用冬蟲夏草菌株液體發(fā)酵米糠麩皮全料的比較研究.pdf

1、冬蟲夏草（Cordycepssinensis）是一種藥食兩用真菌，含有蟲草素、多糖、蛋白質(zhì)、核苷酸、氨基酸、脂肪酸等多種活性成分，具有各種生理作用，如抗腫瘤、抗氧化、降血糖、降血脂、增強(qiáng)免疫等，冬蟲夏草液體發(fā)酵菌絲體可作為制造高附加值保健食品的原料使用。中國(guó)是水稻和小麥生產(chǎn)大國(guó)，米糠和麩皮的產(chǎn)量較大，但米糠和麩皮高效高值化深加工利用的途徑還有待進(jìn)一步開發(fā)。為將冬蟲夏草菌絲體的價(jià)值優(yōu)勢(shì)和米糠麩皮深加工開發(fā)利用的需求加以結(jié)合，本研究圍繞用冬

2、蟲夏草菌株液體發(fā)酵米糠和麩皮得到價(jià)值更高的冬蟲夏草菌絲原料這一目的，通過(guò)比較研究的方法，揭示已有菌株和誘變得到的菌株液體發(fā)酵米糠麩皮全料的效果，以求開發(fā)出一種冬蟲夏草菌株發(fā)酵米糠麩皮全料的新的理論和技術(shù)。研究?jī)?nèi)容包含了補(bǔ)充原始菌株發(fā)酵米糠麩皮全料的工藝和動(dòng)力學(xué)模型的研究、誘變獲得新的高效菌株、新菌株發(fā)酵米糠麩皮全料的工藝和動(dòng)力學(xué)模型、新菌株發(fā)酵物的理化性質(zhì)以及新舊菌株之間發(fā)酵米糠麩皮效果的對(duì)比。研究的具體內(nèi)容、方法和結(jié)果如下所述。

3、>　?。?）原始菌株發(fā)酵米糠麩皮全料的工藝和動(dòng)力學(xué)模型的研究
　　按U35(57)設(shè)計(jì)表開展均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)，研究原始菌株Cordyceps sinensis CFCC83924液體發(fā)酵米糠麩皮全料時(shí)，各因素如米糠添加量、麩皮添加量、KH2PO4添加量、MgSO4·7H2O添加量以及轉(zhuǎn)速、溫度、時(shí)間對(duì)表征發(fā)酵結(jié)果的指標(biāo)混合菌絲干重、混合菌絲多糖重量、胞外多糖重量、pH、混合菌絲濕重的影響。利用SPSS軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行多元線性回歸以及

4、非線性回歸，可以得到5個(gè)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)方程和1個(gè)理論動(dòng)力學(xué)方程，利用Excel進(jìn)行規(guī)劃求解，并考慮目標(biāo)物的總產(chǎn)量，預(yù)測(cè)可得米糠重量、麩皮重量、KH2PO4重量、MgSO4·7H2O重量、轉(zhuǎn)速、溫度、時(shí)間分別為8 g、8 g、0.15 g、0.15 g、150 r/min、20℃、5 d時(shí)，100 mL發(fā)酵培養(yǎng)基所得的混合菌絲干重、混合菌絲多糖和胞外多糖的重量均取得較大值，分別為12.0 g、482.9 mg、1439.2 mg，此時(shí)pH為5

5、.71，混合菌絲濕重為47.6 g。與課題組前人所得到的Cordyceps sinensis CFCC83924液體發(fā)酵米糠麩皮全料的發(fā)酵效果相比，發(fā)酵參數(shù)范圍更寬，每100 mL發(fā)酵培養(yǎng)基所得到的目標(biāo)物產(chǎn)量顯著提高，提出的新的經(jīng)驗(yàn)和理論發(fā)酵動(dòng)力學(xué)方程可作為理論依據(jù)，用作后續(xù)研究的對(duì)照使用。
　?。?）誘變獲取新的高效菌株研究
　　為獲得液體發(fā)酵米糠麩皮全料性能更好的冬蟲夏草菌株，對(duì)Cordycepssinensis CFC

