冬虫夏草菌株诱变及新菌株液态发酵米糠麸皮全料新培养基的研究

摘要

冬虫夏草是我国传统名贵的中药材，含有丰富的营养物质，具有多种生理活性功能，如免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、保护肾脏等。但天然冬虫夏草由于其生长环境的特殊以及过度采挖等原因导致其野生资源非常稀少。液态发酵周期短、产量高、能工业化大规模生产，利用液态发酵技术得到的冬虫夏草菌丝体所含成分与天然冬虫夏草基本接近，可一定程度解决野生冬虫夏草稀缺问题。农副产品米糠和麸皮产量高，价格低，营养丰富，对其进行合理的深加工利用具有重要的意义，但对其中可能的有害成分如铅、砷等应有预控方案。本文围绕冬虫夏草液态发酵米糠麸皮，对冬虫夏草诱变新菌株的获得，新菌株新培养基组成的优化，新菌株液态发酵菌丝生长动力学模型的建立，菌丝多糖基本理化性质以及菌丝中铅砷含量进行了研究。具体研究内容及结果如下所述。
　　1.对Cordyceps sinensis CCTCC M2015064进行微波诱变改良，以期得到发酵性能更好的冬虫夏草新菌株。以生长速率、混合菌丝干重、混合菌丝糖（苯酚硫酸法测得，后均同此）、胞外糖为指标，经过10批诱变处理，平板初筛、复筛以及摇瓶发酵筛选，最终获得一株性能较好的微波诱变菌株Cordyceps sinensis JSULI。新菌株的生长速率为1.27±0.05 cm/d，100 mL发酵培养基所得混合菌丝干重、胞外糖重量、混合菌丝糖重量分别为3.548±0.021 g、179.713±10.015 mg、162.890±21.215 mg，与同条件下原始菌株相比，分别增加了7.63%、4.57%、12.75%、16.26%。
　　2.对Cordyceps sinensis JSULI发酵新培养基组成进行优化，设计了单因素试验和均匀试验，单因素包括麸皮、米糠、磷酸二氢钾、七水硫酸镁、半胱氨酸盐酸盐以及叶绿素铜钠盐。采用U21（215）设计表进行均匀试验，利用SPSS软件对试验结果进行回归分析，得到关于混合菌丝干重、混合菌丝糖及胞外糖的模型方程，由此得出针对各指标的最优培养基组成。以混合菌丝干重为指标，100 mL优化培养基组成为：麸皮0 g（米糠10 g）、KH2PO40.3 g、MgSO4·7H2O0.3 g、半胱氨酸盐酸盐0.02g、叶绿素铜钠盐0.02 g，发酵温度、转速、时间分别为23℃、160 r/min、5天，此时混合菌丝干重为6.236 g；以混合菌丝糖重量为指标，100 mL优化培养基组成为：麸皮10 g、KH2PO40.3 g、半胱氨酸盐酸盐0.02 g、叶绿素铜钠盐0.02 g，发酵温度、转速、时间分别为23℃、160 r/min、5天，此时混合菌丝糖重量为384.170 mg；以胞外糖重量为指标，100 mL优化培养基组成为：麸皮10 g、KH2PO40.3 g、MgSO4·7H2O0.164g、半胱氨酸盐酸盐0.02 g、叶绿素铜钠盐0.02 g，发酵温度、转速、时间分别为23℃、160 r/min、5天，此时胞外糖重量为1389.372 mg。
　　3.采用U24（246）设计表进行均匀试验，研究麸皮、磷酸二氢钾、七水硫酸镁、半胱氨酸盐酸盐、叶绿素铜钠盐和时间对混合菌丝干重的影响，利用SPSS软件对试验结果进行回归分析，得到Cordyceps sinensisJSULI液态发酵特殊新培养基的菌丝生长经验动力学模型方程。采用U20（205）设计表设计均匀试验，根据经验动力学模型方程预测出20组试验的混合菌丝干重值，利用SPSS软件求出Logistic模型方程中参数的表达式，从而得出Cordyceps sinensis JSULI液态发酵特殊新培养基的菌丝生长理论动力学Logistic模型方程。
　　4.对冬虫夏草菌丝多糖的理化性质进行了研究，结果表明该糖类为非淀粉多糖；对该多糖进行红外光谱扫描分析，结果显示其具有糖类特征吸收峰，且为含有α-糖苷键构型的吡喃甘露糖。采用电感耦合等离子体质谱法对所得冬虫夏草菌丝中铅、砷含量进行测量，结果显示所测样品中铅、砷含量均符合国家标准，且半胱氨酸盐酸盐的添加对降低菌丝中铅、砷含量有一定的影响。

目录

第一章 绪论

1.1 冬虫夏草简介

1.2 冬虫夏草的化学成分

1.3 冬虫夏草药理学作用

1.4 米糠和麸皮研究现状

1.5 半胱氨酸盐酸盐的概述

1.6 叶绿素铜钠盐的概述

1.7 本文的研究目的、意义和内容

第二章 冬虫夏草微波诱变优良菌株的筛选

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.3结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 冬虫夏草新菌株新发酵培养基研究

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 冬虫夏草新菌株液态发酵新培养基的动力学模型研究

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 冬虫夏草菌丝多糖理化性质及铅砷含量表征

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.3 结果与讨论

5.4 本章小结

第六章 总结及展望

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 存在的问题及展望

参考文献

致谢

硕士期间的工程实践和科研成果