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木蹄层孔菌的液体发酵培养及粗多糖提取



全 文 :山西科技 SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY 2015年 第 30卷 第 4期
木蹄层孔菌(Fomes fomentarius),又名火绒层孔菌,隶属于担
子菌纲,多孔菌目,多孔菌科,层孔菌属,是一种白腐菌,通常寄
生在桦树、杨树等阔叶树上,可用于消积、化淤[1-2]。木蹄层孔菌
是一种具有重要应用价值的真菌,其子实体和菌丝中均含有多
种具有生物活性的物质,其代表物质就是木蹄多糖,中外医药研
究成果证明,该多糖具有抗氧化、利尿、退烧、止痛、消炎、抗肿瘤
等作用[3]。本课题通过对该菌种的分离、培养、纯化,从子实体中
提取多糖,旨在为木蹄层孔菌的深入开发、利用提供依据。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 供试菌种
供试菌种为木蹄层孔菌,于 2013年 10月采自哈萨克斯坦
林区的树根上,经过多次分离、纯化,由山西省医药与生命科学
研究院生物室提供。
1.1.2 培养基
1.1.2.1 斜面培养基(PDA)
斜面培养基 2 500 mL,包含去皮土豆(鲜重 500 g),2%葡萄
糖(50 g),1.8%琼脂(45 g)(g·L-1),0.5%牛肉膏(12.5 g)。
1.1.2.2 液体发酵基础培养基
液体发酵基础培养基包含葡萄糖(60 g),蛋白胨(30 g),牛肉
膏(10 g),KH2PO4(2 g),FeSO4(0.2 g),NaNO3(4 g)。
1.1.3 5%苯酚的制备
精密称取苯酚 5 g,放入试管中,在 60 ℃水浴中熔融至完全
融化,倒入烧杯中加水至 100 mL,需现用现配。
1.1.4 无水葡萄糖的制备
取分析纯葡萄糖适量,倒入称量瓶,放置在烘箱中,打开瓶
盖,在 105 ℃温度下干燥 1 h,取出称量,直至恒重(即两次称重之
差小于 0.1 mg)。
1.1.5 主要药品与仪器设备
主要药品包括山西太原华润医药有限公司生产的琼脂,山
西省农科院生产的玉米粉、黄豆粉(用前过 60目筛),以及天津
申泰化学试剂有限公司生产的葡萄糖、蛋白胨、浓硫酸、95%乙
醇、MgSO4、FeSO4、KH2PO4、NaNO3等;主要仪器设备为 LDZX-
40BI型立式自动电热压力蒸汽灭菌器、SW-CJ-ICU双人单面净
化工作台、HYG-B全温度摇瓶柜、721紫外分光光度计。
1.2 实验方法
1.2.1 菌种的采集、分离与纯化
菌种的采集、分离与纯化过程见图 1。
1.2.2 种子培养液的制备
将在 4 ℃下保藏的木蹄层孔菌菌种转接至新鲜的 PDA斜面
培养基,然后放置在 23 ℃培养箱中培养,菌丝基本长满斜面,以
备用。在无菌条件下,从 PDA斜面上挑取 1 cm2划碎后的木蹄层
孔菌的菌丝体,接入到 250 mL的三角瓶(装有 100 mL液体种子
培养基)中,再放置到 26 ℃恒温摇床(转速 180 r/min)振荡培养,
7天后得一级种子培养液。按 10%的接种量,将一级种子液接入
250 mL的三角瓶(装有 100 mL液体种子培养基)中,再放置到
26 ℃的摇床上振荡培养,7天后得二级种子液,备用。
1.2.3 液体培养基配比
液体培养基配比见表 1。
1.2.4 菌丝体生物量的测定方法
取定量发酵液,3 500 r/min离心 15 min,弃上清液,所得菌丝
体用蒸馏水洗 3次再离心,置于 60 ℃干燥箱中烘干,并称重。计
算出单位体积发酵液中的菌丝体生物量(mg·mL-1)。
1.2.5 粗多糖提取
采用水提醇沉提取木蹄层孔菌中的水溶性多糖。称取一定
文章编号:1004-6429(2015)04-0048-03 收稿日期:2015-06-04
木蹄层孔菌的液体发酵培养及粗多糖提取 *
薛 莉
(山西省医药与生命科学研究院,山西太原,030006)
摘 要:以菌丝生物量为指标,筛选出木蹄层孔菌液体发酵培养基配方,并进行了粗多
糖提取。结果表明:培养基配方为葡萄糖 3.0%,蛋白胨 1.0%,酵母浸膏 0.5%,NaNO3
0.1%,K2HPO4 0.1%,KCl 0.05%,FeSO4 0.001%,pH值为 7.0,用紫外可见分光光度法绘
制标准曲线,可测得粗多糖含量。
关键词:木蹄层孔菌;液体发酵培养;粗多糖
中图分类号:Q949.95 文献标识码:A
────────────────
*基金项目:科技部外援项目“食药用菌栽培关键技术的研
究及示范基地建设”(项目编号:KY20110097)。
特殊真菌
子实体
清水
冲洗
子实体
用 0.1%的氯化汞
溶液浸泡 5 min
无菌水冲
洗4~5次
处理好的
子实体
接种前处理
