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樟芝发酵及其代谢产物的初步研究

作　者: 张宝荣
导　师: 许赣荣
学　校: 江南大学
专　业: 发酵工程
关键词: 樟芝固态发酵液态发酵比较三萜类化合物活性成分
分类号: TQ920.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

樟芝(Antrodia Cinnamomea),又名牛樟芝、牛樟菇。樟芝发酵产品中含有多种生理活性物质,具有保护肝脏、抗炎、抗氧化、解毒、免疫调节、抗肿瘤等功效。三萜系化合物是樟芝中的主要活性成分,三萜类化合物种类繁多。本论文以总三萜化合物为主要目标产物,对樟芝液态和固态发酵条件进行了优化,并对这两种生产方式代谢产物进行了比较。在前人的基础上改进了检测樟芝三萜类化合物含量的香草醛-高氯酸比色法。确定了最佳提取条件为：1.0 g发酵样品,加入95%乙醇溶液50 mL,50℃恒温水浴锅中浸泡1.5 h；最佳检测条件为：取0.1 mL过滤液,加入0.2 mL新配的5%香草醛-冰醋酸溶液和0.5 mL的高氯酸,放入60℃恒温水浴中加热20min后,用流动冷却水冷却至室温,加入5.0 mL冰醋酸,混匀,于波长550 nm处检测OD值。与其他检测方法相比,此显色反应灵敏度较高,重现性和稳定性也较好。以樟芝菌体量和樟芝三萜系化合物为目标产物,首先通过单因素实验优化了樟芝摇瓶培养基及培养条件。优化后的樟芝液态发酵培养基为：葡萄糖60g/L,大豆水解液40 mL/L,玉米浆含量20 mL/L,硫酸镁和磷酸氢二钠各0.50 g/L。培养条件为：装料量120 mL/500mL瓶,接种量为装料量的12.5%(v/v),培养温度28℃,摇床转速120r/min,pH5.5。在上述实验的基础上,对樟芝液态发酵菌体量和三萜类化合物含量影响较为显著的因素进行均匀设计和响应面分析的优化实验。得到最优液态发酵条件为：葡萄糖43.6g/L,大豆水解液75.7 mL/L,玉米浆用量40 mL/L,硫酸镁和磷酸氢二钠各0.50 g/L。培养条件为：装料量120 mL/500mL,接种量为装料量的12.5%(v/v),培养温度28℃,摇床转速120 r/min,初始pH值4.75。摇瓶培养7天后的樟芝菌体量和三萜化合物含量分别为12.05 g/L和45.04 mg/g,是优化前0.73 g/L菌体量和20.9 mg/g三萜类化合物含量的16.5倍和2.16倍,也是文献报道的樟芝液态发酵产物中三萜类化合物含量的2.7倍。以樟芝三萜系化合物作为目标产物,首先通过单因素实验对樟芝固态培养基及培养条件进行了优化。优化后的樟芝固态发酵条件为(每瓶)：小米105 g,添加0.3 g NH4Cl,加水量78 mL,接种量45 mL,培养温度28℃。在上述实验的基础上,对樟芝三萜类化合物含量影响较为显著的因素进行了均匀设计和响应面分析优化实验。得到最优固态发酵条件为(每瓶)：小米120 g,加水量48 mL,接种量55 mL,NH4Cl加量0.22 g,培养温度28℃。在此培养条件下,樟芝三萜系化合物含量达到82.44 mg/g(干基),是未优化前的1.56倍；固态发酵产物中三萜系化合物的含量是文献报道的樟芝液态发酵产物中三萜类化合物含量的5倍,也是本实验樟芝液态三萜化合物含量的1.83倍。比较了樟芝液态和固态发酵产物活性物质成分及含量,可以看出樟芝固态发酵产物的总三萜化合物含量为84.44 mg/g,是液态发酵产物中的三萜化合物含量近一倍,从HPLC图谱中可以看出三萜化合物的种类也明显多于液态发酵产物的。固态培养物中樟芝多糖含量是液态培养物中的含量的6倍左右,但樟芝液态发酵产物中所含的p-D-葡聚糖含量为0.01 g/g,是固态发酵产物β-D-葡聚糖含量的2倍。而樟芝液固态发酵产物的脂肪酸组分含量、氨基酸组分含量、挥发性组分及含量、总抗氧化能力和总还原力都比液态发酵产物的高。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第一章绪论  9-13
  1.1 樟芝菌简介  9-10
  1.2 樟芝发酵产品的代谢产物及其生理活性  10
  1.3 樟芝的培养方法  10-11
  1.4 立题意义和主要研究内容  11-13
第二章材料与方法  13-23
  2.1 实验材料  13-14
    2.1.1 菌株  13
    2.1.2 主要仪器设备  13
    2.1.3 主要试剂  13
    2.1.4 培养基与培养条件  13-14
  2.2 分析方法  14-23
    2.2.1 三萜类化合物含量的测定  14-21
    2.2.2 菌体量的测定  21
    2.2.3 多糖的测定  21
    2.2.4 挥发性化合物的测定  21-22
    2.2.5 氨基酸的测定  22
    2.2.6 脂肪酸组分及含量的测定  22
    2.2.7 樟芝抗氧化能力的测定  22
    2.2.8 一般性成分的测定  22-23
第三章结果与讨论  23-49
  3.1 樟芝液态发酵方法的建立和优化  23-36
    3.1.1 碳源的种类及浓度  23-24
    3.1.2 氮源的种类及浓度  24-26
    3.1.3 玉米浆  26-27
    3.1.4 无机盐离子的种类及浓度  27-29
    3.1.5 液态发酵装料量  29
    3.1.6 液态发酵接种量  29-30
    3.1.7 液态发酵摇床转速  30-31
    3.1.8 液态发酵初始pH  31-32
    3.1.9 液态发酵培养温度  32-33
    3.1.10 樟芝液态发酵综合实验  33-36
  3.2 樟芝固态发酵方法的建立和优化  36-45
    3.2.1 固态发酵原料的种类及用量  36-37
    3.2.2 固态发酵装料量  37-38
    3.2.3 固态发酵外加氮源的种类及浓度  38-39
    3.2.4 固态发酵接种量  39-40
    3.2.5 固态发酵培养基初始含水量  40
    3.2.6 固态发酵培养温度  40-41
    3.2.7 樟芝固态发酵综合实验  41-43
    3.2.8 樟芝发酵产品的后处理  43-45
  3.3 樟芝液态发酵与固态发酵产物的比较  45-49
    3.3.1 主要活性成分的比较  45
    3.3.2 氨基酸含量的比较  45-46
    3.3.3 脂肪酸含量的比较  46
    3.3.4 一般成分的比较  46-47
    3.3.5 挥发性成分的比较  47-49
主要结论与展望  49-51
  主要结论  49-50
  展望  50-51
致谢  51-53
参考文献  53-55
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文  55-57
附件1:樟芝发酵生产操作规程  57-59
  1 樟芝液态发酵操作规程  57
    1.1 斜面的制备  57
    1.2 种子的制备  57
    1.3 樟芝液态发酵  57
    1.4 樟芝液态发酵产品的后处理  57
    1.5 产品的保藏  57
  2 樟芝固态发酵操作规程  57-59
    2.1 斜面培养基的制备  57
    2.2 种子培养基的制备  57-58
    2.3 樟芝固态发酵  58
    2.4 樟芝固态发酵产品的后处理  58
    2.5 产品的保藏  58-59
附件2:申请专利  59

樟芝发酵及其代谢产物的初步研究

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