云芝胞内糖肽液体发酵及提取工艺的优化

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云芝是重要的药用真菌,云芝胞内糖肽因具有免疫增强、保肝和辅助癌症治疗等药理活性而成为一种重要的原料药。液体发酵生产云芝及其胞内糖肽在质量控制、自动化程度、生产强度等方面具有明显的优势,故有必要筛选优良菌株并优化发酵条件和提取工艺提高发酵产量和产物提取得率,并需考察工艺对产物的影响。本论文的主要工作内容如下:(1)通过基因组ITS和18S rDNA序列的测定、比对和构建系统进化树对菌株进行了分子鉴定,四株菌都鉴定为云芝(Trametes versicolor)。比较了四株菌的平板菌落形态、生长特性、发酵性能、胞内糖肽主要成分的含量和分子量分布,结果表明JNPF-CV05不论是在菌落形态、菌丝平均生长速度,还是在发酵产量及批次稳定性、胞内糖肽的主要指标都显示出是优良的菌株,适合做进一步发酵优化研究。(2)通过单因素和正交设计优化了云芝菌丝体和胞内糖肽的发酵培养基和培养条件,得到最佳发酵培养基:赤砂糖40g/L,玉米粉20g/L,胰蛋白胨6g/L,麸皮10g/L,磷酸二氢钾1g/L,结晶硫酸镁1g/L,葵花籽油1%(v/v);最佳培养条件:初始pH为自然pH(约5),转速200rpm,接种量15%(v/v),温度28℃。优化后的生物量为24.12g/L,胞内糖肽产量为1.39g/L,相比优化前的生物量提高了1.2倍,胞内糖肽产量提高了71.6%。(3)对发酵优化前后条件下制备的云芝胞内糖肽的性质做了初步研究。结果显示,优化前和优化后的胞内糖肽总糖含量分别为55.2%、56.17%;优化前和优化后的胞内糖肽肽含量分别为21.7%、28.6%,优化前的胞内糖肽主峰分子量为1873.0kDa,保留时间为16.1min,而发酵优化后的胞内糖肽分子量分布与优化前的有明显差异。红外图谱显示糖肽含有吡喃多糖,优化前后的胞内糖肽官能团特征无明显差别。单糖组成显示糖肽糖类组分由7种单糖组成,葡萄糖是主要单糖。氨基酸组成显示糖肽蛋白组分由18种氨基酸组成,天冬氨酸和谷氨酸含量最多。优化后与优化前相比,单糖种类和氨基酸种类没有改变,但相对含量有所变化。(4)以云芝胞内糖肽提取得率作为指标,通过单因素实验优化了微波提取法和热水浸提法的操作条件。结果表明,微波提取最佳条件为:时间2min,功率264W,液固比20:1,提取2次;热水浸提最佳条件为:温度60℃,时间1.5h,液固比30:1,提取2次。对于鼓风、真空和冷冻条件下干燥制备的云芝菌丝体,在微波提取的最佳条件下的得率依次为:9.03%、9.28%、10.36%;在热水浸提的最佳条件下的得率依次为:8.56%、9.12%、9.53%。冷冻干燥后的菌丝体提取得率最高。微波提取较热水浸提显著缩短了提取时间,节省了提取溶剂用量,提取得率有所提高,且与热水浸提法提取的胞内糖肽的官能团特征相似。两种提取方法所得糖肽的主要指标都符合国家标准。
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