油酸促进灵芝三萜液态深层发酵的工艺研究及规模化验证

灵芝三萜是灵芝中主要的活性成分之一,前期研究发现油酸可以促进灵芝三萜液态深层发酵下的发酵合成。本研究主要对油酸促进灵芝三萜液态深层发酵的工艺进行优化,并进行3L发酵罐规模的验证。通过单因素实验考察油酸的添加方式、添加时间和添加浓度对灵芝三萜的影响,结合响应面实验,获得最优工艺条件并进行验证：在发酵第32h添加1.21%高温灭菌油酸,最高灵芝三萜含量为42.69mg/g;在发酵第7h添加1.35%过滤除菌油酸,最高三萜含量为43.38mg/g,分别比对照提高2.04倍和2.08倍。在1 000mL摇瓶中添加高温灭菌油酸和过滤除菌油酸,灵芝三萜含量分别为32.18和32.48mg/g,为对照的1.96倍和1.95倍;在3L发酵罐规模下灵芝三萜含量分别为28.66和25.13mg/g,为对照的1.62倍和1.42倍。本研究系统优化了油酸促进灵芝三萜液态深层发酵的工艺条件,并在与工业生产相对应的3L发酵罐上进行验证。该研究可为灵芝三萜的规模化发酵提供重要参考和借鉴。     

海洋中海藻糖产生菌的筛选及发酵条件优化

从180余份海水、海泥样品中筛选得到60株产海藻糖较高的菌株,编号为2-14的菌株海藻糖产量最高,为127.9mg/g cell。对2-14菌株进行形态特征、培养特征及生理生化试验,鉴定该菌株为红酵母属(Rhodotorula sp.)。研究摇瓶发酵条件对红酵母海藻糖产量的影响,结果为:初始pH5.5,发酵温度28℃,装液量75mL(250mL三角瓶中)。采用优化后发酵条件红酵母海藻糖产量为193.3mg/g cell,优化前对照值为132.1mg/g cell,优化后的结果是优化前的1.46倍。在5L发酵罐中培养得到最佳发酵时间为54h,发酵罐培养发酵液中海藻糖含量最高达2.5g/L,为摇瓶培养的1.6倍。     

变转速策略调控灵芝菌丝体发酵高产三萜

灵芝发酵过程中,采用变转速调控策略,对振荡发酵阶段进行优化,以期达到高产三萜的目的。振荡阶段最佳条件为转速由150r/min变为100r/min,该策略与液体静置培养相结合,最终菌丝体三萜产量高达678.0g/L,比优化前提高了21%。振荡发酵阶段的变转速策略有效地提高了三萜的产量。     

灵芝胞内三萜高产菌株的筛选及发酵条件的优化

通过摇床培养实验,从22个灵芝菌株中筛选出三萜高产菌株GL31,通过单因子和正交试验优化了该菌株生产胞内三萜的发酵条件,包括碳源、氮源、无机盐,初始pH,装液量,接种量,发酵时间等。同时研究了GL31发酵过程中生物量、胞内三萜含量及胞内三萜产量的变化曲线,发现该菌株在摇床培养过程中第84h时菌丝内三萜产量高达3.51×102g/100mL;另外先摇床培养84h后再静止培养144h的菌丝三萜含量,菌丝三萜产量分别比仅摇床培养84h的菌丝三萜含量,菌丝三萜产量提高了48.6%和65%,该结果说明静置培养的方式有利于提高菌丝总三萜的含量。且将两种发酵方式菌丝总三萜的最高产量比较,发现先摇床后静置培养的菌丝总三萜最高产量高于仅摇床培养。     

