山药提取物对灰树花液态发酵中生物量和胞外多糖影响的研究

为探讨山药提取物对真菌灰树花的影响,本研究在灰树花液态发酵体系中分别加入山药汁、山药水提物、山药醇提物及特征成分尿囊素,研究其对灰树花生物量和胞外多糖产量的影响,探索75%山药醇提物对灰树花发酵体系中的代谢规律的影响。结果表明：山药汁、山药水提物、山药醇提物及特征成分尿囊素对灰树花生长均有促进作用;当75%山药醇提物添加量为9 g/L时,促进效果最佳,生物量和胞外多糖分别达到（2.23±0.02）g/L和（1.87±0.03）g/L,相比空白组极显著增加了46.71%和52.03%(P<0.01);当其特征成分尿囊素添加量为200 mg/L时,生物量及胞外多糖产量相比空白组极显著提高了36.88%、47.72%(P<0.01);动态分析其生长变化规律表明,发酵第7 d,灰树花菌丝体和胞外多糖产量达到峰值,且实验组菌体细胞能利用更多的还原糖,调控发酵体系pH,缩短发酵周期;分析多糖合成关键酶活性变化规律发现,与空白组相比,实验组葡萄糖激酶（GK）、磷酸葡萄糖变位酶（PGM）和UDP-葡糖糖焦磷酸化酶（UDPG）活性显著增强（P<0.05）,而葡萄糖异构酶（GPI）活性显...     

pH值对普鲁兰多糖发酵的影响及其机理分析

探究不同pH值条件对出芽短梗霉CGMCCNO.7055合成普鲁兰多糖的影响。同时通过测定合成普鲁兰多糖的前体尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG)含量及其相关酶磷酸葡萄糖变位酶(phosphoglucomutase,PGM)和UDPG焦磷酸化酶(Uridine diphosphate glucose pyrophosphorylase,UGPase)活性来分析普鲁兰多糖合成机理。结果发现一种双阶段调控pH值的方法,即第一阶段,发酵开始后24 h(OD6200.5)控制初始pH 6.0;第二阶段,发酵24 h后(OD6200.5)调控pH值到5.0并维持恒定,此阶段磷酸葡萄糖变位酶(PGM)和UDPG焦磷酸化酶(UGPase)活性最高。采用该方法使普鲁兰多糖产量达到(92.5±2.41)g/L,生物量达到(13.87±0.89)g/L,经相关性检验发现该发酵条件下普鲁兰多糖产量与尿苷二磷酸葡萄糖含量呈显著负相关关系。     

天麻、苦荞醇提物对灰树花胞外多糖合成酶类的影响及天麻苦荞醇提物复配发酵液的抗疲劳作用

该实验探究了天麻（Gastrodin elata Bl.）、苦荞（Tartary Buckwheat）醇提物的添加对灰树花（Grifola frondosa）胞外多糖（Exopolysaccharide,EPS）合成过程中磷酸葡萄糖变位酶（Phosphogluconate Mutase,PGM）、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（UDP-glucose Pyrophosphorylase,UGPase）和磷酸葡萄糖异构酶（Phosphogluconate Isomerase,GPI）三种关键酶的影响。并以此为前提,采用动物实验进一步探究灰树花发酵液的抗疲劳作用。结果表明：天麻、苦荞醇提物的复配添加可显著增强PGM和UGPase的活力,降低GPI的活力,与空白组相比PGM和UGPase的活力分别增加了86.98%和69.12%,GPI的活力降低了65.78%。此外,其复配发酵液在抗疲劳作用方面表现最佳,显著高于空白组（p<0.05）和实验组（p<0.05）。主要在提高小鼠游泳力竭时间、肝糖原（Hepatic Glycogen,HG）和乳酸脱氢酶（Lactate Dehydrogenase,LDH）含量,降低乳酸（Lactic Acid,LA）和尿素氮（Blood Urea Nitrogen,BUN）含量几个方面体现。研究表明复配液的添加可显著改变灰树花EPS合成途径中关键酶类的活力,从而提升发酵液中EPS的含量,使其具有良好的抗疲劳作用。     

