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桦褐孔菌多酚的液体深层发酵制备及抗氧化活性研究

朱金卫  
【摘要】:桦褐孔菌(Inonotus obliquus)是一种珍稀药食用真菌,其子实体和发酵菌丝体中含有多种生物活性物质,具有广泛的开发价值和应用前景。桦褐孔菌多酚是桦褐孔菌的重要生物活性物质,具有很强的抗氧化活性和抗炎、抗肿瘤、抗病毒、抗血小板聚集、免疫调节等活性。本论文的研究目的是建立以木质纤维素为后续碳源的高产、高活性多酚类物质制备的桦褐孔菌液体深层发酵工艺和培养体系。研究发酵多酚的生物学活性,探明发酵多酚的化学组成和结构。 首先研究了在发酵基础培养基基础上桦褐孔菌液体深层发酵的特性。在此基础上加入木质纤维素作为发酵后续碳源,利用白腐真菌可以降解木质纤维素这一特性,研究了桦褐孔菌对木质纤维素的降解情况,明确了桦褐孔菌在液体发酵过程中对纤维素、半纤维素和木质素的降解可提高发酵胞内外多酚产量和多酚的活性。最后液质联用技术对不同发酵方式、无木质纤维素培养基和木质纤维素培养基胞内和胞外多酚的组成和含量进行鉴定,从根本上解释了桦褐孔菌胞内外多酚含量和活性引起差异的原因。 1.对桦褐孔菌菌株(Inonotus obliquuus CBS 314.39)的原始菌种进行活化纯培养。对麦芽蛋白胨琼脂培养基(Mea)平板菌落,菌丝形态进行观察,并按照真菌保藏方法保藏。在发酵基础培养基的基础上研究了生物量、胞内外多酚等各项发酵参数的变化,确定发酵周期12天。 2.比较研究了摇床和发酵罐两种液体深层发酵对胞内外多酚产量的影响。研究发现,发酵罐发酵的胞内和胞外多酚产量较高,尤其在木质纤维素培养基中比摇床发酵提高了2.5 mg GAE/g(胞内多酚)和16.8 mg GAE/L(胞外多酚)。 3.重点研究了木质纤维素对桦褐孔菌发酵胞内外多酚产量和抗氧化活性的促进作用。实验结果表明,木质纤维素的加入显著提高了桦褐孔菌发酵胞内外多酚的产量,发酵罐胞内多酚的产量由无木质纤维素发酵培养基的13.5 mg GAE/g提高到23.7 mg GAE/g,胞外多酚的产量由42.5 mg GAE/L提高到135.7 mgGAE/L。同时在清除羟基自由基抗氧化实验中,216 h木质纤维素培养基萃取的胞外多酚的IC50值为169μg/mL远小于216 h无木质纤维素培养基的IC50值260μg/mL,288 h的木质纤维素培养基萃取的胞内多酚的IC50值为199μg/mL小于72h无木质纤维素培养基胞内多酚样品IC50值233μg/mL。 4.比较研究了两种液体发酵方式摇床和发酵罐发酵,两种液体培养基来源(无木质纤维素培养基、加木质纤维素培养基)的胞内外多酚的化学组成和含量。结果表明,木质纤维素培养基中多酚的成分比无木质纤维素培养基更为复杂;摇床木质纤维素培养基中胞外多酚的主要成分为17.4% EGCG,12.7% ECG 12.0% Inoscavin B,13.1% Phelligridin G和7.9%骨碎补内酯,无木质纤维素培养基中多酚的主要成分为10.6% EGCG,4.5% ECG,10.2% Phelligridin G,17.2%没食子酸;胞内多酚的主要成分为8.7% Phelligridin G,23.8%没食子酸,10.7%山柰酚,15.3%对香豆酸,而无木质纤维素培养基中多酚的主要成分为4.3% Phelligridin G,38.2%没食子酸,15.2%阿魏酸,17.6%野漆树甙等。发酵罐发酵的多酚与摇床发酵的多酚在种类上比较一致,但发酵罐发酵的胞内外多酚的含量比摇床发酵的多酚高。


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