灵芝菌丝体液体深层发酵研究进展

灵芝是我国著名药用真菌,其中的多糖和三萜是有效的抗肿瘤物质,但由于野生灵芝很少,种植灵芝周期长,占地广,受季节影响,难以产业化生产,因而价格昂贵.为了使更多人受惠,利用液体深层培养发酵灵芝菌丝体是目前的重要发展方向.本文将对灵芝菌丝体液体深层发酵进行综述,并作出展望.     

灵芝杂交菌株选育及其菌丝体液态深层发酵动力学

利用比较灵芝液态深层发酵菌丝体含量的方法,选择G0119、G0130和G0154作为亲本菌株。通过原生质体单核化技术,获得了108株灵芝单核菌株。以单核菌株作为杂交育种材料,将筛选出的单核菌株进行两两配对,共得到63株杂交菌株,通过拮抗反应验证,证实63株杂交菌株是真正的杂交菌株。其次,用Logistic模型对灵芝杂交菌株菌丝体生长、葡萄糖消耗和总三萜合成的比速率进行了计算与分析。结果表明,杂29和杂62灵芝杂交菌株菌丝体的最大比生长速率分别为0.147 h-1和0.154 h-1,葡萄糖的最大比消耗速率分别为0.011h-1和0.042 h-1,三萜的最大比合成速率分别为0.0010 h-1和0.001 9 h-1。因此,利用原生质体单核化方法制备的杂交菌株不同于亲本菌株,其动力学参数分析表明,杂交菌株对底物的利用和三萜产物的合成与亲本菌体比较有较大的提高。     

灵芝液体深层发酵技术

文章阐述了深层发酵法生产灵芝的工艺流程、生产菌种的选育，以及培养基的组成和发酵工艺条件的优化。     

4种中草药提取物对灵芝液态发酵三萜产物形成的影响

采用振荡-静置两段培养法,研究了以当归、党参、甘草、黄芪4种甘肃道地药材提取物作为激发子对灵芝液态发酵过程中细胞生长及产灵芝三萜的影响。结果表明:建立的最优两段发酵条件为发酵液C/N为4∶1,振荡-静置转换时间为第3天,装液量为50 m L/250 m L。在该条件下,当归、党参、甘草、黄芪提取物均能显著促进灵芝细胞生长及灵芝三萜的产生,但四者的有效作用浓度范围不同,当归、党参醇提物质量浓度在20~80 g/L促进作用良好,甘草、黄芪水提物在5~15 g/L促进作用良好。最佳添加时间分别为当归第2天,党参、甘草和黄芪均为第3天。发酵罐验证试验表明,4种中草药提取物是有效的激发子,可促进灵芝发酵三萜产量提高,尤其是当归添加量为60 g/L时,胞外三萜产量可达964.63 mg/L。     

基于油酸诱导的高产三萜灵芝菌丝体发酵条件优化

本文对油酸促进灵芝菌丝体高产灵芝三萜发酵条件进行了优化,旨在提高灵芝三萜的产量。实验进行了碳源、氮源等单因素的筛选,利用CCD实验设计对培养基进行优化,以及对发酵条件单因素进行了优化。实验结果表明,促进灵芝菌丝体高产灵芝三萜的最优条件为:培养基成分为可溶性淀粉3.4%、鱼蛋白胨0.72%、KH2PO40.3%、Mg SO40.15%、VB10.005%(m/v),p H5.5,在发酵培养第0 d加油酸4.38%(v/v);装液量为100 m L,接种量为10%(v/v),发酵天数为9 d,胞内三萜产量达到(282.67±3.77)mg/100 m L。该方法不仅大幅度提高了三萜产量,对于灵芝的工业化生产也有重要意义。      

不同品种灵芝固态发酵菌丝体多糖和三萜含量的比较

以多糖和三萜含量为指标,探讨了8种灵芝菌株固态发酵菌丝生物活性物质含量的差异。结果表明,不同菌株间固态发酵菌丝得率、多糖和三萜含量的差异较大,紫芝菌丝得率最高,达到了21.66%;云芝单位菌丝体多糖含量最高,为8.16%;赤芝和树舌灵芝单位菌丝体三萜含量最高,分别为1.13%和1.08%。8种灵芝菌株中紫芝单位培养基的多糖产量最高,达到了0.996%,赤芝单位培养基的三萜产量最高,为0.173%,因此紫芝适合于固态发酵生产灵芝多糖,而赤芝适合于固态发酵生产灵芝三萜。     

