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虫草属(Cordyceps)在分类学上属于子囊菌亚门(Ascomycotina)核菌纲(Pyrenomycetes)球壳菌目(Sphariales)麦角菌科(Claviciptiaceae)。蛹虫草(Cordyceps militaris),又名北冬虫夏草,富含多糖、虫草素、微量元素及多种酶复合物,其中多糖具有增强免疫力、抗癌、抗氧化等功效。蛹虫草与冬虫夏草有相同或相似的药用价值,是冬虫夏草较好的替代品,有很好的开发前景。锗元素尚未被证实是人体必需元素,但是研究表明有机锗化合物具有很好的抗肿瘤、消炎和杀菌等生物学功能。利用蛹虫草富集锗元素所得到的锗多糖兼有多糖和有机锗的功效,且更易被有机体吸收和利用。本课题利用单因子和正交试验设计对蛹虫草(C. militaris SU5-01)液体发酵产锗多糖的培养基配方进行了优化,通过Plackett-Burman(PB)及response surface methodology (RSM)优化获得了胞外多糖(exopolysaccharide, EPS)及胞内锗多糖(intracellular germanium polysaccharide, IGPS)的最佳提取条件,同时检测了EPS及IGPS的体外与体内抗氧化活性,并对IGPS组分进行了初步分离。(1)产锗多糖培养基配方优化通过单因子和正交试验,以蛹虫草富锗菌丝体干重(dry cell weight, DCW)和IGPS得率为指标,确定产蛹虫草锗多糖的最佳液体培养基配方为葡萄糖30g/L,酵母粉6g/L,锗浓度60mg/L,KH2P041.5g/L,MgS04·7H201g/L,pH6.5。在此条件下,蛹虫草富锗菌丝体干重为19g/L,IGPS得率为8.11%。(2)EPS及IGPS的提取优化通过PB试验及RSM优化,得到EPS的最佳提取条件为：乙醇浓度94.43%、pH7.32、浓缩倍数3.57,在此条件下,EPS提取量的理论值达到2.94g/L。IGPS的最佳提取条件为：提取温度89.92℃,乙醇浓度93.07%,提取次数2.92,多糖得率5.09%。IGPS经过Cellulose DEAE-52柱层析,得到三种组分,分别命名为IGPS-1, IGPS-2, IGPS-3.(3)EPS及IGPS的体外抗氧化以超氧阴离子(02--)清除率、DPPH清除率和还原力大小为指标,对EPS及IGPS的体外抗氧化能力进行了初步探讨。结果表明,EPS及IGPS具有明显清除02-·、DPPH自由基的作用,并具有一定的还原力,且呈现量效关系。EPS在2g/L时,还原力为0.44,比阳性对照BHT高29.41%；对02·和DPPH自由基的清除率分别为82.61%、50.56%。EPS对于O2-·和DPPH的半数抑制浓度(EC50)分别为0.8g/L、2g/L。IGPS对于DPPH自由基的半数抑制浓度(EC50)为0.18g/L；在浓度为1.0g/L时,IGPS的还原力比IPS高36.89%。(4)多糖体内抗氧化以小鼠组织及全血中谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidsade, GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)活性和丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量为指标,初步探究了EPS和IGPS的体内抗氧化活性。结果表明,EPS和IGPS均能提高小鼠组织及全血中SOD、CAT和GSH-Px活性,并能降低MDA的含量,提高了机体抗活性氧损伤的能力,为防止或减轻人体内脂质过氧化损伤提供了试验依据,是潜在的抗氧化剂。试验结果表明,蛹虫草SU5-01的EPS、IGPS均具有较强的体内和体外抗氧化能力,为虫草多糖的抗氧化机制及构效关系的深入研究奠定了基础。