深入的研究,具有重要开发价值。依据近年来的有关研究成果,就以上3个方面的研究进展状况展开论述,为蛹虫草进一步的研究与开发提供参考。     

蛹虫草退化菌株的特征研究

蛹虫草作为虫草资源和健康食品之一业已产业化人工栽培。但是,蛹虫草菌种在继代培养过程中的频繁退化不仅导致其产量的急剧下降,而且成为影响行业发展的核心技术问题。作者研究了蛹虫草退化菌株与正常菌株在交配型、dsRNA感染、色度和脱氢酶活性的特征差异性。结果表明,退化菌株的脱氢酶活性和在色度培养基中的脱色能力都明显弱于正常菌株;而在交配型和dsRNA感染方面,两者未表现出差异。这一结果为蛹虫草人工栽培过程中退化菌种的早期检测提供了快速的方法。     

A comparative study on the production of exopolysaccharides between two entomopathogenic fungi Cordyceps militaris and Cordyceps sinensis in submerged mycelial cultures

AIMS: The present study comparatively investigates the optimal culture conditions for the production of exopolysaccharides (EPS) and cordycepin during submerged mycelial culture of two entomopathogenic fungi Cordyceps militaris and Cordyceps sinensis. METHODS AND RESULTS: Fermentations were performed in flasks and in 5-l stirred-tank fermenters. In the case of C. militaris, the highest mycelial biomass (22.9 g l(-1)) and EPS production (5 g l(-1)) were achieved in a medium of 40 g l(-1) sucrose, 5 g l(-1) corn steep powder at 30 degrees C, and an initial pH 8.0. The optimum culture conditions for C. sinensis was shown to be (in g l(-1)) 20 sucrose, 25 corn steep powder, 0.78 CaCl2, 1.73 MgSO4.7H2O at 20 degrees C, and an initial pH 4.0, where the maximum mycelial biomass and EPS were 20.9 and 4.1 g l(-1) respectively. Cordycepin, another bioactive metabolite, was excreted at low levels during the early fermentation period (maximum 38.8 mg l(-1) in C. militaris; 18.2 mg l(-1) in C. sinensis). CONCLUSIONS: The two fungi showed different nutritional and environmental requirements in their submerged cultures. Overall, the concentrations of mycelial biomass, EPS and cordycepin achieved in submerged culture of C. militaris were higher than those of C. sinensis. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: C. militaris and C. sinensis are representative insect-born fungi which have been longstanding and widely used as traditional medicines in eastern Asia. Comparative studies between two fungi are currently not available and this is the first report on the optimum medium composition for submerged culture of C. sinensis.     

蛹虫草线粒体基因型快速检测体系的构建及线粒体遗传稳定性的初步研究

本研究的目的是建立一种快速确定蛹虫草菌株线粒体基因型的技术体系,并探讨蛹虫草连续传代培养后线粒体的遗传稳定性。从已知线粒体基因组的蛹虫草菌株中扩增线粒体内含子位点,将扩增产物混合并制作出两套DNA分子量标准,即在8个内含子位点分别具有内含子的8条扩增条带组成的M-I和在6个内含子位点分别缺失内含子的6条扩增条带组成的M-II。从待检测的蛹虫草菌株（包括3个已知和2个未知线粒体基因组的菌株）中扩增同样的（假定）内含子位点,然后通过琼脂糖凝胶电泳分别与制备好的两个DNA分子量标准进行比较,能够准确判断蛹虫草菌株的线粒体内含子分布模式,从而验证了所构建的线粒体基因型快速检测体系的有效性。选择10个蛹虫草组织分离菌株和8个单分生孢子菌株连续转接培养15代,没有发现线粒体内含子分布模式发生改变。本研究成功构建了快速检测蛹虫草线粒体基因型的技术体系,并发现蛹虫草线粒体具有很高的遗传稳定性,为开展蛹虫草线粒体遗传规律的研究奠定了基础。     

蛹虫草光受体研究进展

光调控真菌的生长发育和代谢产物合成,是大多数食用菌子实体分化必不可少的环境因子。蛹虫草是一种具有重要药用价值的食用真菌,光因素对蛹虫草的分生孢子数量、生长速率、子实体发育、昼夜节律以及次级代谢产物虫草素和类胡萝卜素的合成均有较大的影响。目前,基于蛹虫草全基因组的解析和遗传操作系统的建立,已鉴定出7种光受体,white collar-1（WC-1）、WC-2、Drosophila-Arabidopsis- Synechocystis-human type cryptochromes（CRY-DASH）、CRY-2、环丁烷嘧啶二聚体光裂合酶（cyclobutane pyrimidine dimer,CPD）、VIVID（VVD）和光敏色素（phytochrome,PHY）。本文较系统地总结了上述光受体的蛋白结构特征,全面阐述了光受体介导光信号调控蛹虫草菌丝生长、子实体发育及次级代谢产物合成等方面的分子机制,并对后续研究进行了展望,为深入研究蛹虫草光受体的具体功能和相关机制提供参考。