富硒灵芝液态深层发酵工艺研究

采用灵芝作为富硒的载体,进行富硒灵芝液态深层发酵实验,研究灵芝对无机硒的生物转化能力。利用正交实验设计,对富硒灵芝液态深层发酵条件如摇床转速、接种量、pH等进行了优化。结果表明,灵芝能在含有低浓度亚硒酸钠(50～200mg/kg)的培养基中生长,并在菌丝体内富集硒。在优化的发酵条件下,富硒灵芝菌丝体干质量为38.0g/L,菌丝体硒含量为1568μg/g,总富硒量为59584μg/L。     

灵芝菌丝体深层发酵工业化生产的研究

目的:采用生物发酵工程技术进行灵芝菌丝体多糖扩大生产;方法:利用农副产品(如玉米粉、豆粕粉)作培养基,在发酵罐中,根据其控制参数(如接种量、总糖量、还原糖、pH值、通风量、罐压、温度、生长因子),进行灵芝菌丝体多糖工业化扩大生产。结果:经过20批容积为10m3,定容为7.5m3发酵罐正常试验,生产周期平均为150h;pH值从6.5降至3.5;放罐后灵芝菌丝体经均质和喷雾干燥后其干粉平均每罐重量为66.1kg,干粉平均收率为8.76kg/m3,干粉中纯多糖含量为68.5g/kg,每罐纯多糖重量为4.225kg。镜检菌丝壁上无明显“芽头与锁状联合”,并有少量菌丝体自溶,无杂菌。结论:试验证明本工艺方案是成功的,是值得推广的新工艺。     

灵芝深层发酵代谢变化及其产物特性的研究

本文对灵芝深层发酵过程中多糖的代谢变化及深层发酵菌丝体与子实体的基本组成进行了系统的研究，结果表明：菌体地生长速度与多糖的最高积累量呈正相关，而多糖的最高各界量测滞后于菌体的纤维毒酶、淀粉酶产酶高峰。此外菌丝体含明子实体中所具备的组份，菌丝体中粗多糖、多糖为子实体的２．２６和３．５倍，菌丝体粗蛋白含量比子实体高２．４７倍，而必需氨基酸在蛋白南组成中基本接近，为５８％及４５％。     

pH值及溶解氧对灵芝多糖深层液态发酵的影响与控制

探讨了 pH值及溶解氧 (DO)对灵芝多糖深层液态发酵的影响和控制措施。结果表明 ,灵芝胞内多糖的生成与菌丝体的生长呈偶联型 ,胞外多糖的形成与菌丝体生长呈部分偶联型。菌丝体生长及胞内多糖产生的最适 pH值为 5 4 ,胞外多糖产生的最适 pH值为 4 6。菌丝体生长最适溶氧和胞外多糖生成最适溶氧基本一致 ,在 80 0 %左右 ,溶氧超过这一水平 ,不利于胞外多糖的形成。据此设计出灵芝多糖发酵 pH和DO优化控制条件 ,在此优化条件下进行发酵 ,灵芝菌丝体生物量、胞内多糖量、胞外多糖量较未经优化控制的发酵分别提高 57%、51%、31% ,总灵芝多糖产量提高了 33%     

昆嵛山野生灵芝发酵条件的研究

灵芝自古是我国的著名药用真菌,其含有多种生理调节因子。本研究通过单因素和正交试验,优化液体深层培养的营养搭配与环境条件,研究其对昆嵛山灵芝菌丝体生物量的综合影响。结果表明,适宜的培养基配方为:可溶性淀粉5.00%、牛肉膏2.00%、KH2PO40.10%、MgSO40.01%;适宜的环境条件为:初始pH5.5,发酵周期6d,搅拌转速150r/min,装液量30%。     

利用酒糟深层发酵生产灵芝酸的培养基的优化

以利用酒糟为出发点,研究了营养性因子对灵芝酸深层发酵的影响,结果表明酒糟、葡萄糖、麸皮、豆饼粉、酵母膏、蛋白胨有利于灵芝酸的形成。碳氮源浓度实验表明,只有在一定的浓度范围内才能较好地形成灵芝酸。正交优化实验确定了灵芝酸深层发酵的最佳培养基组成。     

冬虫夏草与韩芝液体混合发酵条件研究

平板培养基上比较了冬虫夏草、韩芝及树舌的菌丝生长速度和对淀粉的利用情况,结果显示三者的生长速度分别达到1.28、0.64和0.55cm/d,且韩芝与树舌对淀粉的利用均优于冬虫夏草;混合培养结果得出菌种的最佳菌龄比为虫草:韩芝=3d:5d,最佳的接种比例为2:3;正交试验混合发酵最佳的培养基配方为(% ):葡萄糖1.0 、淀粉2.0、黄豆粉2.0、酵母粉0.5.在此条件下,菌丝生物量达到最大值1.97g/100ml.     

