红曲霉-白桦茸双向固体发酵研究及菌质的药效学考察

摘要

双向固体发酵是以药用真菌为发酵菌株，以具有活性成分的中药材或营养物质与中草药的混合物作为药性基质进行发酵的方式。在发酵过程中，药性基质为真菌的生长代谢提供营养成分，真菌代谢所产的酶又反作用于基质改变其组织、成分，从而达到增强药效、产生新的性味功能以及减少原药材毒性的作用。所得菌质中药用真菌与次级代谢产物无需分离，二者协同发挥药效。
　　双向发酵的产物“菌质”即药材和药用真菌菌丝体的混合物，多项研究证实它通常比单一真菌或药性基质本身或两者简单相加有更好的药效。红曲霉和白桦茸在药理活性上具有一致性，白桦茸多糖主要成分是β-葡聚糖和少量杂多糖，杂多糖由葡萄糖和少量其它单糖(如木糖)等组成；白桦茸多糖的药理作用主要有增强免疫、抗肿瘤、抗氧化、降血糖和降血脂等；红曲霉发酵产物有多种活性物质，其中 Monacolin K有抗肿瘤和降血脂作用，红曲多糖也有增强免疫、抗肿瘤和抗氧化等活性。此外红曲霉生长代谢过程中能产生淀粉酶、葡萄糖苷酶、纤维素酶等酶系，具有对中草药活性成分进行转化、修饰及产生新的活性物质的潜力。谢炎福等[1]利用红曲霉与何首乌进行双向液体发酵降低了结合蒽醌的含量，并促进了红曲霉的生长及其次级代谢产物Monacolin K的积累；宋艳秋等[2]利用红曲霉对中药葛根进行双向固体发酵提高了其主要有效成分葛根素含量。因此，本文以红曲霉为发酵菌种建立红曲霉-白桦茸双向固体发酵体系，以期二者优势互补，并利用红曲霉的生物转化作用来提高白桦茸β-葡聚糖的含量，使所得药性菌质具有更好的药效。
　　本文的主要研究内容及结果如下:
　　(1)建立红曲霉-白桦茸双向固体发酵体系，根据红曲霉的生长状况、折干率、消耗率以及Monacolin K含量的变化,考察红曲霉-白桦茸体系进行双向发酵的适应性。结果表明：红曲霉-白桦茸双向固体发酵体系适应性良好，且在白桦茸-大米粉混合基质上发酵效果更佳，菌丝体的生长状况、折干率和消耗率均达到适应性要求，发酵14 d后菌质中含有一定量的Monacolin K，发酵体系存在物质转化的可能，因此该发酵组合合理可行。
　　(2)以菌质生长情况、菌质中Monacolin K含量和β-葡聚糖含量为指标，采用单因素试验考察PH、温度、初始含水量、装料量、接种量、发酵周期和补水量对红曲霉-白桦茸双向发酵结果的影响，并通过正交试验进一步确定该发酵体系提高Monacolin K和β-葡聚糖含量的最佳工艺。结果显示：在发酵温度28℃、基质配比1:1、装料20 g、PH值为4.0、初始含水量90％、接种量40%、发酵12 d、每隔4 d补水并搅拌一次条件下发酵效果最佳，在此条件下发酵所得菌质β-葡聚糖和Monacolin K含量分别为1.97%和2.09 mg/g。
　　(3)以刚果红法所测菌质β-葡聚糖含量为指标，采用单因素试验分别考察料液比、提取温度、提取时间和提取次数对β-葡聚糖提取率的影响，并通过正交试验来确定β-葡聚糖的最佳提取工艺。结果显示：料液比1:20、提取温度为80℃、提取时间为2.5 h、提取次数为2次时提取效果最佳，在此条件下测得菌质β-葡聚糖提取率为2.11%。
　　(4)在最佳发酵条件和提取工艺下，分别测定发酵菌质、白桦茸、大米粉以及红曲-米粉的β-葡聚糖含量，来比较发酵前后β-葡聚糖含量的变化以初步探究该发酵体系的物质转化情况，并通过动物实验来考察其降血脂活性。结果表明：该发酵体系存在与酶相关的物质转化，发酵后菌质β-葡聚糖含量有所提高，菌质β-葡聚糖的增量一部分来自红曲霉自身的生长代谢；菌质具有较强的降血脂活性。

目录

声明

英文缩略词表

第一章 前言

1.1微生物转化概述

1.2药用真菌

1.3双向固体发酵技术

1.4白桦茸及β-葡聚糖的研究进展

1.5红曲霉的应用进展

1.6研究意义及内容

第二章 红曲霉-白桦茸双向固体发酵体系适应性研究

2.1实验材料

2.2实验方法

2.3结果

2.4小结

第三章 红曲霉-白桦茸双向固体发酵工艺的优化

3.1实验材料

3.2实验方法

3.3结果

3.4讨论

第四章 红曲霉-白桦茸发酵菌质β-葡聚糖提取工艺优化

4.1实验材料

4.2实验方法

4.3实验结果

4.4讨论

第五章 发酵前后β-葡聚糖含量变化及菌质药效学考察

5.1材料与仪器

5.2实验方法

5.3结果

5.4讨论

第六章 结论

参考文献

致谢