天麻和苦荞复配液对灰树花胞外多糖合成的影响及其发酵动力学研究

通过向灰树花发酵体系中单一添加天麻醇提物、苦荞醇提物及两种提取物的复配液,研究其对灰树花菌体生长和胞外多糖合成的影响,同时对添加复配液后发酵体系中的残糖(还原糖)含量、pH值的动态变化进行研究。结果表明:当复配液中天麻醇提物添加量为7 g/L、苦荞醇提物添加量为5 g/L时效果较佳,相比空白组(未添加提取物)和单一添加组(天麻、苦荞),胞外多糖产量分别增加了49.08%、13.76%、33.88%,菌丝体生物量分别增加了51.10%、11.35%、26.69%,均显著地高于空白组(P<0.01)和单一添加组(P<0.05)。发酵动力学研究表明,灰树花菌体生长和胞外多糖产量在第7天达到峰值,复配组相对于空白组能消耗更多的碳源物质促进胞外多糖的合成。因此,天麻和苦荞中的有效成分能够显著促进灰树花菌体生长与胞外多糖的合成。     

对羟基苯甲醇对灰树花深层发酵的影响

通过向灰树花深层发酵体系中添加天麻单一成分对羟基苯甲醇（HA）,考察对羟基苯甲醇对发酵液的菌丝生物量、胞外多糖产量以及抗氧化活性的影响。结果表明,灰树花发酵体系中对羟基苯甲醇最佳添加量为0.2 g/L,最佳发酵时间不10 d。与对照组相比,对羟基苯甲醇添加组的发酵液生物量和胞外多糖产量分别提高了65.2%和164.2%（P＜0.05）;发酵液还原力、DPPH自由基、超氧阴离子自由基、羟自由基、过氧化氢清除率均显著提高（P＜0.05）,分别提高了37%、13.02%、41.1%、22.3%、528%,其添加可对灰树花发酵产物抗氧化活性起增效作用。发酵过程中对羟基苯甲醇的利用率达到97.27%,其几乎被完全转化。     

天麻提取物对灰树花深层发酵胞外蛋白合成的影响

在灰树花深层发酵系统中加入天麻提取物,以灰树花生物量和胞外蛋白合成量为指标,对天麻提取物添加量进行优选;利用HPLC对天麻提取物成分进行分析,研究天麻提取物灭菌前后主要成分(天麻素、对羟基苯甲醇、对羟基苯甲醛及巴利森甙)含量的变化,并研究其促进灰树花生物量和胞外蛋白合成的关键成分在灰树花发酵体系中的含量变化。结果发现,7%(体积分数)天麻提取物可以促进灰树花菌丝体生长和胞外蛋白的合成,生物量和胞外蛋白合成量在发酵第11天时达到最大值;在天麻提取物灭菌后,巴利森甙含量明显减少,天麻素含量明显增加;天麻提取物加入灰树花发酵体系14d后,天麻素、对羟基苯甲醇、对羟基苯甲醛含量均降低,但巴利森甙含量增加了161.11%。     

天麻提取物的制备及其对灰树花发酵的影响

通过6种不同处理方式制取天麻提取物,用HPLC测定各种提取方法中提取物中的天麻素含量,并在灰树花发酵体系中添加天麻提取物,研究天麻提取物对灰树花细胞生长和多糖生物合成的影响。结果表明,6组天麻提取物中的天麻素含量不同,其中第6组天麻提取物添加浓度在5%(V/V)时能显著促进灰树花的菌体生长、胞外多糖(EPS)和胞内多糖(IPS)的生物合成(P<0.05),并对天麻提取物发酵前后的物质变化做了初步的HPLC图比较。     

