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云芝胞外多糖液体发酵条件的优化



全 文 :dible fungi2016(1)
云芝(Coriolus versicolor)属多孔菌科,又名彩纹云芝、千
层蘑等 [1]。云芝可以治疗肝炎、免疫功能失调、肿瘤等多种疾
病[2],同时,又具有燥湿化痰、祛风除湿等功效。临床上,为了
能够降低抗癌药物对病患机体的损伤性,常将云芝与抗癌药
物同时使用[3]。云芝菌丝体中的糖肽类是其主要活性物质[4],
是免疫增强药。
目前,人们主要通过两种方式获得云芝,一种是通过人
工栽培技术获取云芝子实体 [5],另一种是利用发酵技术获取
云芝发酵产物 [6]。人工栽培云芝子实体的生产周期相对较
长、产品品质易受环境条件影响,而液态深层发酵技术因具
有生产周期短、生产效率高、产品质量相对稳定等优点,已被
国内外广泛应用[7]。
云芝深层发酵过程中可以产生胞外糖肽和胞内糖肽两
个部分,目前对云芝胞内糖肽的研究较多,而对于云芝胞外
多糖的发酵条件报道较少[8]-[10]。笔者对云芝胞外多糖的摇瓶
发酵条件进行优化,从而得到云芝胞外多糖最佳发酵培养基
的组成,以期为进一步开发云芝发酵胞外多糖产品提供参
考。
1 材料与方法
1.1 供试材料 ①云芝菌株 JNPF-CV05,由江南大学制药
工程研究室保藏。②斜面培养基:土豆粉 20%,葡萄糖 2%,
琼脂粉 2%,pH条件自然;平板培养基:土豆粉 20%,葡萄糖
2%,琼脂粉 2%,pH条件自然;种子培养基:酵母粉 0.3%,葡
萄糖 3%,花生饼 1%,MgSO4(含结晶水)0.1%,KH2PO4 0.1%,
pH自然;基础培养基:葡萄糖 3%,蛋白胨 0.4%,KH2PO4
0.1%,结晶 MgSO4 0.1%,pH自然;优化后的发酵培养基:
KH2PO4 0.1%,结晶 MgSO4 0.1%,碳源 3%,氮源 0.4%,最优
pH;未优化的发酵培养基:葡萄糖 2 g/L,淀粉 1 g/L,蛋白胨
0.4 g/L,豆饼 1 g/L,KH2PO4 0.1%,结晶 MgSO4 0.1%,VB1 0.01
mg/mL,高温淀粉酶 0.02 μL/mL,pH自然;LB培养基:蛋白胨
10%,酵母粉 5%,氯化钠 10%,pH自然。
1.2 试验方法
1.2.1 云芝摇瓶发酵条件优化
1.2.1.1 不同碳源对云芝菌丝生物量和胞外多糖含量的影
响 分别用 30 g/L葡萄糖、α-乳糖、蔗糖、麦芽糖、玉米粉代
替基础培养基中的葡萄糖。按 10%的接种量将种子液接至
500 mL三角瓶中,装液量为 100 mL,置于 28 ℃,160 r/min的
摇床上培养 5~6 d后,分别收集菌丝体和发酵液,测定菌丝生
物量和胞外多糖含量,设 3个重复。
1.2.1.2 不同氮源对云芝菌丝生物量和胞外多糖含量的影
响 将蛋白胨、牛肉膏、酵母粉、硫酸铵、硝酸钠、碳酰胺 6种
氮源分别代替基础培养基中的蛋白胨,其他方法同 1.2.1.1。
1.2.1.3 不同碳氮比对云芝菌丝生物量和胞外多糖含量的影
响 根据 1.2.1.1和 1.2.1.2优化试验确定的最适碳源、最适氮
源替换基础培养基中的碳源和氮源,分别调整培养基碳氮比
为 5、10、15、20、25、30。其他方法、同 1.2.1.1。
1.2.1.4 不同初始 pH对云芝菌丝生物量和胞外多糖含量的
影响 选用 1.2.1.3优化确定的培养基,分别用 0.001 mol/mL
氢氧化钠、0.001 mol/mL 盐酸将培养基的 pH调整为 3.0、4.0、
5.0、6.0、7.0。其他方法同 1.2.1.1。
1.2.2 优化后的发酵条件与优化前的发酵条件比较试验 用
上述试验确定的优化培养基和未优化的培养基分别培养云
芝菌丝体。其他方法同 1.2.1.1。在培养结束后,分别对菌丝
体以及发酵液进行生物量、胞外多糖含量测定,每组设 3个重
复。
1.2.3 液体发酵主要指标测定方法
1.2.3.1 胞外多糖的测定 用四层纱布过滤发酵液,取上清
液浓缩至一定体积后,加其体积 4倍量的无水乙醇,4 ℃静置
过夜。离心收集沉淀,干燥后称重。
1.2.3.2 菌丝生物量的测定 离心后的菌丝,用去离子水洗
涤 2次,60 ℃烘至恒重,称重。
2 结果与分析
2.1 不同碳源对云芝菌丝生物量及胞外多糖含量的影响
碳源为菌丝体提供生长所需营养。由图 1可知,不同碳源
影响菌丝体生长及胞外多糖产量,以蔗糖作为碳源时,胞外
