以中药为基质的黑木耳多糖发酵工艺条件的研究

论文摘要

黑木耳是一种营养丰富的药、食两用真菌。黑木耳中含有的黑木耳多糖因具有降血糖、降血脂、抗肿瘤以及抗凝血等生理活性而成为研究热点。本论文通过添加适当的贵州特色中药成分,以促进深层发酵黑木耳多糖的产量。研究了黑木耳多糖的摇瓶发酵工艺和胞外多糖提取工艺,并在15L发酵罐上进行发酵工艺试验。首先考察了六种贵州特色中药的水提取液和乙醇提取液对黑木耳深层发酵的影响。结果表明所有中药的水提取液均可以在不同程度上促进黑木耳胞外多糖的产量。但是乙醇提取液对黑木耳胞外多糖产量的促抑效果不一。最终综合生物量与胞外多糖产量两项指标,选择天麻乙醇提取液作为后续试验的添加成分。单因素试验研究了各种营养因子对黑木耳深层发酵的影响,结果表明葡萄糖、酵母膏、天麻乙醇提取液和无机盐,在一定浓度下有利于黑木耳菌体生长和胞外多糖的形成。进一步用响应面法优化了培养基配方,确定了黑木耳深层发酵培养基为:葡萄糖37.81g/L、酵母膏10.23g/L、天麻乙醇提取液30.00g/L、KH2PO43.94g/L、MgSO41.97g/L。采用此培养基后,黑木耳胞外多糖产量达到了2.65g/L。通过试验确定了黑木耳深层发酵的适宜工艺条件为:初始pH5.66（自然）、接种量10%、种龄4-5d,培养温度28℃、250mL摇瓶装液量80 mL。通过试验得出,黑木耳发酵液胞外多糖最佳提取工艺为:第一步沉淀时采用30%的乙醇浓度,第二步沉淀时采用75%的乙醇浓度;静置温度为4℃;静置时间为24h。此工艺条件提取黑木耳胞外多糖较为合适。在15L发酵罐上进行发酵工艺条件小试研究。通气量试验结果表明较高通气量有利于黑木耳深层发酵的发酵结果,综合考虑生产实际选择6v/v/m为宜。两段温度控制试验结果表明28℃适合菌丝体生长,25℃适宜胞外多糖的生成。所以0-84h宜采用28℃培养,84-144h宜采用25℃培养。两段pH控制试验结果表明,pH5.1适合黑木耳菌丝体生长,pH5.7有利于胞外多糖的生成。所以,0-84h宜采用pH5.1培养,84-144h宜采用pH5.7培养。最后综合以上优化结果进行的验证实验表明,采用优化后的工艺条件,胞外多糖产量最高达到了3.42g/L。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 立题背景
• 1.1.1 黑木耳的营养价值
• 1.1.2 黑木耳的药用价值
• 1.2 国内外黑木耳多糖研究进展
• 1.2.1 黑木耳深层发酵研究进展
• 1.2.2 黑木耳多糖分子结构研究进展
• 1.2.3 黑木耳多糖的生物学活性研究进展
• 1.2.3.1 降血糖活性
• 1.2.3.2 降血脂活性
• 1.2.3.3 抗肿瘤活性
• 1.2.3.4 抗凝血活性
• 1.2.3.5 抗辐射活性
• 1.2.3.6 对动物运动机能的影响
• 1.2.3.7 抗衰老活性
• 1.3 本课题的研究意义
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 第二章 贵州特色中药资源提取液对黑木耳深层发酵的影响研究
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 试验材料与仪器
• 2.2.1.1 试剂及原料
• 2.2.1.2 主要仪器
• 2.2.2 试验方法
• 2.2.2.1 菌种与培养基
• 2.2.2.2 原料提取液的制备
• 2.2.2.3 培养方法
• 2.2.2.4 分析方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 还原糖标准曲线的绘制
• 2.3.2 总糖标准曲线的绘制
• 2.3.3 原料的水提取液和乙醇提取液对黑木耳深层发酵的影响
• 2.3.3.1 六种贵州特色中药水提取液对黑木耳深层发酵的影响
• 2.3.3.2 六种贵州特色中药乙醇提取液对黑木耳深层发酵的影响
• 2.4 天麻的主要化学成分概述
• 2.5 结论
• 第三章 添加天麻乙醇提取液的黑木耳深层发酵工艺研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.1.1 菌种
• 3.2.1.2 试剂及原料
• 3.2.1.3 主要仪器设备
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.2.1 培养基
• 3.2.2.2 培养方法
• 3.2.2.3 分析方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 菌种的培养条件研究
• 3.3.2 添加天麻乙醇提取液的深层发酵培养基组成优化研究
• 3.3.2.1 不同碳源对黑木耳深层发酵的影响
• 3.3.2.2 碳源质量浓度对黑木耳深层发酵的影响
• 3.3.2.3 不同氮源对黑木耳深层发酵的影响
• 3.3.2.4 氮源质量浓度对黑木耳深层发酵的影响
• 3.3.2.5 无机盐质量浓度对黑木耳深层发酵的影响
• 3.3.2.6 天麻乙醇提取液质量浓度对黑木耳深层发酵的影响
• 3.3.2.7 响应面法优化黑木耳深层发酵培养基
• 3.3.3 深层发酵工艺条件的研究
• 3.3.3.1 接种量对黑木耳深层发酵的影响
• 3.3.3.2 培养基初始pH对黑木耳深层发酵的影响
• 3.3.3.3 种龄对黑木耳深层发酵的影响
• 3.3.3.4 培养温度对黑木耳深层发酵的影响
• 3.3.3.5 摇瓶装液量对黑木耳深层发酵的影响
• 3.4 结论
• 第四章 黑木耳胞外多糖提取工艺研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.1.1 发酵液
• 4.2.1.2 主要试剂
• 4.2.1.3 主要仪器设备
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.2.1 胞外多糖提取工艺流程
• 4.2.2.2 第二步沉淀时乙醇浓度对胞外多糖得率的影响
• 4.2.2.3 第二步沉淀时温度对胞外多糖得率的影响
• 4.2.2.4 第二步沉淀时间对胞外多糖得率的影响
• 4.2.2.5 多糖含量测定方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 第二步沉淀时的乙醇浓度对胞外多糖沉淀效果的影响
• 4.3.2 第二步沉淀时温度对胞外多糖沉淀效果的影响
• 4.3.3 第二步沉淀的静置时间对胞外多糖沉淀效果的影响
• 4.4 结论
• 第五章 15L发酵罐小试工艺条件研究
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 试验材料
• 5.2.1.1 主要试剂
• 5.2.1.2 主要仪器
• 5.2.1.3 发酵罐
• 5.2.2 实验方法
• 5.2.2.1 培养基
• 5.2.2.2 培养方法
• 5.2.2.3 分析方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 发酵罐试验空白发酵曲线
• 5.3.2 发酵罐通气量对深层发酵的影响
• 5.3.3 两段温度培养控制策略研究
• 5.3.4 两段pH控制策略研究
• 5.3.5 验证试验
• 5.4 结论
• 总结与展望
• 1 总结
• 2 展望
• 致谢
• 主要参考文献
• 论文发表清单