蛹虫草Cordyceps militaris JN168菌株的诱变育种及液态发酵产虫草素

利用离子束、亚硝基胍及离子束-亚硝基胍诱变法处理蛹虫草Cordyceps militaris JN168,初步获得了几株较高产虫草素的菌株。通过进一步筛选得到复合诱变菌2,并对该菌的液态发酵培养基组分进行了优化。实验结果表明:蛹虫草液态发酵产虫草素的最佳培养基组分为(g/L),葡萄糖40,酵母浸粉25,Mg SO4·7H2O 0.6,K2HPO4·3H2O 0.6,KH2PO40.6。优化后虫草素产量提高了5倍,最高达1 045.65 mg/L。     

蛹虫草液体种制备及发酵生产菌丝体和虫草菌素工艺优化

为获得蛹虫草液体种制备和液体发酵生产菌丝体和虫草菌素的最佳工艺,以蛹草拟青霉Peacilomyces militarisBCEC07菌株为菌种,通过对接种量(孢子浓度)的考察,探索不同孢子浓度对蛹虫草液体母种制作效果的影响;通过单因素和正交试验,优化生产虫草菌素各营养因子的最佳种类和配比。结果表明:在1.5×1010孢子数的接种量时制作的母种最适合用于蛹虫草液体发酵产菌丝体和虫草菌素;蔗糖、蛋白胨、MgSO4.7H2O、K2HPO4和NAA是最适合的碳源、氮源、无机盐及生长因子;工艺优化后得出蛹虫草液体发酵产菌丝体的最佳配方为30g/L蔗糖、25g/L蛋白胨、1.5g/L KH2PO4、0.5g/L MgSO4.7H2O和4.0mg/L NAA;产虫草菌素的最佳配方为:30g/L蔗糖、25g/L蛋白胨、1.5g/L KH2PO4、0.5g/L MgSO4.7H2O和3.0mg/L NAA。优化后生物量和虫草菌素总产量分别提高了43.00%(达31.60g/L)和31.60%(达645.12mg/L)。为进一步提高蛹虫草菌丝体及虫草菌素的单位产量提供参考。     

蛹虫草发酵产虫草素工艺优化

为确定蛹虫草产虫草素放大工艺条件,考察了菌种培养质量和发酵高径比对虫草素合成的影响.确定种子培养最佳条件为:转速250 r/min,接种量15％,扩培级数2次,此条件下虫草素发酵产量可达6g/L左右.另外,装液量最适高径比为2 cm/30 cm.在此条件下,进行了120 L多层反应器发酵工艺验证.发酵25 d,虫草素产...     

蛹虫草固态发酵产虫草素的优化

为提高虫草素的产量,本实验对蛹虫草固态发酵产虫草素进行优化。通过一系列单因素实验,确定大米为发酵基质,葡萄糖和黄豆粉分别为最适碳源和氮源,得到最佳培养基组成和最佳培养条件:大米30 g(粒径0.90～1.25 mm),料液比(m/v)1∶1.5,葡萄糖3%(按基质算,下同),黄豆粉2%,麦麸1%,接种量30%,种龄2 d,发酵时间12 d。优化后虫草素产量达到4.69%,约为优化之初(0.74%)6.34倍。     

植物生长调节剂促进蛹虫草液体表面培养生产虫草素

为进一步提高虫草素的产量,研究了不同浓度的三十烷醇、赤霉素和6-苄基腺嘌呤以及它们的组合对蛹虫草表面液体发酵生长及虫草素积累的影响。采用中心复合实验设计和响应面方法建立数学模型优化植物生长调节的组合。结果表明,这三种植物生长调节剂对蛹虫草的生长及虫草素的积累均有不同程度地促进作用。单独使用时,赤霉素的促生对蛹虫草作用最明显,其最佳质量浓度为10 mg/L。三十烷醇促进虫草素积累的作用最明显,其最佳质量浓度为0.6 mg/L。组合使用时,0.55 mg/L三十烷醇、22.64 mg/L赤霉素与1.69 mg/L 6-苄基腺嘌呤的组合是最有利于虫草素积累的组合,虫草素最大产量达到7.31 g/L。因此,该植物生长调节剂的组合是有利于虫草素的积累。     

高产蛹虫草诱变菌株发酵条件优化及放大

考察高产蛹虫草诱变菌株放大发酵条件,为产业化奠定实验基础。以蛹虫草菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度为指标,采用单因素试验的方法优化5 L发酵罐发酵条件:搅拌转速、发酵培养基初始pH值和接种量,并在此条件下重复4次实验,以考察发酵条件的稳定性;进一步考察15 L和100 L发酵罐发酵条件。5 L发酵罐发酵条件为:转速250 r/min、起始pH值7、接种体积分数6%,发酵温度26℃,通气量250 L/h,菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度分别达到23.29 g/L、0.94 g/L、162.84 mg/L和2.06 g/L,4次重复实验发酵条件稳定(P0.01)。15 L发酵罐的最佳发酵时间为72 h,菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度分别达到30.84g/L、1.10 g/L、233.22 mg/L和1.89 g/L;100 L发酵罐的最佳发酵时间为47 h,菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度分别达到32.05 g/L、1.33 g/L、187.20 mg/L和3.51 g/L。5 L发酵罐发酵条件稳定,以菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度为综合考察指标,分别绘制了高产蛹虫草诱变菌株15 L、100 L发酵罐发酵生长曲线,为生产提供了数据依据。     