6、C83924進(jìn)行紫外誘變，以菌絲生長(zhǎng)速率、混合菌絲干重、混合菌絲多糖重量和胞外多糖重量為指標(biāo)，經(jīng)十批初篩，五代平板復(fù)篩、五代發(fā)酵穩(wěn)定性篩選，獲得生長(zhǎng)較快、高產(chǎn)菌絲和多糖的誘變菌株CordycepssinensisJSU1401。該菌株的生長(zhǎng)速率為1.4±0.03 cm/d，100 mL發(fā)酵培養(yǎng)基得到的混合菌絲干重、混合菌絲多糖重量、胞外多糖重量分別為3.8±0.06 g、198.1±26.09 mg、190.5±5.49 mg。與相同條

7、件下冬蟲夏草原始菌株的結(jié)果相比（1.2±0.05 cm/d、3.7±0.06 g、144.9±6.35 mg、145.8±10.15 mg），分別增加了18.9％、3.5%、36.7%、30.7%，新菌株的發(fā)酵效果顯著高于原菌株。
　?。?）誘變菌株的單因素試驗(yàn)
　　對(duì)CordycepssinensisJSU1401液體發(fā)酵米糠麩皮的3個(gè)指標(biāo)（混合菌絲干重、混合菌絲多糖重量及胞外多糖重量）進(jìn)行了4個(gè)單因素（100 mL初始發(fā)

8、酵培養(yǎng)基中的米糠、麩皮、KH2PO4、MgSO4·7H2O的重量）試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果顯示米糠、麩皮的重量對(duì)3個(gè)指標(biāo)影響顯著，KH2PO4的重量對(duì)混合菌絲干重影響顯著，MgSO4·7H2O的重量對(duì)混合菌絲多糖影響顯著。
　?。?）誘變菌株發(fā)酵米糠麩皮全料的工藝和動(dòng)力學(xué)模型的研究
　　按U24(245)設(shè)計(jì)表開展均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)，研究誘變菌株Cordyceps sinensis JSU1401液體發(fā)酵米糠麩皮全料

9、時(shí)，各因素如100 mL初始發(fā)酵培養(yǎng)基中的米糠重量、麩皮重量、KH2PO4重量、MgSO4·7H2O重量、時(shí)間對(duì)表征發(fā)酵結(jié)果的指標(biāo)混合菌絲干重、混合菌絲多糖重量、胞外多糖重量的影響。利用SPSS軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行多元線性回歸以及非線性回歸，可以得到3個(gè)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)方程和1個(gè)理論動(dòng)力學(xué)方程，利用Excel進(jìn)行規(guī)劃求解，并考慮目標(biāo)物的總產(chǎn)量，預(yù)測(cè)可得米糠重量、麩皮重量、KH2PO4重量、MgSO4·7H2O重量、時(shí)間分別為4.8 g、4.8 g、

10、0.25 g、0.0075 g、3 d，并控制轉(zhuǎn)速為150 r/min，溫度為23℃時(shí)，100 mL發(fā)酵培養(yǎng)基獲得的混合菌絲干重、混合菌絲多糖重量和胞外多糖重量均取得較大值分別為7.0 g、404.4 mg、878.6 mg，與原始菌株同條件下發(fā)酵結(jié)果（5.5 g、337 mg、828.9 mg）相比分別增加了為27%、20%、6%，新菌株的發(fā)酵工藝和發(fā)酵動(dòng)力學(xué)模型為新菌株的實(shí)際應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)和參數(shù)選擇計(jì)算的依據(jù)，但因其適用范圍窄于

11、（1）的原始菌株的試驗(yàn)范圍，故無(wú)法比較兩者在上限時(shí)的指標(biāo)數(shù)值。
　?。?）誘變菌株理化性質(zhì)的研究
　　研究Cordyceps sinensis JSU1401發(fā)酵菌絲的理化性質(zhì)，結(jié)果表明提取的菌絲多糖為非淀粉類多糖，不含或含少量蛋白質(zhì)和氨基酸。菌絲多糖具有明顯的抗氧化作用，可以有效清除DPPH，具有較高還原力，且抗氧化活性隨菌絲濃度的增加而增強(qiáng)。與原始菌株相比，所得菌絲多糖種類相同，還原力接近，增加了菌株DPPH的清除力的試