论文部分内容阅读
双孢菇主要以野外采集和人工栽培为主，生产周期长，占地面积大，劳动强度高，同时受季节等因素的控制，影响和制约了双孢菇的生产和充分应用。双孢菇作为近年来开发的功能成分卓越的药食两用菌之一，日益受到人们的广泛重视。但是，目前对双孢菇胞外多糖的研究较少。本研究以双孢菇为研究对象，采用深层发酵技术，研究不同发酵条件对双孢菇胞外多糖产量的影响，并对发酵工艺进行了优化。研究并优化了胞外多糖的提取工艺；同时对双孢菇胞外多糖的分离纯化、结构以及降血糖作用进行深入研究。主要研究结果如下：1)采用Box-Behnken响应曲面实验优化双孢菇胞外多糖发酵工艺，确定了获得最大胞外多糖（1.87g/L）时最优培养基：葡萄糖35.7g/L，KH2PO42.1g/L，蛋白胨3.1g/L，MgSO4·7H2O1g/L和玉米浆15g/L。通过摇瓶试验，确定了双孢菇菌液态深层发酵温度25oC，初始pH为7.0；通过批次发酵试验确定5L发酵罐pH控制策略：分段控制pH，用5mol/L NaOH或HCl溶液调节pH，菌体生长前期（0-40h）控制pH为7.0，40-62h控制pH6.5，62h后至发酵结束控制pH为6.0。溶氧控制策略为：搅拌转速160r/min，通风量0.9vvm。优化后的双孢菇生物量最高达到23.64g/L，胞外多糖最高达到3.71g/L，较优化前生物量15.80g/L和双孢菇胞外多糖2.78g/L分别提高了49.62%和33.45%。2)在单因素实验的基础上，通过Box-Behnken实验设计、模型建立和响应面分析，获得了最佳提取工艺：乙醇浓度85%，pH8.0，沉淀时间22h，在此条件下双孢菇胞外多糖的提取率达到最大值2.69g/L，与预测值（2.71g/L）相一致。3)本文选择了截留分子量为8000-14000的透析袋，通过紫外光谱分析证明，截留分子量为8000-14000的透析袋的透析效果良好。采用DEAE-纤维素层析柱和Sepharose CL-6B凝胶色谱分离纯化得到一种双孢菇胞外多糖组分ABPS1。HPGPC法测得其呈单一峰，重均分子量为5.7×105Da。通过单糖组成分析、红外、核磁共振等手段分析ABPS1的糖链结构，结果表明ABPS1为杂多糖，其单糖组成为葡萄糖、甘露糖和木糖，摩尔比率为6.2:1:2.5；双孢菇胞外多糖含有和β两种糖苷构型，单糖残基的构型为吡喃型，以1→3糖苷键为主链，存在1→6糖苷键的支链。4)双孢菇胞外多糖能够清除羟基自由基、超氧阴离子和DPPH自由基，具有显著的体外抗氧化作用。同时，体外实验还表明，双孢菇胞外多糖能够抑制-葡萄糖苷酶的活性，改善血糖水平。另外，通过对胰岛β细胞的生存能力和胰岛素蛋白的分泌功能研究，表明双孢菇胞外多糖能够提高胰岛β细胞的生存能力，增加了胰岛素蛋白的分泌。5)双孢菇胞外多糖能够改善糖尿病小鼠消瘦和毛色黯淡等症状。并且能够降低糖尿病小鼠血糖浓度，促进葡萄糖转化合成肝糖原。同时能够提高机体SOD等酶类的抗氧化酶活性，提高肝脏抗氧化能力。