响应面法优化蛹虫草菌固体发酵五味子药渣发酵条件

将五味子药渣用作蛹虫草菌发酵培养基且不添加其他任何营养物质,并以水料比、基质重量、接种量、发酵温度为考察因子,在单因素实验基础上,结合响应面法以发酵产物中虫草素含量为响应值对发酵条件进行优化。响应面法分析得出蛹虫草菌发酵五味子药渣最佳条件:水料比为2mL/g,基质重量为37g,接种量为23%,发酵温度为26℃。在此条件下发酵15d,发酵产物中虫草素含量高达5.1202mg/g;多糖含量为2.87%,相比发酵前五味子药渣中多糖含量提高了24.97%。结果说明,以五味子药渣作为蛹虫草菌发酵培养基,不仅可以提高五味子药渣的利用价值,而且可以降低发酵蛹虫草菌生产虫草素的成本。     

蛹虫草富硒研究

研究了蛹虫草液体发酵富硒过程中最佳的营养条件,确定蛹虫草富硒的最佳培养基配方为：大豆粉30g/L,蔗糖40g/L,KH2PO41.5g/L,硫胺素50μg/L,Na2SeO312 mg/L,pH6.0.     

蛹虫草富铁液体深层发酵条件的优化

蛹虫草和铁元素被证明对人体有着重要的生理作用。通过设计单因素和多因素正交试验,探讨蛹虫草富铁液体深层发酵条件的优化。试验证实,蛹虫草富铁液体深层发酵的最佳培养基配方为:大豆粉35 g/L、蔗糖30 g/L、KH_2PO_41.5 g/L、Mg SO_41.5 g/L、硫胺素5×10~(-5) g/L、Fe SO_4·7H2O 0.3 g/L。最佳培养条件为:pH6,温度26℃,发酵3 d,接种量5%,装液量100 mL/250 mL三角瓶。在此发酵条件下,测得富铁蛹虫草生物量为18.93 g/L,富集铁为16.01 mg/g。     

虫草枸杞复合发酵工艺研究

在蛹虫草液体培养过程中加入枸杞汁,进行虫草枸杞复合发酵,对发酵过程中虫草菌生长曲线及发酵产物有效成分含量进行了测定。确定了虫草枸杞复合发酵最佳工艺条件为:蛹虫草发酵72 h时向培养基中添加5 g/L的枸杞匀浆液,发酵周期144 h。在此工艺条件下,复合发酵产物产量较虫草菌丝体升高了112.12%,达11.73 g/L。其中虫草素含量11.23 mg/g,虫草酸含量178.21 mg/g,多糖含量30.73 mg/g,较虫草菌丝体分别提高了29.98%,64.46%和97.20%。复合发酵产物抗氧化能力较虫草菌丝体升高了44.62%。     

基于胃液动态消化模型下SPI乳液酶解产物特性的研究

虫草素是蛹虫草菌发酵的重要生物活性物质之一,具有多种医学功效,然而,低产率限制了其大规模生产和应用。为了提高虫草素产率,本研究通过超声波和硫酸二乙酯复合诱变、定向筛选得到一株黄嘌呤和鸟嘌呤双重营养缺陷型突变株xan－gua－-c,其虫草素产量较原始菌株提高约40%,达到1.76 g/L（发酵20 d）。本研究进一步考察了外源添加虫草素结构类似物对突变株合成虫草素的影响,发现添加1.0 g/L腺苷和1.0 g/L腺嘌呤后,第20 d虫草素产量分别提高了33.5%和103.5%,达到2.35 g/L和3.59 g/L。代谢途径分析表明,蛹虫草菌中可能同时存在由腺嘌呤或腺苷合成虫草素的代谢途径,甚至这两条合成途径本就是重合的,且阻断黄嘌呤和鸟嘌呤的合成代谢是促进蛹虫草菌积累虫草素的有效策略。     

蛹虫草面酱发酵工艺研究

为了提升面酱的营养价值,丰富面酱品种,改良传统发酵工艺,酿造出蛹虫草特色面酱,在面酱生产工艺的不同环节添加蛹虫草子实体,通过测定发酵过程中氨基酸态氮、还原糖、总酸和虫草素含量的变化,结果表明,蒸料前添加10%的蛹虫草,再经制曲和发酵所制得的蛹虫草面酱中各指标含量均高于传统发酵面酱。在此最佳工艺条件下,蛹虫草面酱中氨基酸态氮含量为0.91 g/100 g,还原糖含量为22.22 g/100 g,总酸含量为1.31 g/100 g,虫草素含量为344.04 μg/g。     