多糖产量和菌丝生物量最高,故选定蔗糖为最适碳源。
2.2 不同氮源对云芝菌丝生物量及胞外多糖含量的影响
氮源同样是菌丝体生长营养及能量的供应者。由图 2可知
不同氮源培养云芝,其菌丝生物量、胞外多糖含量不同,由于
云芝胞外多糖液体发酵条件的优化
胡 晶 1,2 任怡琳 2 陆震鸣 2*
(1无锡卫生高等职业技术学校,江苏无锡 214122;2江南大学药学院,江苏无锡 214122)
摘 要 以提高云芝胞外多糖含量为主要目的,通过单因素试
验,对云芝摇瓶培养条件进行优化。结果表明:云芝胞外多糖
发酵培养的最适碳源为蔗糖,最佳氮源为蛋白胨,最适宜碳氮比
为 20,最适宜的 pH为 5.0;优化后的云芝发酵生物量为 12.14 g/L,
较优化前提高了 42.49%;胞外多糖含量为 3.34 g/L,较优化前提
高了 20.58%。
关键词 云芝 胞外多糖 液体发酵
文章编号 1000-8357(2016)01-0017-02
收稿日期:2015-10-01
作者简介:胡晶,硕士学位,讲师,主要研究生物制药。联系电话:18921186186。*通讯作者:陆震鸣,副教授,硕士研究生导师,主要从事生物制药研究。
深 层 发 酵
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2016(1)dible fungi
试验主要考察的目的是提高云芝胞外多糖含量,故确定最适
氮源为蛋白胨。
2.3 不同碳氮比(C∶N)对云芝菌丝生物量及胞外多糖含量
的影响 图 3可见碳氮比不同,云芝的菌丝生物量和胞外多
糖的含量有明显不同。碳氮比在 15~25∶1时云芝菌丝生物
量积累有促进作用的,而碳氮比为 20更利于云芝胞外多糖的
积累。
2.4 不同初始 pH对云芝菌丝生物量和胞外多糖含量的影
响 酶在不同的酸碱环境中作用各异。由图 4可知:云芝菌
丝体在 pH 3.0~7.0的条件下均能生长,但不同 pH对其生物量
和胞外多糖的积累有较大影响。试验结果表明,在初始 pH
为 5.0时更利于云芝胞外多糖的积累。
2.5 发酵条件优化前后比较结果 表 1结果可见,优化后的
发酵条件培养所产生的云芝胞外多糖和菌丝生物量均高于
优化前。云芝发酵优化前的生物量为 8.52 g/L,优化后为
12.14 g/L,较优化前提高了 42.49%。胞外多糖含量则由
2.77 g/L,增加至 3.34 g/L,提高了 20.58%。
表1 发酵条件优化前后云芝菌丝生物量和胞外多糖比较
发酵条件
优化前的发酵条件
优化后的发酵条件
菌丝生物量/(g·L-1)
8.52
12.14
胞外多糖量/(g·L-1)
2.77
3.34
3 小 结
试验结果表明,云芝液体发酵培养,蛋白胨为最适氮源,
最适宜碳氮比为 20,最适宜的 pH为 5.0。
根据优化后的发酵条件培养云芝,所产生的胞外多糖和
菌丝生物量均高于优化前。试验结果为液体发酵培养云芝
菌丝体的进一步研究提供了参考数据。
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/(g
·L-
1 )





/(g
·L-
1 )
菌丝生物量
胞外多糖含量
图1 不同碳源对云芝菌丝生物量及胞外多糖含量的影响





/(g
·L-
1 )





/(g
·L-
1 )
图2 不同氮源对云芝菌丝生物量及胞外多糖含量的影响
菌丝生物量
胞外多糖含量





/(g
·L-
1 )





/(g
·L-
1 )
20
15
10
5
14
12
10
8
6
4
2
菌丝生物量
胞外多糖含量
10 15 20 25 305 C∶N
图3 不同碳氮比(C∶N)对云芝生物量及胞外多糖含量的影响





/(g
·L-
1 )





/(g
·L-
1 )
12
8
4
6
4
2
03 4 5 6 7
菌丝生物量
胞外多糖含量
图4 不同初始pH对生物量和胞外多糖含量的影响
pH
16
12
8
4
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
葡萄糖 蔗糖 麦芽糖 α-乳糖 玉米粉
12
9
6
3
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
牛肉膏 蛋白胨 酵母粉 硫酸铵 尿素 硝酸钠
深 层 发 酵
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