茯苓多糖发酵、提取工艺优化及硫酸酯化改性研究

摘要

茯苓是一味珍贵的药食两用菌，茯苓多糖是茯苓中一类具有广泛生理活性的物质，具有增强免疫力、抗肿瘤等诸多功效。随着分子生物学等学科的高速发展，多糖的诸多生物学功能被不断认识并研究，引起了人们的关注。 本文利用液体发酵技术生产茯苓多糖：对多糖的发酵、提取工艺进行了优化；以发酵多糖为原料合成茯苓硫酸酯多糖，并对其结构进行了表征。本研究对茯苓多糖的工业化生产、扩大多糖及其衍生物的应用范围具有一定的现实意义。主要研究结果如下： 1.以液体发酵获得的菌体生物量和多糖产量为指标，通过单因素试验，对碳氮源比例以及不同培养温度、转速、pH和接种量等条件进行了研究。经正交设计优化，最终确定了茯苓液体发酵的最优培养条件：碳源为葡萄糖、碳源浓度为4％、氮源为蛋白胨加硝酸钾、氮源浓度为1.5％、pH5.5、装液量为80 mL/250 mL、转速150 rpm、温度26℃、pH5.5、接种量6％。 2.利用单因素试验和响应面法优化了菌丝体多糖的提取工艺。结果表明：茯苓菌丝体多糖最佳提取条件为：提取时间为4.3h，提取温度为73，8℃，水料比为29.8:1时，预测茯苓多糖提取率理论值达到2.45％，提取效果显著提高，R2=93.66％，模型与实际试验拟合较好，自变量与响应值之间线性关系显著，可用于茯苓多糖提取试验的理论预测。并对产物进行了纯化，获得了组分单一的多糖。 3.采用氯磺酸-吡啶法对提取的茯苓多糖进行硫酸酯化。通过比较吡啶与氯磺酸体积比、反应温度和反应时间等条件，优选出茯苓硫酸酯化多糖的最佳合成条件，得到取代度为0.68的茯苓硫酸酯多糖，并对其进行理化性质的鉴定。利用紫外光谱法和红外光谱法对茯苓硫酸酯多糖的结构进行了表征，结果表明合成产物有硫酯键。经柱层析和琼脂糖凝胶电泳鉴定，硫酸酯化产物的分子量大约在：5.4×103 Da。本文合成的茯苓多糖硫酸酯，成分均一、分子量较小，可用于抗肿瘤、抗病毒、抗衰老、调节免疫等领域的研究。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前 言

1.1茯苓概述

1.1.1茯苓主要成分

1.1.2茯苓的液体发酵

1.1.3茯苓多糖及衍生物的生理活性研究

1.2真菌多糖的研究

1.2.1真菌多糖的提取纯化

1.2.2真菌多糖结构分析技术

1.2.3真菌多糖构效关系的研究

1.2.4分子修饰对真菌多糖的影响

1.3多糖的硫酸酯化

1.3.1多糖硫酸酯衍生物的制备

1.3.2多糖硫酸酯的分析鉴定

1.3.3硫酸多糖的生物活性研究

1.4本课题研究的背景与主要内容

2茯苓液体发酵条件的优化

2.1材料、试剂和仪器

2.1.1材料

2.1.2试剂及其配制

2.1.3仪器与设备

2.2实验方法

2.2.1菌种的培养

2.2.2茯苓生长曲线的研究

2.2.3种子液的制备

2.2.4发酵培养基优化

2.2.5分析检测方法

2.2.6数据以及图表处理方法

2.3结果

2.3.1茯苓生长曲线研究结果

2.3.2发酵培养基优化结果

2.4讨论

3茯苓菌丝体多糖提取条件的优化

3.1材料与仪器

3.1.1原料

3.1.2试剂及材料

3.1.3仪器与设备

3.2实验方法

3.2.1茯苓菌丝体多糖提取工艺流程

3.2.2茯苓多糖含量及提取率的测定

3.2.3热水提取茯苓菌丝体多糖的单因素实验

3.2.4茯苓菌丝体多糖的最佳提取条件的确定

3.2.5多糖的纯化

3.3结果

3.3.1热水提取茯苓菌丝体多糖的单因素影响

3.3.2响应曲面法优化茯苓菌丝体多糖提取工艺条件

3.3.3多糖的纯化

3.4讨论

4茯苓多糖硫酸酯改性研究

4.1材料与仪器

4.1.1材料

4.1.2试剂及其配制

4.1.3仪器

4.2实验方法

4.2.1硫酸酯化

4.2.2硫酸基含量的测定

4.2.3SP纯度的鉴定

4.2.4紫外光谱法

4.2.5SP的理化性质的鉴定及结构表征

4.2.6统计方法

4.3结果

4.3.1硫酸酯化反应优化结果

4.3.2纯度鉴定

4.3.3紫外光谱(UV)分析

4.3.4 SP一般理化性质

4.3.5琼脂糖凝胶电泳结果

4.3.6凝胶法测定SP分子量的结果

4.3.7红外光谱(IR)分析

4.4讨论

5结论

6展望

参考文献

致谢