北虫草液态发酵天然培养基的优化研究

对北虫草液态发酵天然培养基进行优化研究,经比较确定适宜液态发酵的北虫草菌株及最佳氮源,之后采用混料设计对发芽糙米浆、麦芽汁和豆粕汁三种原料的组成配比进行优化,确定适宜北虫草液态发酵的最佳培养基。研究表明:北虫草CM-3菌株适宜液态发酵,且该菌在以豆粕为氮源时生长最好;发芽糙米浆、麦芽汁和豆粕汁(可溶性固形物含量分别为6%)混料比为55:5:40时,CM-3的菌丝干重达最高(17.0g/L)。     

蚕虫草与有关虫草活性成分检测比较

通过测定蚕虫草、蚕蛹草和冬虫夏草的腺苷、虫草素、虫草多糖和虫草酸,发现以家蚕为寄主的蚕虫草,虫草素的含量高达12.59mg/g,是同一菌种蚕蛹草的4.45倍,同时虫草多糖是蚕蛹草的2.68倍;与冬虫夏草相比,除虫草素是其数百倍外,腺苷也高达4倍之多,是一种很有开发前景的虫草新资源。     

蛹虫草液体发酵产虫草素研究

以蛹虫草液体发酵菌丝体为原料,通过超声、微波方法提取蛹虫草中的虫草素,超声提取时间为20min;微波功率为200W,微波提取时间为110s,提取得到虫草素结晶体,含量是0.006mg/g.以虫草素为指标,通过正交试验确定蛹虫草液体发酵条件,虫草素含量最高的方案为:接种量15％,温度25℃,转数140r/min,培养时间96h.     

高效液相色谱法测定3 种蛹虫草中虫草素及比较分析

对3 种蛹虫草中虫草素含量进行高效液相色谱法测定并比较,以查看不同地区来源的蛹虫草中虫草素含量
的区别,为选育高含量虫草素蛹虫草菌种及改变其培养条件指明方向。首先采用正交试验研究虫草素的提取条件,
获得最适提取工艺,即料液比1∶80、提取时间5 h、提取温度70 ℃,在此条件下虫草素的得率达0.604%（以湖北地区
的蛹虫草作为原料）。然后在此条件下分别对湖北地区（A）、云南地区（B）和本实验室培养（C）的蛹虫草中提
取虫草素并进行测定,结果表明：样品C的虫草素含量远高于A（6.041 mg/g）和B（7.606 mg/g）,为26.071 mg/g。
结果显示,不同产地的蛹虫草中虫草素含量有一定区别,这可能与培养蛹虫草所用的菌种和培养条件差异有关。本
研究筛选出来的菌种以及获得的培养方法,对后续研究补硒栽培对蛹虫草中的活性成分虫草素含量的影响提供了技
术基础。     

蛹虫草高产胞外虫草素和虫草多糖的诱变育种

通过诱变获得高产胞外虫草素和虫草多糖的蛹虫草菌株.采用紫外线诱变(UV)、化学诱变(LiCl)、复合诱变(UV-LiCl) 3种方式对蛹虫草孢子进行诱变;发酵检测存活菌株的胞外虫草素和虫草多糖的含量.结果:以胞外虫草素为指标,3种诱变方式的最大正突变率分别为化学突变(29.2％)＞紫外突变(28.6％)＞复合诱变(26.5％);以胞外多糖为指标,最大正突变率分别为紫外诱变(35.7％)＞复合诱变(33.3％)＞化学诱变(27.0％).紫外诱变突变株Z-5-1胞外虫草素产量达0.842g/L,比出发菌株高311％;紫外诱变突变株Z-4-7胞外虫草多糖产量达5.250g/L,比出发菌株高148％.在连续培养5代后,仍具有较好的遗传稳定性.紫外诱变能获得较高的蛹虫草正突变率,同时能获得高产虫草素、虫草多糖的突变株.     

蛹虫草液态深层发酵的研究

采用二次饱和D 最优试验设计方法 ,在 3 0L生物反应器中进行了蛹虫草液态深层发酵。当初始温度为 2 2℃ ,pH 6 3～ 6 5 ,搅拌速度 1 80r/min ,通风量 1 2 1m3/h ,发酵 72h和 96h ,蛹虫草菌丝体 (干 )产率分别为 3 8 6g/L和 42 3g/L。用HPLC法检测腺苷和蛹虫草菌素的含量 ,72h时分别为湿菌丝体中 0 3 5 2 μg/g和 0 1 3 4μg/g ,发酵液中 0 1 79μg/mL和 0 1 0 2 μg/mL ;用比色法在41 2nm处检测虫草酸的含量 ,湿菌丝体中为 2 3 40 6mg/g,发酵液中为 6 61mg/mL。