剪去外部
将子实体内部置
于灭菌烧杯中
接种
10 ℃~15 ℃
低温培养
纯化培养
切成 5 mm小块
图 1 菌种的采集、分离与纯化过程
去掉
泥土
48
量的木蹄层孔菌样品,粉碎后加 3倍体积水,100 ℃提取 3次,时
间分别为 60 min、40 min与 30 min。合并提取液并浓缩至一定体
积,转速 3 500 r/min,离心 10 min,去渣,上清液加入最终质量分
数为 75%的乙醇沉淀,静置 24 h,60 ℃烘箱中干燥得木蹄层孔菌
粗多糖。
1.2.6 标准曲线制作
1.2.6.1 葡萄糖标准液的配制
精密称取无水葡萄糖 0.1 g置于 100 mL容量瓶中,用蒸馏
水定容至刻度,摇匀。再从该溶液中取出 10 mL置于 100 mL容
量瓶中,加蒸馏水定容至刻度,摇匀。所得标准葡萄糖质量浓度
为 0.1 mg·mL-1。
1.2.6.2 标准曲线的绘制
分别精密量取葡萄糖标准液 0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8
mL、1.0 mL 至 10 mL 具塞试管中,加水补至 2.0 mL,再分别加
5%苯酚 1.0 mL,立即摇匀,缓慢加入浓硫酸 5.0 mL,小心摇匀,
放置 5 min,然后沸水浴中加热 15 min,迅速冷却至室温,用紫
外分光光度计在 490 nm处测量吸光度,以不加葡萄糖同法操
作为空白对照。以葡萄糖量(mg)为横坐标,吸光度为纵坐标,绘
制标准曲线。
1.2.7 多糖含量测定
取上述提取的粗多糖干燥品溶于适量水中,至恰好完全溶
解,精密量取 1.0 mL~100 mL容量瓶中,用蒸馏水定容,摇匀。在
量取 1.0 mL~10 mL试管中,其他方法与标准曲线的制作相同,用
紫外分光光度计在 490 nm处测吸光度,重复测定 3次,取其平
均值。按以下公式计算粗多糖含量。
多糖含量(%)=C×D/W×100%
公式中,C表示质量分数,D表示稀释体积,W为样品质量。
2 实验结果
2.1 发酵液中生物量的测定
生物量是衡量菌丝体生长状况的重要指标[4]。实验中 9个
培养基配方菌丝生物量分别为 35.3 mg·mL-1、31.2 mg·mL-1、27.9
mg·mL-1、36.9 mg·mL-1、32.3 mg·mL-1、28.8 mg·mL-1、38.5 mg·mL-1、
36.5 mg·mL-1、39.5 mg·mL-1。
2.2 最佳液体发酵条件
根据菌丝生物量的测定结果及表 1数据,确定木蹄层孔菌
最佳液体发酵条件为:葡萄糖 3.0%、蛋白胨 1.0%、酵母浸膏
0.5%、NaNO30.1%、K2HPO40.1%、KC0.05%、FeSO40.001%。 培养
条件:温度 24 ℃~26 ℃,时间 10 d~12 d。摇瓶装量:100 mL/250
mL三角瓶,摇瓶转速 180 r/min。
2.3 葡萄糖标准曲线
葡萄糖标准曲线见图 2。
本实验多糖质量为 274.7 mg。
3 讨论
目前,关于多糖的提取方法主要有热水浸提法、酶解法等,
本文采用的是水提醇沉法,该方法是利用多糖溶于水而在高浓
度乙醇中溶解度降低的性质将多糖提取出的方法,在药材的提
取分离方面具有广泛的适用性。热水浸提多糖的方法操作简便,
但提取率低,乙醇使用量大,不宜大规模使用。酶解法酶的价格
高,也限制了其大规模应用,而且温度、pH值对提取率的影响较
大,需严格控制提取条件。鉴于上述原因,本文选择了水提醇沉
法。
由于人们的大规模采集开发,木蹄层孔菌的野生资源日渐
稀少,因此,人工栽培木蹄层孔菌势在必行。本试验提供了人工
培养木蹄层孔菌的一些基本参数,为今后该菌的菌种制备及大
规模发酵利用等提供了理论依据。
参考文献
[1] 应建浙,卯晓岚,马启明.中国药用真菌图鉴[M].北京:科学
出版社,1987:210-211.
[2] 戴玉成,杨祝良.中国药用真菌名录及部分名称的修订[J].
菌物学报,2008,27(6):801-824.
[3] Roussel B, Rapior S,Charlot C, et al. History of the
therapeutic uses of the tinder,polypore,Fomes formentarius[J].Rev
Hist Pharm(Paris),2002,50(336):599-624.
[4] 杨全,李艳辉.药用真菌桑黄液体发酵工艺的研究[J].广东
药学院学报,2004,20(3):213-216.
(责任编辑:白尚平)
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第一作者简介:薛 莉,女,1980年 7月生,2006 年毕业于
山东中医药大学,工程师,山西省医药与生命科学研究院,山西
省太原市平阳路 59号,030006.