发酵灵芝胞外多糖硫酸化修饰

发酵灵芝胞外多糖表现出微弱的抗肿瘤活性,硫酸化是改善多糖抑癌活性的重要途径,而多糖的硫酸化取代度与其生物活性密切相关。为了了解硫酸化取代度与硫酸化条件之间的关系,以获取不同取代度的产品,对发酵灵芝胞外多糖的硫酸化试剂以及硫酸化反应条件与取代度之间的关系进行了较深入研究。实验结果表明,氨基磺酸比氯磺酸的硫酸化过程更加缓和,尿素的加入也有利于缓和反应条件,提高取代度。     

灵芝菌体液态深层发酵条件的优化

研究摇瓶灵芝菌体液态深层发酵温度和初始pH 值,在此基础上进行5L 发酵罐批次培养,研究发酵过程pH 值控制、溶氧控制对灵芝菌体生长和灵芝胞外多糖的影响。结果表明：发酵温度30℃,初始pH 值为6.0;过程pH 值控制策略：菌体生长前期(0～40h)控制pH 值为5.5,40～48h 控制pH 5.0,48h 后至发酵结束控制pH4.5;溶氧控制策略为：搅拌转速160r/min,通风量0.75vvm。优化后的验证实验结果：灵芝菌体生物量最高达到19.7g/L,胞外多糖最高达到3.23g/L,较优化前灵芝菌体生物量12.8g/L 和灵芝胞外多糖2.39g/L 分别提高了53.9% 和35.1%。     

以药食两用中药为基质的灵芝发酵

本文研究了以药食两用中药为基质的灵芝发酵，并用响应面分析法对培养基进行了优化，结果表明：山药、芡实适合于作碳源，莲子、薏苡仁适合于作氮源；以山药、薏苡仁为基质的最佳发酵培养基为：葡萄糖2．1％，山药3％，薏苡仁1．96％，灵芝菌体生物量可达2．05g／100ml。     

液体发酵条件对灵芝菌体形态及胞外多糖活性的影响

作者主要研究灵芝在液体发酵过程中,发酵时间、初始p H值、培养温度等发酵条件对灵芝菌体形态、胞外多糖产量及多糖抗肿瘤活性的影响,其目的在于通过调控发酵条件获得高活性、高产量的灵芝多糖。依据灵芝菌球直径的大小,所有菌球被分为小型、中型和大型菌球,结果表明,发酵过程中菌体形态以中型菌球为主,在中小型菌球比例较高时有利于胞外多糖的合成,并且小型菌球比例大于大型菌球时,发酵液中多糖含量较高;在比较不同发酵条件下获得的胞外多糖对肿瘤细胞抑制作用时发现,p H 4.0和30℃条件下获得的多糖对小鼠肝癌细胞Hepa 1-6和人乳腺癌细胞MDA-MB-231具有更高的抑制作用。     

灵芝深层发酵中麦角甾醇含量的测定

利用HPLC法研究了灵芝真菌发酵过程中胞内外麦角固醇的含量,经紫外全波长扫描,确定测定波长为282mm,研究表明：此方法测定麦角固醇含量最大标准偏差为O．92％,得到线性回归方程为y=28685x-382．61（R=0．9998）,该回归方程在20～500嵋的范围内。精密度试验,灵芝真菌发酵胞内外麦角固醇含量RsD分别为O．40％和1．96％,说明此试验设计条件精密度良好,经加标后,麦角固醇的回收率在96．82～102．50％之间,表明此方法用于测定灵芝真菌发酵过程中麦角固醇含量准确、可行,经测定灵芝真菌发酵至120h,麦角固醇含量增至最高,胞内含量达到O．64mg／g,胞外含量达到0．07mg／mL。     

不同提取方法对灵芝多糖性质的影响研究

本研究比较了超声波法(UP)、超声波结合纤维素酶法(UCP)、超声波结合胰酶法(UPP)、传统热水提取法(TP)四种方法提取灵芝多糖的性质区别。结果表明采用超声波结合胰酶法提取多糖得率最高,可达4.93%,比传统水提法的多糖得率高1.58倍。相比传统水提法所得多糖的分子量,超声处理可显著降低多糖分子量,超声结合酶法提取对多糖的降解作用更加显著,其中胰酶效果最为明显,可将多糖分子量降至5 kDa以下。此外,采用超声波结合胰酶法提取的多糖也具有较好的抗氧化活性,其还原力在浓度1.0 mg/mL时为1.408,羟自由基清除能力在浓度2.0 mg/mL时为50.08%,ABTS+清除能力在浓度1.0 mg/mL时为82.5%,氧自由基吸收能力(ORAC)值可达2484.14μmolTrolox/g。