茯苓提取物参与灰树花液态深层发酵及对其活性物质产量的影响

中药茯苓提取物参与灰树花液态深层共发酵,进而探究不同溶剂提取的、不同添加比例的茯苓提取物对灰树花活性物质产量的影响。结果表明,添加5 g/L的茯苓醇提液和7 g/L的茯苓水提液时,均能够提高灰树花的生物量及多糖、总黄酮、蛋白的含量。相比于空白对照组,在最适醇提物和水提物添加量下的菌丝体生物量分别提高了24.28%和29.04%,具有显著促进作用(P<0.05)。5 g/L醇提物添加条件下的胞外多糖、胞内多糖、胞外黄酮、胞内黄酮、胞外蛋白、胞内蛋白组与空白组相比具有显著促进作用(P<0.05),分别提高了17.8%、30.29%、8.32%、10.13%、10.49%和10.24%。7 g/L水提液添加条件下胞内多糖、胞外黄酮、胞内黄酮、胞外蛋白、胞内蛋白与空白组相比具有显著促进作用(P<0.05),分别提高了19.8%、3.16%、9.29%、10.24%和8.78%。表明添加一定量的茯苓提取物能够在一定程度上增加灰树花菌丝体的生长和活性代谢产物的含量,并且对多糖的产量影响尤为明显。     

天麻提取物及其3 种主要成分对灰树花产胞外漆酶和菌丝体的影响

以天麻提取物为外源添加物,加至灰树花液体深层发酵体系中,通过外源诱导实验,考察天麻提取物对灰树花液体发酵产菌丝体及胞外漆酶的影响,并进一步重点研究起显著影响作用的关键成分。研究表明,天麻提取物及单一成分天麻素（gastrodin,GA）、对羟基苯甲醛（p-hydroxylbenzaldehyde,HBA）、对羟基苯甲醇（p-hydroxybenzyl alcohol,HA）均对灰树花菌丝体和胞外漆酶活力有显著的促进作用。结果显示,当添加3?g/L的天麻醇提物时,对灰树花菌丝体生物量和胞外漆酶活力有最大的促进作用,与对照组相比,分别提高了1.62?倍和7.41?倍（P＜0.05）。同时,利用高效液相色谱对3?g/L天麻醇提物中的GA、HBA、HA含量进行分析,以相应量添加到灰树花发酵体系中。结果表明,HA和HBA均能显著提高灰树花漆酶活力和菌丝体生物量,与添加3?g/L天麻醇提物实验组相比,添加HA使酶活力提高10.25%,生物量增加9.17%。本研究可为中药提取物及成分促进真菌生长和产漆酶提供理论依据。     

葡萄糖浓度对灰树花发酵性能的影响

灰树花作为具有食药两用真菌,富含多种生理活性物质,其中含有的灰树花多糖对于改善免疫功能、降血压和降血脂等具有功效。主要考察培养基中不同葡萄糖浓度对灰树花发酵特性的影响。研究结果表明,葡萄糖浓度和发酵时间对灰树花菌丝体影响显著,葡萄糖浓度对生物量有明显的促进作用,当葡萄糖浓度为60 g/L时,灰树花发酵15d和20d后,生物量和胞外多糖量分别达到最大值,为8.12 g/L和3.68 g/L。     

对羟基苯甲醛等3 种天麻成分对灰树花胞外多糖生物合成的影响

在灰树花液体发酵体系中,分别添加不同量的天麻素、对羟基苯甲醇和对羟基苯甲醛3 种天麻成分,分析这3 种成分对灰树花菌体生长和胞外多糖（exopolysaccharide,EPS）合成的影响,采用苯酚-硫酸法测定胞外多糖含量。结果表明：适宜质量浓度的这3 种天麻成分均能促进灰树花菌体生长和胞外多糖的生物合成,其中对羟基苯甲醛添加量为0.15 g/L时效果最佳,并且略低于体积分数7%天麻醇提取物。动态分析0.15 g/L对羟基苯甲醛和7%天麻醇提取物对灰树花EPS合成促进作用的结果表明：在整个发酵过程中,二者促进灰树花EPS生物合成的效果基本一样,并且从发酵第7天开始,二者的EPS产量均显著高于空白组（P＜0.05）。采用高效液相色谱法动态测定发酵期间对羟基苯甲醛含量变化,结果表明：在发酵的第5天,对羟基苯甲醛基本被完全吸收,而此时灰树花EPS开始大量积累。因此,灰树花可利用对羟基苯甲醛来促进EPS的生物合成。     

