利用啤酒糟发酵产虫草菌素及虫草多糖的研究

摘要

啤酒糟(Brewer's spent grains,BSG)是啤酒产业的主要副产物，我国作为啤酒产业大国，每年有大量啤酒糟产出。多数的酒糟被用作低值饲料或当做废物排入环境，造成资源的极度浪费。啤酒糟含有大量的营养物质，是一种良好的蛋白质及纤维素来源，也是真菌良好的栽培料。蛹虫草(Cordyceps militaris)作为虫草属的一种，其有效成分与天然虫草相似，有望成为天然虫草的替代品。因多数真菌都能较好的利用高纤维素材料，故利用啤酒糟发酵虫草菌。虫草菌素和虫草多糖是虫草中主要有效成分之一，具有多种药理活性，在临床及养生保健方面有良好的应用前景。为了提高发酵代谢产物虫草菌素及虫草多糖的含量、提高啤酒糟的附加值，对发酵条件进行探索。
　　1.将五株不同的虫草菌进行保藏及摇瓶培养。通过对相同条件下液体发酵培养基中菌丝体和发酵液中虫草菌素及虫草多糖含量的测定，确定一株C.M-J菌作为发酵菌株。
　　2.对固态发酵C.M-J菌产虫草菌的培养基组分及培养条件进行单因素、正交及响应面优化，得到最适虫草菌素积累的发酵条件为：含水量70％，淀粉19.18 g/L，蛋白胨10.98 g/L，KH2PO40.5 g/L，K2HPO40.5 g/L，VB20.1 g/L，赖氨酸0.1 g/L，初始pH7.18，接种量15%，培养温度25℃，培养时间40 d。在此条件下虫草菌素含量可达5772.45μg/g，经验证虫草菌素实际产量为6018.23μg/g。
　　3.对固态发酵C.M-J菌产虫草多糖的培养基组分进行优化。最优条件为淀粉40 g/L，蛋白胨10 g/L，CuSO40.5g/L，FeSO40.5g/L，CaCl20.5g/L，在此条件下虫草多糖产量24.68±0.32 mg/g。并对虫草多糖的提取及纯化工艺进行研究，得到最适提取方式为0.1 g基质粉末加液量20 mL，70℃条件下提取3次，每次提取2 h。在此条件下对100 g基质进行多糖提取，经浓缩、醇沉、洗涤后得粗多糖6.89 g。经脱蛋白、脱色素、透析处理后得虫草多糖2.75 g。
　　4.对利用啤酒糟液体发酵产虫草菌素及虫草多糖的培养条件进行初探，发现啤酒糟对虫草菌素及虫草多糖的产量没有促进作用，其具体原因仍有待进一步分析。
　　本论文对利用啤酒糟发酵产虫草菌素及虫草多糖的条件进行研究，发现固体发酵法能较好的满足虫草菌的生长及代谢产物的分泌，同时具有操作简单、成本低、耗能少等优点，有广阔的应用前景。

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第一章 文献综述

1.1 啤酒糟概述

1.2 虫草概述

1.3 虫草菌素的概述

1.4 虫草多糖的概述

1.5 研究内容与意义

第二章 产虫草菌素及虫草多糖的菌种筛选

2.1 菌种

2.2 培养基及溶液配制

2.3 药品与仪器

2.4 实验方法

2.5 结果与分析

2.6 本章小结

第三章 以啤酒糟为基质固态发酵产虫草菌素的研究

3.1 实验材料

3.2 实验方法

3.3 试验样品中虫草菌素含量的检测

3.4 结果与分析

3.5 本章小结

第四章 固态发酵产虫草多糖及提取工艺的研究

4.1 实验材料

4.2 方法

4.3 试验样品中虫草多糖含量的检测

4.4 虫草多糖提取工艺的优化

4.5 脱蛋白工艺优化

4.6 结果与分析

4.7 本章小结

第五章 虫草菌素及虫草多糖液体发酵条件的研究

5.1 材料与方法

5.2 方法

5.3 结果与分析

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