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冬虫夏草(Cordyceps s inensis)是一种药食两用真菌,含有虫草素、多糖、蛋白质、核苷酸、氨基酸、脂肪酸等多种活性成分,具有各种生理作用,如抗肿瘤、抗氧化、降血糖、降血脂、增强免疫等,冬虫夏草液体发酵菌丝体可作为制造高附加值保健食品的原料使用。中国是水稻和小麦生产大国,米糠和麸皮的产量较大,但米糠和麸皮高效高值化深加工利用的途径还有待进一步开发。为将冬虫夏草菌丝体的价值优势和米糠麸皮深加工开发利用的需求加以结合,本研究围绕用冬虫夏草菌株液体发酵米糠和麸皮得到价值更高的冬虫夏草菌丝原料这一目的,通过比较研究的方法,揭示已有菌株和诱变得到的菌株液体发酵米糠麸皮全料的效果,以求开发出一种冬虫夏草菌株发酵米糠麸皮全料的新的理论和技术。研究内容包含了补充原始菌株发酵米糠麸皮全料的工艺和动力学模型的研究、诱变获得新的高效菌株、新菌株发酵米糠麸皮全料的工艺和动力学模型、新菌株发酵物的理化性质以及新旧菌株之间发酵米糠麸皮效果的对比。研究的具体内容、方法和结果如下所述。(1)原始菌株发酵米糠麸皮全料的工艺和动力学模型的研究按U35(57)设计表开展均匀试验设计试验,研究原始菌株Cordyceps sinensis CFCC83924液体发酵米糠麸皮全料时,各因素如米糠添加量、麸皮添加量、KH2PO4添加量、MgS O4·7H2O添加量以及转速、温度、时间对表征发酵结果的指标混合菌丝干重、混合菌丝多糖重量、胞外多糖重量、pH、混合菌丝湿重的影响。利用SPSS软件对结果进行多元线性回归以及非线性回归,可以得到5个经验动力学方程和1个理论动力学方程,利用Excel进行规划求解,并考虑目标物的总产量,预测可得米糠重量、麸皮重量、KH2PO4重量、MgSO4·7H2O重量、转速、温度、时间分别为8 g、8 g、0.15 g、0.15 g、150 r/min、20℃、5 d时,100 mL发酵培养基所得的混合菌丝干重、混合菌丝多糖和胞外多糖的重量均取得较大值,分别为12.0 g、482.9 m g、1439.2 mg,此时pH为5.71,混合菌丝湿重为47.6 g。与课题组前人所得到的Cordyceps sinensis CFC C83924液体发酵米糠麸皮全料的发酵效果相比,发酵参数范围更宽,每100 mL发酵培养基所得到的目标物产量显著提高,提出的新的经验和理论发酵动力学方程可作为理论依据,用作后续研究的对照使用。(2)诱变获取新的高效菌株研究为获得液体发酵米糠麸皮全料性能更好的冬虫夏草菌株,对Cordyceps sinensi s CFCC83924进行紫外诱变,以菌丝生长速率、混合菌丝干重、混合菌丝多糖重量和胞外多糖重量为指标,经十批初筛,五代平板复筛、五代发酵稳定性筛选,获得生长较快、高产菌丝和多糖的诱变菌株Cordyceps sinensis J SU1401。该菌株的生长速率为1.4±0.03 cm/d,100 m L发酵培养基得到的混合菌丝干重、混合菌丝多糖重量、胞外多糖重量分别为3.8±0.06 g、198.1±26.09 mg、190.5±5.49 mg。与相同条件下冬虫夏草原始菌株的结果相比(1.2±0.05 cm/d、3.7±0.06 g、144.9±6.35 mg、145.8±10.15 m g),分别增加了18.9%、3.5%、36.7%、30.7%,新菌株的发酵效果显著高于原菌株。(3)诱变菌株的单因素试验对Cordyceps sinensis JSU1401液体发酵米糠麸皮的3个指标(混合菌丝干重、混合菌丝多糖重量及胞外多糖重量)进行了4个单因素(100 mL初始发酵培养基中的米糠、麸皮、KH2P O4、MgS O4·7H2O的重量)试验,对试验结果进行方差分析,结果显示米糠、麸皮的重量对3个指标影响显著,KH2PO4的重量对混合菌丝干重影响显著,MgSO4·7H2O的重量对混合菌丝多糖影响显著。(4)诱变菌株发酵米糠麸皮全料的工艺和动力学模型的研究按U24(245)设计表开展均匀试验设计试验,研究诱变菌株Cordyceps sinensis JSU1401液体发酵米糠麸皮全料时,各因素如100 mL初始发酵培养基中的米糠重量、麸皮重量、KH2PO4重量、MgSO4·7H2O重量、时间对表征发酵结果的指标混合菌丝干重、混合菌丝多糖重量、胞外多糖重量的影响。利用SPSS软件对结果进行多元线性回归以及非线性回归,可以得到3个经验动力学方程和1个理论动力学方程,利用Excel进行规划求解,并考虑目标物的总产量,预测可得米糠重量、麸皮重量、KH2P O4重量、MgSO4·7H2O重量、时间分别为4.8 g、4.8 g、0.25 g、0.0075 g、3 d,并控制转速为150 r/min,温度为23℃时,100 mL发酵培养基获得的混合菌丝干重、混合菌丝多糖重量和胞外多糖重量均取得较大值分别为7.0 g、404.4 m g、878.6 mg,与原始菌株同条件下发酵结果(5.5 g、337 m g、828.9 m g)相比分别增加了为27%、20%、6%,新菌株的发酵工艺和发酵动力学模型为新菌株的实际应用提供了理论指导和参数选择计算的依据,但因其适用范围窄于(1)的原始菌株的试验范围,故无法比较两者在上限时的指标数值。(5)诱变菌株理化性质的研究研究Cordyceps sinensis J SU1401发酵菌丝的理化性质,结果表明提取的菌丝多糖为非淀粉类多糖,不含或含少量蛋白质和氨基酸。菌丝多糖具有明显的抗氧化作用,可以有效清除DPP H,具有较高还原力,且抗氧化活性随菌丝浓度的增加而增强。与原始菌株相比,所得菌丝多糖种类相同,还原力接近,增加了菌株DPPH的清除力的试验数据。