α-PGM过表达对灵芝多糖发酵的影响

为了探究灵芝多糖合成途径中磷酸葡萄糖变位酶(α-PGM)的过表达对灵芝多糖发酵产生的影响,利用农杆菌介导法将同源性基因pgm转化灵芝原生质体,筛选灵芝转化子,测定灵芝胞外多糖产量及胞内多糖含量,并研究多糖合成过程中相关酶基因转录水平的相对表达量和酶的活性。结果发现在PGM过表达的重组型灵芝菌株中胞内多糖含量和胞外多糖量最高分别为21.02 mg/100 mg菌体和0.71 g/L,分别比野生型菌株高9.1%和39.2%;灵芝多糖生物合成途径中pgm、pgi基因转录水平表达量较野生型灵芝菌株处于上调状态,且多糖合成代谢中相关酶活性有显著提高。     

灰树花发酵产β-葡萄糖苷酶和胞内多糖培养基及条件优化

对灰树花液体深层发酵产β-葡萄糖苷酶和胞内多糖的培养基组成和发酵条件进行优化。通过单因素试验确定最佳碳源为葡萄糖,最佳氮源为麸皮。采用响应面中心组合试验设计,同时建立产酶活力和胞内多糖随葡萄糖和麸皮含量变化的二次回归方程,得到灰树花发酵最优培养基组成(g/L):葡萄糖27.83,麸皮35.57,KH_2PO_43,MgSO_4 1.5,VB_1 0.05,在此条件下生物量、胞内多糖含量及β-葡萄糖苷酶活力分别达到1.397 g/100m L,2.176 g/L和22.177 U/100 mL,比优化前分别提高1.9,0.75倍和2.71倍。研究灰树花液体发酵培养过程中初始pH、接种量、温度、转速、接种种龄和发酵时间等发酵条件对产酶活力和胞内多糖产量的影响,结果表明,灰树花发酵的最适初始pH为5.0,接种量10%,选取培养7 d的种子液,25℃,180 r/min振荡培养7 d即可结束发酵。     

胶质芽孢杆菌葡萄糖磷酸变位酶基因的克隆、表达与酶学性质研究

胶质芽孢杆菌所产胞外多糖作为絮凝剂在食品工业废水处理方面比传统的工业絮凝剂具有更好应用效果而引起了广泛的关注。葡萄糖磷酸变位酶(PGM,EC5.4.2.2)能将葡萄糖-6-磷酸转变成葡萄糖-1-磷酸而被认为是多糖合成路径上的关键酶之一。本研究克隆获得来源于自胶质芽孢杆菌GIM1.16编码PGM的基因pgm。序列分析表明,该基因包含一个1710bp的读码框。在大肠杆菌中表达了pgm基因并纯化了重组蛋白,SDS-PAGE电泳结果显示重组的PGM分子量约为63kDa。重组的PGM最适反应温度为40℃,但当反应温度超过55℃时,PGM基本丧失活性,PGM在酸性(pH4~6)及碱性溶液(pH8.5~10)中均表现出低活性,其最适合反应pH值为7.5。PGM对底物葡萄糖-1-磷酸的Kcat和Km值分别为684min-1和0.24mM-1。本研究为胶质芽孢杆菌菌株的基因工程改造和代谢工程研究奠定了坚实基础。     

对羟基苯甲醇对灰树花产胞外多糖的影响及其发酵动力学

通过向灰树花发酵液中添加不同质量浓度梯度的对羟基苯甲醇,分析其对灰树花菌体生长和胞外多糖合成的影响,并且进一步研究了添加对羟基苯甲醇后发酵液中菌丝体生长、残糖（还原糖）含量、胞外多糖产量、pH值、对羟基苯甲醇和天麻素含量的变化情况,并做动力学分析。结果表明：当对羟基苯甲醇添加量为200 mg/L时效果最佳,相比于空白组（未添加对羟基苯甲醇）使菌丝体生物量提高了22.73%,胞外多糖产量提高了10.24%,均显著高于空白组（P＜0.05）。动力学研究结果表明：在整个发酵过程中,灰树花生长从第8天趋于稳定,葡萄糖作为碳源不断被消耗并且胞外多糖逐渐合成,到第10天二者趋于稳定。此外,对羟基苯甲醇含量减少,部分转化为天麻素。     

