用冬蟲夏草菌株液體發(fā)酵米糠麩皮全料的比較研究.pdf

1、冬蟲夏草（Cordycepssinensis）是一種藥食兩用真菌，含有蟲草素、多糖、蛋白質(zhì)、核苷酸、氨基酸、脂肪酸等多種活性成分，具有各種生理作用，如抗腫瘤、抗氧化、降血糖、降血脂、增強免疫等，冬蟲夏草液體發(fā)酵菌絲體可作為制造高附加值保健食品的原料使用。中國是水稻和小麥生產(chǎn)大國，米糠和麩皮的產(chǎn)量較大，但米糠和麩皮高效高值化深加工利用的途徑還有待進一步開發(fā)。為將冬蟲夏草菌絲體的價值優(yōu)勢和米糠麩皮深加工開發(fā)利用的需求加以結合，本研究圍繞用冬

2、蟲夏草菌株液體發(fā)酵米糠和麩皮得到價值更高的冬蟲夏草菌絲原料這一目的，通過比較研究的方法，揭示已有菌株和誘變得到的菌株液體發(fā)酵米糠麩皮全料的效果，以求開發(fā)出一種冬蟲夏草菌株發(fā)酵米糠麩皮全料的新的理論和技術。研究內(nèi)容包含了補充原始菌株發(fā)酵米糠麩皮全料的工藝和動力學模型的研究、誘變獲得新的高效菌株、新菌株發(fā)酵米糠麩皮全料的工藝和動力學模型、新菌株發(fā)酵物的理化性質(zhì)以及新舊菌株之間發(fā)酵米糠麩皮效果的對比。研究的具體內(nèi)容、方法和結果如下所述。

3、>　?。?）原始菌株發(fā)酵米糠麩皮全料的工藝和動力學模型的研究
　　按U35(57)設計表開展均勻試驗設計試驗，研究原始菌株Cordyceps sinensis CFCC83924液體發(fā)酵米糠麩皮全料時，各因素如米糠添加量、麩皮添加量、KH2PO4添加量、MgSO4·7H2O添加量以及轉速、溫度、時間對表征發(fā)酵結果的指標混合菌絲干重、混合菌絲多糖重量、胞外多糖重量、pH、混合菌絲濕重的影響。利用SPSS軟件對結果進行多元線性回歸以及

4、非線性回歸，可以得到5個經(jīng)驗動力學方程和1個理論動力學方程，利用Excel進行規(guī)劃求解，并考慮目標物的總產(chǎn)量，預測可得米糠重量、麩皮重量、KH2PO4重量、MgSO4·7H2O重量、轉速、溫度、時間分別為8 g、8 g、0.15 g、0.15 g、150 r/min、20℃、5 d時，100 mL發(fā)酵培養(yǎng)基所得的混合菌絲干重、混合菌絲多糖和胞外多糖的重量均取得較大值，分別為12.0 g、482.9 mg、1439.2 mg，此時pH為5

5、.71，混合菌絲濕重為47.6 g。與課題組前人所得到的Cordyceps sinensis CFCC83924液體發(fā)酵米糠麩皮全料的發(fā)酵效果相比，發(fā)酵參數(shù)范圍更寬，每100 mL發(fā)酵培養(yǎng)基所得到的目標物產(chǎn)量顯著提高，提出的新的經(jīng)驗和理論發(fā)酵動力學方程可作為理論依據(jù)，用作后續(xù)研究的對照使用。
　?。?）誘變獲取新的高效菌株研究
　　為獲得液體發(fā)酵米糠麩皮全料性能更好的冬蟲夏草菌株，對Cordycepssinensis CFC

6、C83924進行紫外誘變，以菌絲生長速率、混合菌絲干重、混合菌絲多糖重量和胞外多糖重量為指標，經(jīng)十批初篩，五代平板復篩、五代發(fā)酵穩(wěn)定性篩選，獲得生長較快、高產(chǎn)菌絲和多糖的誘變菌株CordycepssinensisJSU1401。該菌株的生長速率為1.4±0.03 cm/d，100 mL發(fā)酵培養(yǎng)基得到的混合菌絲干重、混合菌絲多糖重量、胞外多糖重量分別為3.8±0.06 g、198.1±26.09 mg、190.5±5.49 mg。與相同條

7、件下冬蟲夏草原始菌株的結果相比（1.2±0.05 cm/d、3.7±0.06 g、144.9±6.35 mg、145.8±10.15 mg），分別增加了18.9％、3.5%、36.7%、30.7%，新菌株的發(fā)酵效果顯著高于原菌株。
　?。?）誘變菌株的單因素試驗
　　對CordycepssinensisJSU1401液體發(fā)酵米糠麩皮的3個指標（混合菌絲干重、混合菌絲多糖重量及胞外多糖重量）進行了4個單因素（100 mL初始發(fā)

8、酵培養(yǎng)基中的米糠、麩皮、KH2PO4、MgSO4·7H2O的重量）試驗，對試驗結果進行方差分析，結果顯示米糠、麩皮的重量對3個指標影響顯著，KH2PO4的重量對混合菌絲干重影響顯著，MgSO4·7H2O的重量對混合菌絲多糖影響顯著。
　?。?）誘變菌株發(fā)酵米糠麩皮全料的工藝和動力學模型的研究
　　按U24(245)設計表開展均勻試驗設計試驗，研究誘變菌株Cordyceps sinensis JSU1401液體發(fā)酵米糠麩皮全料

9、時，各因素如100 mL初始發(fā)酵培養(yǎng)基中的米糠重量、麩皮重量、KH2PO4重量、MgSO4·7H2O重量、時間對表征發(fā)酵結果的指標混合菌絲干重、混合菌絲多糖重量、胞外多糖重量的影響。利用SPSS軟件對結果進行多元線性回歸以及非線性回歸，可以得到3個經(jīng)驗動力學方程和1個理論動力學方程，利用Excel進行規(guī)劃求解，并考慮目標物的總產(chǎn)量，預測可得米糠重量、麩皮重量、KH2PO4重量、MgSO4·7H2O重量、時間分別為4.8 g、4.8 g、

10、0.25 g、0.0075 g、3 d，并控制轉速為150 r/min，溫度為23℃時，100 mL發(fā)酵培養(yǎng)基獲得的混合菌絲干重、混合菌絲多糖重量和胞外多糖重量均取得較大值分別為7.0 g、404.4 mg、878.6 mg，與原始菌株同條件下發(fā)酵結果（5.5 g、337 mg、828.9 mg）相比分別增加了為27%、20%、6%，新菌株的發(fā)酵工藝和發(fā)酵動力學模型為新菌株的實際應用提供了理論指導和參數(shù)選擇計算的依據(jù)，但因其適用范圍窄于

11、（1）的原始菌株的試驗范圍，故無法比較兩者在上限時的指標數(shù)值。
　?。?）誘變菌株理化性質(zhì)的研究
　　研究Cordyceps sinensis JSU1401發(fā)酵菌絲的理化性質(zhì)，結果表明提取的菌絲多糖為非淀粉類多糖，不含或含少量蛋白質(zhì)和氨基酸。菌絲多糖具有明顯的抗氧化作用，可以有效清除DPPH，具有較高還原力，且抗氧化活性隨菌絲濃度的增加而增強。與原始菌株相比，所得菌絲多糖種類相同，還原力接近，增加了菌株DPPH的清除力的試