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液体发酵制备真菌多糖及多糖水解特性研究

作　者: 郑岚
导　师: 马耀宏
学　校: 山东轻工业学院
专　业: 发酵工程
关键词: 真菌多糖液体发酵生物传感器水解曲线单糖组成
分类号: TQ461
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

我国是最早利用真菌防病治病的国家,真菌也是我国传统中药的重要组成部分。近年来研究表明,真菌多糖是药用真菌的主要活性物质,它是由真菌产生的一种重要的高分子化合物,具有显著的免疫调节功能,还在抗肿瘤、抗病毒、护肝、抗氧化、降血脂、降血糖等方面具有广泛的生物学功效。分别用PDA基础培养基、PDA综合培养基、马丁氏培养基、半合成培养基培养树舌GA-1,实验结果表明,半合成培养基产糖量最高,树舌GA-1胞外多糖的产率为61.75 mg/100mL,胞内多糖的产率为0.51 mg/100mL。树舌GA-1多糖纯化的最优纯化方案为:用3 g/100mL活性炭进行脱色,按样品:氯仿:正丁醇=25:5:1的比例除蛋白,用1.5倍体积乙醇沉淀多糖。按优化的方案纯化树舌GA-1粗多糖,纯化后粗多糖中多糖的含量由21.6%上升为33.6 %,多糖损耗率为52.7 %。树舌GA-1摇床发酵第10天时胞外粗多糖的产率为0.3486 g/100mL。上罐发酵108 h后,菌体产率为0.9539 g/100mL,粗多糖产率为0.3043 g/100mL。并且,在发酵过程中pH、溶氧值、残糖量逐渐下降,而菌体干重逐渐增加,胞外粗多糖在发酵后期产生。分析了树舌GA-1胞外粗多糖中氨基酸的组成后发现,树舌GA-1胞外粗多糖含有牛磺酸、门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、鸟氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸,共19种氨基酸。其中谷氨酸含量最高为2556.80 mg/100g,其次为门冬氨酸1991.04 mg/100g、甘氨酸1453.35 mg/100g。通过计算可知,树舌GA-1胞外粗多糖中的蛋白质含量为13.46 %。运用生物传感器测定6种真菌多糖中的葡萄糖含量,并于柱前衍生化HPLC法的测定结果相比较,结果表明,生物传感器法测定结果准确,回收率高,重复性好,是测定真菌多糖中葡萄糖含量的良好方法。绘制树舌GA-1多糖、灵芝GL-2多糖、虫草CM-1多糖的部分酸水解曲线,可以看出,同种多糖样品水解曲线的变化趋势几乎一致,而不同的多糖样品水解曲线有明显差异。因此,真菌多糖的水解有一定的规律性,这种规律性可以为鉴别多糖提供一种新方法。通过柱前衍生化HPLC法分析了6种真菌多糖的单糖组成。将6种真菌的胞外粗多糖及其菌体用1 mol/L的硫酸水解成单糖,用1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)衍生化,利用高效液相色谱法检测各单糖。结果表明,灵芝、树舌类真菌胞外多糖的产率均较高,胞外多糖产率在0.0921 g/100mL～0.1528 g/100mL之间。胞外多糖主要以甘露糖为主,其次含有葡萄糖和半乳糖,并且一般含有少量的阿拉伯糖。胞内多糖中葡萄糖含量最高,其次含有甘露糖和半乳糖,个别菌种还含有少量的阿拉伯糖和葡萄糖醛酸。而虫草胞外多糖的组成依次为半乳糖、葡萄糖、甘露糖和葡萄糖醛酸,胞内多糖同样是主要含有葡萄糖,其次含有甘露糖、半乳糖和葡萄糖醛酸。