不同植物药提取物对灵芝细胞生长和胞内三萜产物形成的影响

研究了不同植物药的水提和醇提物对灵芝深层发酵过程中菌丝量和胞内三萜产量的影响。将不同植物药的水提物和醇提物分别加入到发酵基础培养基中,培养7d后检测灵芝生物量和胞内三萜含量。结果表明,金银花和枸杞子水提物添加浓度为100mg/L时,可促进灵芝细胞的生长（p＜0.05）。连翘水提物对灵芝生长和胞内三萜的形成都有显著促进作用,当连翘水提物浓度为400mg/L时,胞内三萜产量从对照的（192.54±8.99）mg/L提高到（302.52±3.79）mg/L。金银花和枸杞子醇提物浓度为200mg/L时能显著促进灵芝细胞生长;枸杞子醇提物在同样浓度下还能促进灵芝胞内三萜的形成。但板蓝根和银杏叶水提物和醇提物都对灵芝的细胞生长和胞内三萜形成有较强的抑制作用。     

16种茯苓菌株液体发酵产胞内多糖与三萜的比较研究

筛选茯苓高产胞内多糖和胞内三萜的优良液体发酵出发菌株。采用PDA富集固体平板培养与液体发酵培养测定菌丝体生长速率;采用液体发酵策略分析16种茯苓菌株产胞内多糖与胞内三萜的潜能。实验结果表明菌株生长于固体培养基与种子培养基的生长速率之间没有关联性;降低一级种子培养基初始pH值到4.0时能有效缓解茯苓菌株培养物褐化现象;AS5.137胞内多糖含量最高,达377.60±0.10 mg/g,而DB菌株显示出最高的胞内多糖产量,达1.01±0.13 g/L;Y1菌株胞内三萜含量最高,达83.89±4.28 mg/g,而Jingzhou28菌株胞内三萜产量最高,达136.63±26.66 mg/L。就生产茯苓胞内多糖与胞内三萜而言,AS5.137与DB菌株适合作为液体发酵产胞内多糖的出发菌株;Y1,Jingzhou28,Z(z)与Xingpinzhong菌株均较适合作为液体发酵产胞内三萜的出发菌株。     

假蜜环菌发酵工艺的优化研究

目前,国内普遍采用亮菌固体发酵工艺生产亮菌制剂。采用小型发酵罐液体深层发酵和液体静置发酵对亮菌发酵工艺进行优化研究。液体深层发酵采用28℃,200 r/min,通气量1∶1 v/v·m,培养7 d,亮菌干重为16.55g/L,其中菌丝体中多糖含量为5.42%,蛋白含量为1.75%;液体静置发酵采用500 mL三角瓶,28℃,150 r/min,摇瓶3 d后静置发酵14 d,亮菌干重可达10.69 g/L,发酵液中多糖含量为1.016 g/L,蛋白含量为0.320 g/L。对液体静置发酵进一步研究发现其发酵液中亮菌甲素含量可达3.118 mg/L。由此可见,两种发酵方式在保证生物量和活性成分的前提下,缩短了发酵周期,均优于传统的固体发酵工艺,值得工业生产借鉴。     

