靈芝菌株(Ganoderma lucidum CFCC6043)液體發(fā)酵全米糠麩皮及多糖活性的研究.pdf

1、名貴的藥食兩用真菌靈芝具有多種重要的生物活性,如抗衰老、降血壓、降血糖、免疫調(diào)節(jié)等。由于市場需求越來越大,除栽培生產(chǎn)外,可考慮應(yīng)用深層發(fā)酵的技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)靈芝菌絲體,并從中提取靈芝菌絲多糖。此方法成本低,周期短,產(chǎn)量大,操作易控制,已經(jīng)成為開發(fā)名貴食用真菌的熱點(diǎn)之一。
　　米糠麩皮含有非常豐富的營養(yǎng)物質(zhì),來源廣,價(jià)格低廉。本研究的目標(biāo)是利用一株靈芝菌株(Ganoderma lucidum CFCC6043)高值化轉(zhuǎn)化全米糠麩皮,將

2、米糠麩皮代替培養(yǎng)基中的價(jià)格較高的碳源和氮源,進(jìn)行靈芝液體發(fā)酵,對靈芝的液體培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化,建立生長動(dòng)力學(xué)模型,復(fù)合酶法提取多糖,測定純化的靈芝多糖體外抗氧化活性,并為對比研究之需建立起所用菌株的相關(guān)數(shù)據(jù)。研究的主要內(nèi)容及結(jié)果如下所述。
　　(1) Ganoderma lucidum CFCC6043在全米糠麩皮液體發(fā)酵培養(yǎng)基中菌絲干重、菌絲多糖回歸方程及培養(yǎng)基優(yōu)化
　　采用U10*(104)均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì),以靈芝菌株的混合菌絲

3、干重Y1、菌絲混合多糖Y2為因變量,米糠x1、麩皮x2、磷酸二氫鉀x3、七水硫酸鎂x4為自變量,經(jīng)SPSS線性回歸,方程分別為:Y=0.680x1+0.597x2+0.926 Y2=0.059x1+0.053x2-0.078
　　經(jīng)綜合分析,得到在試驗(yàn)范圍內(nèi)最佳培養(yǎng)基組成為米糠5 g/100 mL、麩皮5g/100 mL、磷酸二氫鉀0.3 g/100 mL、七水硫酸鎂0.3 g/100 mL,此時(shí)Y1、Y2分別為7.311 g/1

4、00mL,0.482g/100mL。
　　(2) Ganoderma lucidum CFCC6043生長動(dòng)力學(xué)方程的回歸求取
　　根據(jù)Logistic模型方程,運(yùn)用SPSS軟件采用非線性回歸得出不同條件下Cx,max、μm的值,再進(jìn)行二次項(xiàng)線性回歸,得到μm=f(x1,x2)、Cx,max=f(x1,x2)的函數(shù)關(guān)系式,所建立的靈芝菌株生長的動(dòng)力學(xué)模型方程為:Cx(t)=0.051exp[(2.151-0.345x+0.1

5、42x2+0.027x12-0.009x1x2)t]/1-[0.051/(0.239+0.016x1+0.028x2+0.006x12)]{1-exp[(2.151-0.345x1+0.142x2+0.027x12-0.009x1x2)t]｝式中x1:米糠量(g/100 mL),x2:麩皮量(g/100 mL),t:發(fā)酵時(shí)間(d),Cx(t):菌絲干重量(g/100 mL)。
　　通過靈芝菌株生長的動(dòng)力學(xué)模型方程,進(jìn)一步驗(yàn)證了理論

6、,靈芝菌株的生長基本符合Logistic方程,是一個(gè)半理論半經(jīng)驗(yàn)的模型。
　　(3) Ganoderma lucidum CFCC6043液體發(fā)酵全米糠麩皮所產(chǎn)多糖的復(fù)合酶法提取
　　采用復(fù)合酶法對靈芝多糖進(jìn)行提取,利用Design Expert7.0進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì),優(yōu)化試驗(yàn)參數(shù),得到靈芝多糖提取的最優(yōu)工藝。
　　根據(jù)單因素試驗(yàn),確定了果膠酶和纖維素酶的最佳pH為5,在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過響應(yīng)面的分析,得到靈芝多糖提

7、取的最佳條件為:纖維素酶的添加量A為2％,果膠酶的添加量B為1.56％,酶解時(shí)間C為1.04h,酶解溫度D為47.32℃,在此條件下,靈芝多糖的提取量為129.405mg/g。
　　應(yīng)用響應(yīng)面軟件Design Expert7.0,得出的靈芝多糖提取量的模型方程為:
　　多糖提取量(mg/g)=-1278.56+110.87A+275.63B+16.99C+46.20D-33.95AB-26.28A C+2.70AD+24.6

8、5 BC-2BD+1.35CD-44.45A2-44.57B2-32.12C2-0.53D2
　　(4) Ganoderma lucidum CFCC6043液體發(fā)酵全米糠麩皮所產(chǎn)多糖的理化性質(zhì)表征
　　將10L發(fā)酵罐培養(yǎng)了靈芝菌絲體經(jīng)過脫色、脫蛋白處理后得到的菌絲多糖和胞外多糖,進(jìn)行了理化檢測,證明多糖為不含有氨基酸,游離蛋白質(zhì)的非淀粉類多糖;對靈芝菌絲多糖和胞外多糖在波長190～400nm范圍內(nèi)進(jìn)行紫外掃描,驗(yàn)證了多糖不

9、含有蛋白質(zhì)和核酸;對菌絲多糖和胞外多糖進(jìn)行紅外光譜4000～400cm-1波長掃描,從譜圖中可分析得到菌絲多糖和胞外多糖具有一般多糖類物質(zhì)的特征吸收峰。
　　(5) Ganoderma lucidum CFCC6043液體發(fā)酵全米糠麩皮所產(chǎn)多糖的體外抗氧化活性的試驗(yàn)
　　隨著菌絲多糖和胞外多糖濃度的增加,羥基自由基的清除率、還原能力、超氧陰離子的清除率均不斷增強(qiáng)。在濃度為1mg/mL,菌絲多糖和胞外多糖的羥基自由基的清除率達(dá)