全文目录

摘要  10-12
ABSTRACT  12-14
第1章绪论  14-28
  1.1 真菌多糖简介  14-15
  1.2 药用真菌多糖的功能  15-17
    1.2.1 免疫调节功能  15
    1.2.2 抗肿瘤作用  15-16
    1.2.3 清除自由基及抗衰老作用  16
    1.2.4 降血糖、降血脂、抗血栓作用  16
    1.2.5 抗感染、抗病毒的作用  16-17
    1.2.6 保护肝脏的作用  17
    1.2.7 其他作用  17
  1.3 真菌多糖的结构  17-21
    1.3.1 多糖结构简介  17-18
    1.3.2 灵芝多糖的结构  18-19
    1.3.3 虫草多糖的结构  19-21
    1.3.4 多糖的结构与其生物活性间的关系  21
  1.4 真菌多糖的提取、分离和纯化  21-23
    1.4.1 真菌多糖的提取、分离  21-22
    1.4.2 真菌多糖的纯化  22-23
    1.4.3 多糖含量的测定  23
    1.4.4 多糖的分级纯化  23
  1.5 多糖的结构测定  23-25
    1.5.1 多糖一级结构的测定  23-24
    1.5.2 多糖高级结构的测定  24-25
  1.6 本研究课题的背景、目的和意义  25-28
    1.6.1 研究背景  25-26
    1.6.2 本研究的目的和意义  26-28
第2章树舌 GA-1 产糖培养基的筛选及粗多糖的纯化  28-40
  2.1 引言  28
  2.2 实验材料  28-29
    2.2.1 菌种  28
    2.2.2 试剂  28-29
    2.2.3 培养基的制备  29
    2.2.4 实验仪器  29
  2.3 实验方法  29-31
    2.3.1 树舌GA-1 产糖培养基的筛选  29-30
    2.3.2 树舌GA-1 粗多糖的纯化  30-31
  2.4 结果与讨论  31-40
    2.4.1 标准曲线测定  31-32
    2.4.2 培养基的筛选  32-34
    2.4.3 树舌GA-1 多糖的纯化  34-39
    2.4.4 讨论  39-40
第3章树舌GA-1生长曲线的测定  40-46
  3.1 引言  40
  3.2 实验材料  40-41
    3.2.1 菌种  40
    3.2.2 培养基  40
    3.2.3 试剂  40
    3.2.4 仪器  40-41
  3.3 实验方法  41-42
    3.3.1 摇瓶培养实验  41
    3.3.2 发酵罐培养实验  41-42
  3.4 结果与讨论  42-46
    3.4.1 树舌GA-1 摇床培养的生长曲线测定结果  42-44
    3.4.2 树舌GA-1 发酵罐培养的生长曲线测定结果  44-46
第4章树舌GA-1胞外粗多糖中氨基酸成分的分析  46-50
  4.1 引言  46
  4.2 实验材料  46-47
    4.2.1 菌种  46
    4.2.2 实验试剂  46-47
    4.2.3 实验仪器  47
  4.3 实验方法  47
    4.3.1 样品水解  47
    4.3.2 样品侧定  47
  4.4 实验结果及讨论  47-50
第5章生物传感器法测定真菌多糖中的葡萄糖含量  50-60
  5.1 引言  50
  5.2 实验材料  50-51
    5.2.1 菌种  50
    5.2.2 培养基  50-51
    5.2.3 实验试剂  51
    5.2.4 实验仪器  51
  5.3 实验方法  51-52
    5.3.1 胞外粗多糖的提取  51
    5.3.2 多糖的水解  51-52
    5.3.3 生物传感器测定真菌多糖中的葡萄糖含量  52
    5.3.4 柱前衍生HPLC 法测定真菌多糖中的葡萄糖含量  52
  5.4 实验结果与讨论  52-60
    5.4.1 六种真菌多糖的葡萄糖分析结果  52-58
    5.4.2 六种真菌中葡萄糖含量的综合对比  58-59
    5.4.3 方法学实验  59
    5.4.4 讨论  59-60
第6章真菌多糖水解过程中葡萄糖、还原糖含量变化分析  60-70
  6.1 引言  60
  6.2 实验材料  60-61
    6.2.1 菌种  60
    6.2.2 实验试剂  60
    6.2.3 实验仪器  60-61
  6.3 实验方法  61-62
    6.3.1 树舌GA-1、灵芝GL-2、虫草CM-1 胞外多糖的提取  61
    6.3.2 虫草CM-1 胞内多糖的提取  61
    6.3.3 多糖的水解  61
    6.3.4 葡萄糖、还原糖含量的测定  61-62
    6.3.5 柱前衍生HPLC 法测定虫草CM-1 胞外多糖在低酸度下的水解  62
  6.4 实验结果与讨论  62-68
    6.4.1 标准曲线的制定  62
    6.4.2 树舌GA-1 胞外多糖水解过程中葡萄糖、还原糖的含量变化  62-63
    6.4.3 灵芝GL-2 多糖水解过程中葡萄糖、还原糖的含量变化  63-65
    6.4.4 虫草CM-1 多糖水解过程中葡萄糖、还原糖的含量变化  65-68
  6.5 结论  68-70
第7章柱前衍生 HPLC 法分析真菌多糖的单糖组成  70-98
  7.1 引言  70
  7.2 实验材料  70-71
    7.2.1 菌种  70-71
    7.2.2 培养基  71
    7.2.3 实验试剂  71
    7.2.4 实验仪器  71
  7.3 实验方法  71-72
    7.3.1 多糖的水解  71
    7.3.2 多糖的衍生化  71-72
    7.3.3 色谱条件  72
  7.4 实验结果与讨论  72-98
    7.4.1 六种真菌多糖的HPLC 分析结果  72-90
    7.4.2 六种真菌单糖组成的对比分析  90-92
    7.4.3 六种真菌多糖产率的对比分析  92-93
    7.4.4 方法学考察  93-96
    7.4.5 结论  96-98
第8章结论与展望  98-100
  8.1 结论  98-99
    8.1.1 树舌 GA-1 的研究结果  98
    8.1.2 生物传感器在真菌多糖领域的应用  98
    8.1.3 六种真菌多糖的单糖组成  98-99
  8.2 展望  99-100
参考文献  100-106
致谢  106-108
在学期间主要研究成果  108
  一、发表学术论文  108
  二、申请专利  108

液体发酵制备真菌多糖及多糖水解特性研究

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