表 1 液体培养基配比 (%)
培养基
成分
各编号培养基
1 2 3 4 5 6 7 8 9
蔗糖 3.0 2.0 1.0 — — — — — —
葡萄糖 — — — 3.0 2.0 1.0 3.0 3.0 3.0
蛋白胨 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 1.5 1.0
酵母膏 — — — — — — — — 0.5
NaNO3 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
K2HPO4 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
KCl 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
FeSO4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.001
注:各培养基的 pH值均为 7.0。
y=8.565x-0.131 7
R2=0.996 5
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12
葡萄糖质量/mg



图 2 葡萄糖标准曲线
薛 莉 木蹄层孔菌的液体发酵培养及粗多糖提取 本刊 E-mail:sxkjzzs@163.com 科技论坛
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山西科技 SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY 2015年 第 30卷 第 4期
The Liquid Fermentation Culture of Fomes Fomentarius
and the Extraction of Crude Polysaccharide
XUE Li
ABSTRACT: Taking biomass of mycelium as the measurement index,this paper selects out the compounds of Fomes
fomentarius liquid fermentation culture medium, and carries out the extraction of crude polysaccharide.The results show
that the best components of the liquid fermentation culture medium includes glucose(3.0%),peptone(1.0%), yeast extract
(0.5%),NaNO3 C0.1%), K2HPO4(0.1%),KCl(0.05%)and FeSO4(0.001%),pH value is 7.0, and the contents of crude
polysaccharide can be determined with the help of the standard curve drawn by using UV- spectrophotometric method.
KEYWORDS:Fomes fomentarius;liquid fermentation culture;crude polysaccharide
顶板压力传感器与本安型监测仪固定设置在锚杆锚索的尾
部构成锚杆锚索受力监测设备。其原理是利用无线数据收发锚
杆锚索尾部监测仪的信息数据,将信息通过软件处理实时地反
应锚杆锚索的受力情况,在对冒顶隐患及时预报的同时,也对施
工质量做出评价。
1 顶板压力传感器概述
顶板压力传感器为密封结构,具有防水性强、结构紧凑、造
型优美、测量精度高、安装使用方便和抗干扰设计、适合矿井下
恶劣环境等优点,采用高温固化的方式粘贴应变片,其稳定性
好,电阻率、灵敏系数和疲劳寿命较高,该传感器和精心设计的
电子线路做成一体化结构,输出 0~3 mV标准信号,广泛用于煤
矿监测系统的压力信号采集,有效改进和提高煤矿监测系统效
率。
矿用本安型顶板监测仪可根据实际配置选择隔爆兼本安型
电源供电或两节干电池供电等供电方式,主要用于采集存储锚
杆锚索动(静)态载荷压力传感器信号,实时监测显示顶板离层
量及锚杆受力情况,该设备为多路监测仪表,最多可监测 5路锚
杆受力。数据的采集可以采用有线接口为 485接口和无线接口
监测分站相连进行通信,然后根据锚杆锚索测力计显示值分析
判断是否存在安全隐患,当存在安全隐患时,发出报警信号。
无线数据收发仪(PDA)主要用于参数设置与读取矿用本安
型监测仪记录的监测数据,该仪器具有上手快、易操作、方便携
带等优点,集数显、数字通信、存储等功能为一体,通过单片机来
控制;该仪器通过内置 RS232C异步通信接口与 PC机连接,是智
能化数字仪表,将接收到的信息数据通过软件分析处理将数据
绘制成简单明了的曲线和报表。
2 测点布置
根据矿井现场实际地质条件和项目研究的需要,将锚杆锚
索破断报警仪安装在 9106主运顺槽,详细的安装位置如图 1所
示。
2.1 数据分析
图 2为 9106主运顺 340 m锚杆受力曲线图。图 2显示,5 m
锚杆初始锚固力 5.3 t,受力范围在 5.3 t~6.0 t之间,符合设计规
范的要求。锚杆随着安装时间的逐渐增加受力也逐渐增加,增加
的过程呈波动反复,既说明锚杆受力是一个动态变化的过程,也
说明锚杆能够很好地适应动态变化过程,能够和围岩形成协调
文章编号:1004-6429(2015)04-0050-03 收稿日期:2015-05-27
厚煤层煤巷锚杆锚索受力监测
孙国华 1,2
(1.太原理工大学矿业工程学院,山西太原;030024;2.山西同煤集团云冈矿公司,山西大同,037000)
摘 要:概述了顶板压力传感器的结构及作用,结合工作实际,完成了厚煤层煤巷锚杆
锚索的受力监测。结果显示,这种协调支护技术能够很好地适应矿井的地质条件:5 m
锚杆具有良好的物理力学性能,初始锚固力和受力稳定后的锚杆受力值都较高强短锚
杆大;锚杆受力监测曲线出现跳跃,5 m锚杆很好地适应了顶板压力的变化;短锚杆和
锚杆监测过程中均存在稳定状态,且能够长期保持巷道的稳定。
关键词:厚煤层煤巷;锚杆;锚索;受力监测
中图分类号:TD353+.6 文献标识码:A
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