裂褶菌多糖固體發(fā)酵制備、提取及性質(zhì)研究.pdf

1、裂褶菌是一種大型食藥兩用真菌，具有很高的食用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。裂褶菌多糖(Schizophyllan，SPG)是可從裂褶菌子實(shí)體、菌絲體以及發(fā)酵液中提取的一種活性多糖，因具有顯著的抗癌和免疫調(diào)節(jié)活性而倍受關(guān)注。本論文利用裂褶菌的生長(zhǎng)特性，以農(nóng)副產(chǎn)品資源(小麥麩皮、玉米芯)的增值轉(zhuǎn)化和功能性多糖的獲取為目的，重點(diǎn)開(kāi)展裂褶菌固體發(fā)酵培養(yǎng)特性、多糖提取技術(shù)以及功能性質(zhì)等方面的研究。
　　 首先，優(yōu)化了固體發(fā)酵產(chǎn)裂褶菌多糖的發(fā)酵培養(yǎng)基。利用單

2、因素實(shí)驗(yàn)對(duì)影響裂褶菌多糖產(chǎn)率的培養(yǎng)基配比、初始水分含量、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子等因素進(jìn)行初步篩選，得出培養(yǎng)基初始水分含量50％、麥麩和玉米芯添加量之比8:2的較優(yōu)條件；篩選出可促進(jìn)多糖產(chǎn)生的無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子等四個(gè)因子：利用二次旋轉(zhuǎn)正交試驗(yàn)和響應(yīng)面分析得出α-萘乙酸鈉、CaO、MgSO4、VB1四因子的最佳添加量分別為：0.1％、0.5％、0.001％、和0.5％。在此培養(yǎng)基條件下，裂褶菌多糖的產(chǎn)率達(dá)到9.83±0.39％(g/100g干基，以

3、下同)，比未優(yōu)化前(6.55±0.29％)提高了50.07％。在此基礎(chǔ)上，采用50L的固體發(fā)酵罐，對(duì)固體發(fā)酵產(chǎn)裂褶菌多糖的工藝進(jìn)行放大。結(jié)果顯示：固體發(fā)酵罐攪拌條件下裂褶菌菌體生長(zhǎng)及多糖生成的速率要比靜置培養(yǎng)的快，在5d時(shí)即達(dá)到生長(zhǎng)頂峰。
　　 對(duì)裂褶菌多糖的固體發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行了研究，確定裂褶菌菌體生長(zhǎng)和多糖的合成屬于生長(zhǎng)偶聯(lián)型?；贚ogitic方程和Luedeking-Pirct方程建立了裂褶菌固體發(fā)酵生成裂褶菌多糖的菌體生長(zhǎng)

4、、產(chǎn)物合成和底物消耗的動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了非線性回歸。結(jié)果顯示：裂褶菌多糖的產(chǎn)量與菌體生長(zhǎng)速率和底物消耗量均有關(guān)系，最大比生長(zhǎng)速率為0.7385d-1。模型預(yù)測(cè)值和實(shí)驗(yàn)值有良好的擬合性，菌體生長(zhǎng)、多糖合成、底物消耗3條曲線的相關(guān)指數(shù)(R值)分別為0.9926、0.9916、0.9884，表明所建立動(dòng)力學(xué)模型能夠準(zhǔn)確定量描述裂褶菌多糖的固態(tài)發(fā)酵過(guò)程。
　　 對(duì)于裂褶菌多糖的提取方法和工藝進(jìn)行了研究，比較了熱水、超聲以及微

5、波提取三種提取方法。結(jié)果顯示，微波輔助提取條件下的多糖得率最高，達(dá)到12.32±0.27％，比傳統(tǒng)熱水提取最佳工藝條件下的高出70.6％，比超聲輔助提取的高49.2％。所得到微波輔助提取的適宜條件為：微波載液量3.5W/mL，作用時(shí)間8min，料水比1:20。
　　 用凝膠滲透色譜與多角度激光光散射聯(lián)用儀(GPC-MALLS)測(cè)定了所提取裂褶菌多糖的分子量。結(jié)果表明，熱水提取的裂褶菌多糖(以下簡(jiǎn)稱HWES)中含有3個(gè)分子量(MW

6、)超過(guò)百萬(wàn)級(jí)的多糖組分，其中以4.654×107Da組分所占比例最高，達(dá)到55.5％；微波提取多糖(以下簡(jiǎn)稱MES)中只含有兩種不同分子量的組分，分別為1.265×105 Da和3.823×104 Da，質(zhì)量百分比分別為60.8％和39.2％。與HWES相比，MES的分子量下降了2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。黏度測(cè)試結(jié)果顯示MES的零剪切黏度明顯低于HWES；黏彈性測(cè)試結(jié)果亦可證實(shí)MES的平均分子量明顯小于HWES，且前者的分散程度較小。由此推論，微

7、波提取除了能夠增加多糖的溶出外，還使得大分子的裂褶菌多糖發(fā)生了顯著降解。
　　 對(duì)所提取MES和HWES在化妝品中的應(yīng)用性能進(jìn)行了研究。采用單一保濕劑體外實(shí)驗(yàn)和人體保濕實(shí)驗(yàn)兩種方法，與對(duì)照品(甘油)和商品多糖(燕麥β-葡聚糖)進(jìn)行了比較研究。結(jié)果顯示：在體外保濕實(shí)驗(yàn)中，RH62％條件下，24h內(nèi)保濕性大小順序?yàn)椋焊视?MES>HWES>燕麥β-葡聚糖>空白；RH85％條件下，4h內(nèi)保濕性大小順序?yàn)椋焊视?HWES>MES>燕麥β