灵芝线粒体及其对菌丝生长、主要活性成分影响的分析

线粒体是为细胞提供能量（ATP）的细胞器,携带着自己的DNA——mtDNA,已有多种灵芝属菌株的线粒体基因组相继报道,但对于种内的线粒体基因组的分析较少,对核相同、线粒体不同的菌株间差异的研究也鲜有报道。本研究对两株灵芝线粒体基因组进行组装注释,根据差异片段构建分子标记进行种间分类。结果显示：两株灵芝线粒体基因组大小分别为49 233bp、61 563bp的闭环结构,含有15个常见蛋白编码基因,rRNA大小亚基基因及26个携带氨基酸的tRNA基因,其差异区段主要为内含子序列、大亚基及基因间区。根据cob、cox2基因序列能够进行灵芝种间区分,用于灵芝种间鉴定。本研究还根据灵芝119、灵芝无孢的单核菌株构建同核异质体（TY-119、TY-W）,分析线粒体对菌落形态、菌丝生长速度及多糖、三萜成分的影响,结果显示：同核异质体TY-W与TY-119菌落形态上有一定差异,同核异质体TY-W菌丝生长速度为4.77mm/d,是TY-119菌丝生长速度4.50mm/d的1.06倍,同核异质体TY-119菌丝、子实体阶段多糖含量分别为4.45mg/g、12.14mg/g是TY-W菌丝体多糖含量（3.23mg/g）的1.38倍、子实体多糖含量（10.24mg/g）的1.19倍;同核异质体TY-W菌丝、子实体阶段的三萜含量分别为6.82mg/g、11.45mg/g是同核异质体TY-119菌丝体三萜含量（9.26mg/g）的0.74倍,子实体三萜含量（9.10mg/g）的1.26倍。利用高效液相色谱分析同核异质体中灵芝酸含量显示同核异质体TY-W灵芝酸A、灵芝酸E、灵芝酸F含量分别为3.77μg/mL、14.29μg/mL、12.91μg/mL;是TY-119灵芝酸A含量（2.59μg/mL）的1.46倍、灵芝酸E含量（13.65μg/mL）的1.17倍、灵芝酸F含量（12.72μg/mL）的1.06倍。对同核异质体菌丝、子实体阶段多糖、三萜合成通路关键基因（pgm、ugp、gls、hmgs、hmgr、mvd、fps、sqs）表达量进行检测,显示两菌株间多数基因具有显著性差异。结果表明线粒体的不同会影响灵芝菌落形态、菌丝生长速度及多糖、三萜的含量,有助于我们进一步研究线粒体基因组。     

灵芝-银杏双向液体发酵条件优化及抗氧化的研究

本研究采用双向液体发酵技术,以灵芝作为出发菌株,银杏叶为药性基质,以发酵产物的抗氧化活性为检测指标,通过单因素及正交实验,对双向发酵条件进行了优化,并进一步对发酵后的活性物质进行了检测。结果表明,灵芝‐银杏双向液体发酵的最佳条件为:银杏叶接种量为0.15g/100m L、初始p H 8.0、发酵时间9d、添加银杏叶的发酵时间为第2天,在此基础上,菌株的还原力达到0.731;活性物质多糖含量为245.20mg/g,三萜含量为70.96mg/g,总黄酮质含量为10.98mg/g,分别是对照的2.38倍、1.96倍和2.10倍。     

蛹虫草蓝光诱导两步法发酵产类胡萝卜素

采用黑暗摇瓶发酵和蓝光照射静置培养的两步培养法,进行蛹虫草(Cordyceps militaris L.)液体发酵产类胡萝卜素的蓝光诱导。结果表明蛹虫草在2d的黑暗培养和5d的蓝光照射静置培养后,其类胡萝卜素的含量可达到最高值558.4μg/gFW。而以黑暗摇瓶培养2d后,进行不同时间的蓝光照射静置培养。结果表明,蓝光照射最初2d,蛹虫草类胡萝卜素含量变化不明显,随后快速增加,并在第5天达到最大值558.4μg/gFW,随后类胡萝卜素的含量并无明显变化。通过研究解决了蛹虫草液体发酵产类胡萝卜素的培养过程中蓝光的给光问题。     

灵芝悬浮培养中添加微颗粒Talc对灵芝酸产生的影响

灵芝酸是灵芝中重要的药理活性物质,其低产量限制了它的广泛应用和深入研究,高效提高液体发酵中灵芝酸的含量十分必要。以CGMCC 5.65为材料,在悬浮培养条件下,研究添加微颗粒Talc对灵芝酸产生的影响。结果表明,微颗粒Talc添加显著减小了灵芝细胞粒径,对照组为(3.33±0.16)mm,15g/L微颗粒Talc添加组为(2.04±0.12)mm。灵芝细胞中单体灵芝酸和总灵芝酸的含量在微颗粒Talc添加条件下也显著提高。15g/L微颗粒Talc添加组的总灵芝酸含量达到(1.51±0.02)mg/100mg细胞干重,GA-Mk、GA-T和GA-Me的含量最高为(6.02±0.29)、(5.08±0.14)和(1.71±0.09)μg/100mg细胞干重,分别是对照的1.6、4、1.9和1.4倍。另外,15g/L微颗粒Talc添加条件下鲨烯和羊毛甾醇的最大积累量分别为(3.69±0.23)和(34.86±6.41)μg/100mg细胞干重,是对照的2.6和4.2倍;灵芝酸生物合成途径关键基因fps和cyp-5150l8的表达量最高为对照的2.35和1.53倍。     