灰树花胞外多糖不同脱色方法的研究

为选择适合于灰树花胞外多糖脱色的方法,分别采用活性炭、过氧化氢和大孔树脂D941对灰树花胞外多糖进行脱色。通过对脱色率和多糖保留率的比较发现,3种方法对灰树花胞外多糖均有脱色作用。活性炭法的脱色率为37.74%,多糖保留率为47.92%,过氧化氢法的脱色率为68.28%,多糖保留率为53.07%,大孔树脂D941脱色的脱色率为74.24%,多糖保留率为61.87%。活性炭法相比另2种方法的脱色率和多糖保留率均较低,选取过氧化氢法和树脂法脱色后的多糖进行α-葡萄糖苷酶的抑制试验,结果表明:树脂法脱色后的多糖对α-葡萄糖苷酶的抑制作用明显高于过氧化氢法脱色后的多糖(P0.05)。用5种大孔树脂进行多糖脱色,选择脱色率和多糖保留率较高的D941和D101脱色后的多糖进行α-葡萄糖苷酶的抑制试验,结果表明:大孔弱碱性离子交换树脂D941和大孔吸附树脂D101适合用于灰树花胞外多糖脱色。     

山药、苦荞对灰树花深层发酵产胞外多糖的影响

灰树花是一种药食两用真菌,可用液体深层发酵大规模生产灰树花胞外多糖。试验采用现代化的液体深层发酵技术,添加山药和苦荞,可分别使灰树花胞外多糖产量较传统液体深层发酵技术提高1．2g／L和0．5g／L左右。同时,对碳源、氮源作了进一步优化,为今后深入研究如何提高灰树花胞外多糖产量奠定了基础。     

不同中药水提物对蝉拟青霉液体深层发酵和产物活性的影响

通过分别向培养基中添加不同的中药水提物进行蝉拟青霉液体发酵培养,探究其对蝉拟青霉发酵过程中生物量、胞外和胞内多糖的产量及其产物活性的影响。结果表明,黄芪、薏苡仁、枸杞的水提物分别对蝉拟青霉生物量、胞外和胞内多糖的合成促进效果最为显著(p0.05),分别较对照实验提高了135.82%、48.90%、137.18%;而金银花和山楂水提物不利于蝉拟青霉的发酵培养;对于产物活性,结果显示枸杞水提物能同时显著(p0.05)提高蝉拟青霉胞外和胞内多糖对DPPH自由基的清除能力,分别为对照实验的1.17倍和1.38倍。综合比较上述结果,枸杞水提物是蝉拟青霉液体发酵的最适中药成分,其最佳添加量为10g/L。     

天麻影响灰树花深层发酵产胞外多糖的动力学模型及应用

灰树花多糖是灰树花中最具生物活性的成分之一,通过在灰树花发酵体系中添加一定量的天麻,可以提高灰树花胞外多糖（exopolysaccharides,EPS）的产量。基于Logistic和Luedeking-Piret方程,采用MATLAB软件分别得到了天麻醇提液浓度为7%（v/v）时,灰树花菌体生长、EPS合成、基质消耗的动力学模型和模型参数。结果表明模型与实验数据能较好地拟合,基本上反映了天麻醇提液浓度为7%（v/v）时,灰树花发酵产胞外多糖过程的动力学特征。     

两组天麻提取物的制备及对灰树花发酵的影响

在灰树花深层发酵体系中,分别添加两组天麻的醇提液,分析其对灰树花菌体生长和胞外多糖(Extracellular Polysaccharide,EPS)合成的影响,利用HPLC测定两组天麻醇提液中天麻素的含量。结果显示,两组天麻醇提液的添加体积浓度在4%时均能显著促进灰树花菌体的生长和胞外多糖(EPS)的产量(p<0.05),然而试验组2的天麻醇提液对灰树花细胞生长和胞外多糖的促进作用优于试验组1。天麻素含量的测定显示,试验组2的天麻醇提液中的天麻素含量是试验组1的1.33倍。研究表明,不同加工条件的天麻,所制得的天麻醇提液对灰树花菌体生长和胞外多糖的影响效果差异显著,说明天麻制品的制作方法不同,将得到不同的使用效果。