香菇多糖的深层发酵与分离纯化研究

论文摘要

香菇（Lentinula edodes）是一种著名的食药用真菌,内含的香菇多糖具有增强免疫力、抗肿瘤和抗氧化等生理活性功能。为获得香菇多糖的深层发酵和分离纯化新工艺条件,本文开展了适于深层发酵的香菇菌种筛选,通过PB试验设计和响应面分析方法对深层发酵的营养条件进行了优化,采用超声波辅助水提与氮气保护下的碱提相结合的方法,对香菇菌丝体胞内多糖进行了提取,利用切向流超滤技术对多糖提取物进行分离纯化与分级,采用HPLC和IR分析测定了多糖的分子量和理化性质,并根据DPPH测定了其抗氧化活性。主要研究结果和结论如下:（1）以菌丝体生物量和胞外多糖为指标筛选到了适于深层发酵的香菇菌种L0010,通过二次多项回归拟合得到模型方程,得出L0010的深层培养最优营养条件为黄豆粉（A） = 3.676g/L ,酵母粉（B）=3.892g/L ,葡萄糖（D）=26.961g/L ,FeSO4·7H2O（C）=0.632g/L时菌丝体生物量=5.224g/L。（2）研究得到了超声波辅助水提醇沉与氮气保护下的碱提醇沉相结合的香菇菌丝体多糖提取新工艺,水提多糖提取率为6.142 mg/g,碱提多糖提取率为23.134 mg/g,多糖提取得率大幅度提高。得到氮气保护下的碱提取工艺最佳条件为:提取时间为3h,料水比1:40,加热温度70℃。经DPPH测定,碱提活性多糖抗氧化活性（AE）为61.32%,略低于水提多糖的67.16%,证实了氮气保护下的碱提工艺对香菇多糖的抗氧化活性破坏不大。（3）采用切向流超滤技术分离纯化得到了LNTS-1、LNTS-2、LNTJ-1和LNTJ-2等4种多糖组分,均为白色粉末,易溶于水,经红外光谱测定均为β-吡喃性葡萄糖,LNTS-1为单一多糖组分,平均分子量1.84×106,LNTJ-1由两个多糖组分组成,平均分子量分别为1.64×106和1.37×106;经DPPH测定证明,采取氮气保护下的碱提香菇菌丝体多糖经切向流超滤分离纯化的多糖组分具有较高的抗氧化、清除自由基能力,并且清除率与蛋白含量成显著性正相关。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 食用菌的开发利用
• 1.1.1 食药用真菌多糖
• 1.1.2 食用菌深层发酵技术研究
• 1.1.2.1 深层发酵技术概念的提出
• 1.1.2.2 食用菌深层培养的优越性
• 1.1.2.3 食用菌深层培养技术的研究现状
• 1.1.2.4 食用菌深层发酵的应用前景及展望
• 1.1.3 多糖的提取、纯化和测定
• 1.1.3.1 多糖的提取
• 1.1.3.2 超滤膜法分离纯化多糖
• 1.1.3.3 多糖基本性质的鉴定
• 1.1.3.4 多糖含量的测定
• 1.2 香菇
• 1.2.1 香菇多糖
• 1.2.2 香菇多糖的生物活性
• 1.2.3 香菇深层发酵中存在的问题
• 试验部分
• 第二章 香菇深层发酵条件的优化
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 主要仪器与设备
• 2.1.3 主要试剂
• 2.1.4 培养基
• 2.1.4.1 斜面种子培养基（PDA）
• 2.1.4.2 液体种子培养基
• 2.1.4.3 液体摇瓶培养基
• 2.1.5 培养方法
• 2.1.5.1 斜面培养
• 2.1.5.2 菌种活化
• 2.1.5.3 液体培养
• 2.1.5.4 气升式发酵罐放大培养
• 2.1.6 检测指标
• 2.1.6.1 菌丝干重
• 2.1.6.2 多糖含量的测定
• 2.1.6.3 培养基及发酵液的pH
• 2.1.7 实验设计
• 2.1.7.1 Plackett-Burman（PB）试验设计
• 2.1.7.2 最陡爬坡实验设计
• 2.1.7.3 Central Composite Design 设计
• 2.1.7.4 统计分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 菌种筛选
• 2.2.2 单因素筛选
• 2.2.2.1 碳源种类优化
• 2.2.2.2 氮源种类优化
• 2.2.2.3 无机盐种类优化
• 2.2.3 重要营养因子的筛选
• 2.2.3.1 Plackett-Burmana 试验设计及结果
• 2.2.3.2 最陡爬坡试验设计及结果
• 2.2.3.3 中心组合实验设计及结果
• 2.2.3.4 模型选优
• 2.2.3.5 回归方程的建立与检验
• 2.2.3.6 回归系数显著性检验与因子效应分析
• 2.2.3.7 响应面分析优化培养条件
• 2.2.3.8 验证实验
• 2.2.4 100L 气升式发酵罐放大试验
• 2.3 结论
• 第三章 香菇菌丝体多糖提取新工艺研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.1.1 原料
• 3.1.1.2 试剂与仪器
• 3.1.2 试验方法
• 3.1.2.1 技术路线
• 3.1.2.2 提取工艺的优化
• 3.1.2.3 检测指标
• 3.1.2.3.1 多糖含量的测定
• 3.1.2.3.2 多糖抗氧活性的测定
• 3.1.2.4 香菇多糖多因素提取工艺正交实验
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 超声波辅助热水浸提香菇菌丝体多糖
• 3.2.2 氮气流保护下碱浸提工艺优化
• 3.2.2.1 单因素试验
• 3.2.2.1.1 水料比对多糖得率的影响
• 3.2.2.1.2 提取时间对多糖得率的影响
• 3.2.2.1.3 提取温度对多糖得率的影响
• 3.2.2.2 香菇碱浸提工艺的优化
• 3.2.2.2.1 多因素碱提菌丝体多糖正交实验结果与分析
• 3.2.2.2.2 试验验证
• 3.2.3 DPPH 测定自由基清除率（ AE）
• 3.3 结论
• 第四章 香菇菌丝体多糖的分离纯化和理化性质的研究
• 4.1 实验材料与方法
• 4.1.1 主要材料
• 4.1.2 试剂和仪器
• 4.1.3 香菇菌丝体多糖提取分离实验方法
• 4.1.3.1 水提、碱提醇沉法分离香菇菌丝体粗多糖
• 4.1.3.2 香菇菌丝体多糖除蛋白
• 4.1.3.3 超滤法分离香菇菌丝体粗多糖
• 4.1.3.4 多糖红外光谱（IR）分析
• 4.1.3.5 多糖的分子量的测定
• 4.1.4 检测指标
• 4.1.4.1 香菇菌丝体粗多糖含量的测定
• 4.1.4.2 香菇粗多糖中蛋白质的测定
• 4.1.4.3 多糖抗氧活性的测定
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 多糖结构的红外测定
• 4.2.2 高效液相色谱法测定多糖分子量
• 4.2.2.1 葡萄糖标准品的保留时间测定
• 4.2.2.2 高效液相测定结果
• 4.2.3 超滤法获得的多糖组分及含量测定
• 4.2.4 各分离组分生物活性测定
• 4.3 结论
• 第五章 结论与创新点
• 5.1 结论
• 5.2 本论文的创新点
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介