外源物质对灵芝多糖和β-葡聚糖发酵的影响

研究了14种外源物质（化合物）对灵芝细胞生长和发酵合成多糖和β-葡聚糖的影响。结果表明,连翘水提物（3g/L）对灵芝细胞生长具有显著促进作用;薏苡仁酯（3g/L）对灵芝胞内多糖和β-葡聚糖的合成均具有促进作用;而桔梗水提物、硝酸铈铵、硝酸镨、茉莉酸甲酯和硝普钠对灵芝细胞生长和产物合成均具有抑制作用。进一步通过Box-Behnken试验设计和响应面法分析,建立了添加薏苡仁酯发酵产β-葡聚糖的二次多项式模型,经分析得到产β-葡聚糖的最优条件为：薏苡仁酯添加量10.5g/L、接种量16%、添加时间第88小时、发酵初始pH 7.00。在此条件下获得β-葡聚糖的产量可达(40.67±8.43)mg/L,与未添加薏苡仁酯的对照组相比,提高了41.86%;多糖产量为(0.99±0.21)g/L,与对照组相比,提高了31.99%。结果提示所得添加薏苡仁酯的优化条件可定向诱导灵芝β-葡聚糖的合成,同时也表明在灵芝液体发酵体系中添加薏苡仁酯发酵产多糖和β-葡聚糖具有一定的实用价值。     

Statistical optimization of medium components for the production of Antrodia cinnamomea AC0623 in submerged cultures

The nutritional medium requirement for biomass and triterpenoid production by Antrodia cinnamomea AC0623 strain was optimized. Box–Behnken was applied to optimize biomass and triterpenoid production. According to response surface methodology (RSM), the optimum concentrations of N-source were determined. The results indicate that when a submerged culture in shake flasks was operated at 28°C, initial pH 5.5, and rotation speed 105 rpm, the biomass and triterpenoid content in dry basis could be increased to 3.20% (w/w) and 31.8 mg/g, respectively. The experiments were further scaled up to 100- and 700-l fermentors. Higher content of triterpenoids (63.0 mg/g) was obtained in 700-l fermentations by means of the control of cultural conditions and the modification of medium composition based on the RSM.     

桑木层孔菌液体培养条件的研究

对桑木层孔菌(Phellinus mori)液体发酵条件进行了研究,以生物量和胞外多糖为指标,通过L16(45)和L9(34)正交表进行了两次正交试验,筛选出桑木层孔菌最适液体培养条件为:麦芽糖30 g/L,酵母浸粉和蛋白胨15 g/L(质量比2 1),KH2PO4和CaCl25.5 g/L(质量比1 1),初始pH6.0;通过单因素试验筛选出最适装液量为120 mL/250 mL,最适接种量为10%。在此条件下液体发酵培养7 d后,桑木层孔菌生物量达到23.375 g/L,胞外多糖产量达到3.993 g/L。     

适合飞虱虫疠霉菌丝生产的液体培养基组分及发酵条件

蚜虫、飞虱、叶蝉等是威胁农业生产的刺吸式口器害虫,长期以来依赖化学农药防治,严重影响农产品的安全性和农业生态环境.探讨这类害虫的生物防治途径,减轻农产品化学农药的残留污染,一直受到国内外学者的关注.虫霉(En-tomophthorales)的许多种类具有优异的诱病杀虫能力,尤其通过主动弹射孢子而在害虫种群中高强度流行的特征,可在短期内迅速压低虫口密度,是极其重要的杀虫微生物资源[1～3].     

灵芝子实体中不同极性的三萜体外抗肿瘤及抗炎活性比较

为了解灵芝中不同极性三萜活性的差异,运用大孔树脂将灵芝总三萜根据极性大小进行分段,采用高效液相法分析各极性部分的HPLC指纹图谱和三萜含量,并比较其对不同肿瘤细胞增殖的抑制作用和抗炎活性。结果显示D-101大孔树脂可以有效地将灵芝总三萜分为中等极性和低极性两部分,两部分的三萜含量分别为(279.00±2.90)mg/g、(94.52±2.03)mg/g。其中,低极性三萜的体外抗肿瘤活性明显强于中等极性三萜,其对K562、SW620、L1210细胞增殖抑制的IC₅₀值分别为(74.12±1.94)μg/mL、(121.45±2.13)μg/mL、(13.52±1.13)μg/mL。另外,低极性三萜对RAW264.7细胞呼吸爆发的抑制作用也明显强于中等极性三萜。进一步对低极性三萜和中等极性三萜单体的抗炎活性进行比较,发现低极性三萜灵芝烯酸F、灵芝酸DM、灵芝醇B对RAW264.7细胞呼吸爆发的抑制作用明显强于极性较高的灵芝酸C₂、灵芝酸A。该研究阐明了灵芝子实体中不同极性三萜部位的抗肿瘤及抗炎活性并不相同,为将来新药开发和灵芝质量标准的改进建立了基础。     

Improved cordycepin production in a liquid surface culture of <Emphasis Type="Italic">Cordyceps militaris</Emphasis> isolated from wild strain

A Cordyceps militaris NBRC 10352-3 strain that was isolated from C. militaris NBRC10352 produced 68 mg of cordycepin from 100 mL of medium, which was the highest level of cordycepin among 60 isolates from three C. militaris (NBRC 9787, 100741 and 103752) strains. Interestingly, a liquid surface culture of C. militaris NBRC 103752-3 produced 2-fold cordycepin to that in a submerged culture. Cordycepin production was significantly affected by specific surface area (SSA) in the liquid surface culture, and 120.9 mg of cordycepin was produced on SSA of 1.57/cm (from 50 mL medium). The addition of glycine and adenine as an additive to its culture medium was optimized by an experimental design. When 6.75 g/L of adenine was added to the culture, 312.2 mg of cordycepin (apparent concentration: 6.2 g/L) was produced from 50 mL medium, improving the cordycepin production by 4.6-fold. In this study, the production and productivity of cordycepin were significantly improved in C. militaris wild type by a single cell colony isolation and additives without adopting any mutational technologies. This C. militaris NBRC 10352-3 strain can be used as a new cordycepin-hyperproducing one, instead of a cordycepin-hyperproducing mutant.     

Production of mycelia and exo-biopolymer from molasses by Cordyceps sinensis 16 in submerged culture

The molecular weight of exo-biopolymer obtained from a submerged culture of Cordyceps sinensis 16 consisted of a main unit and a subunit of 126 and 68 kDa, respectively. The optimal medium for the production of mycelia and exo-biopolymer was determined to be molasses containing 2% sucrose, 0.9% yeast extract, 0.3% K2HPO4, and 0.4% CaCl2. Using optimized medium, maximum productions of mycelia and exo-biopolymer in shake-flask culture were 54.0 g/L and 28.4 g/L, respectively. This study suggests that large-scale production of mycelia and exo-biopolymer by C. sinensis 16 is possible in submerged culture.     

海洋真菌Diaporthe sp.产真菌环氧二烯发酵条件的优化

从海洋木栖真菌HLY-2分离得到的真菌环氧二烯(Mycoepoxydiene)是新发现的高抗肿瘤活性化合物。通过正交设计,改良普通半海水PD培养基的配方,比较固体和液体两种发酵方法,得到了使该化合物产量大幅提高的最佳培养条件:在固体发酵条件下土豆250g/L,海水300mL/L,葡萄糖30g/L,乳糖50g/L,磷酸二氢钾0·65mmol/L,硫酸铵1g/L,产量高达543mg/L,比普通的PD培养基提高了43倍,也比液体发酵的最高产量提高了近15倍。同时还对固体发酵和液体发酵造成的产量差异进行了分析。并检验了发酵产物的抗肿瘤活性。