竹荪深层培养体系的优化与菌丝体生长动力学模型的研究

摘要

竹荪是我国著名的食用、药用菌。被誉为真菌皇后，名列山珍之王，一直被奉为宴席上的美味佳肴。现代研究表明竹荪具有提高免疫、抗肿瘤、抑菌、降血压、抗衰老等作用。针对竹荪子实体产量很低、价格昂贵，不适合进行大规模商品化竹荪产品开发，同时菌丝体所含成分以及所具有的功效与子实体相当，应重视竹荪菌丝培养方法的研究，本文研究了竹荪深层培养的生物学特征和规律，及适宜的竹荪深层培养研究方法，并进一步对竹荪菌丝球生长的数学模型进行研究。 首先通过减少母种体积、母种附带营养及水解酶类等因素对深层培养体系的干扰，探讨竹荪菌丝体深层培养的生物学特征、主要限制因素及其研究方法。结果表明：竹荪菌丝球遵从质量的立方根与培养时间成线性关系的生长规律；竹屑母种接种后竹荪菌丝体的萌发率、菌体形态、体积扩大倍数均显著好于琼脂及麦粒母种，且重复间差异小（P<0．05）；体积密度测重法测定的竹荪菌丝体重量的立方根与培养时间的动态曲线，与湿重法和干重法相比更加符合实际情况，准确可行；营养物种类对竹荪菌丝球的生长速度影响较大，通过单因素试验确定竹荪深层培养最适合碳源、氮源、无机盐种类分别是蔗糖、玉米粉和硫酸镁；在一定浓度范围内增加接种量，可减小菌丝球体积，获得更多的菌丝球数量，提高培养液中营养物质的利用率并最终增加菌丝体产量；菌丝球内部停止生长并衰亡，代谢废物积累是竹荪深层培养的主要限制性因素。 为更有效的控制竹荪菌丝体深层培养过程，对竹荪菌丝球生长的数学模型进行研究。在菌丝体的生长遵从一级反应和零级反应规律、菌丝球密度一致、培养液中氧浓度恒定的基础上，计算出菌丝球的生长受到限制的临界半径约为0．4 mm；菌丝球内部停止生长的临界半径约为0．8 mm；菌丝球外围生长区域厚度逐渐变薄，趋近于0．6 mm；解释了菌丝球质量的立方根式增长现象的成因：当菌丝球半径远大于外围生长区域厚度时，氧在菌丝球内的扩散转化由圆球坐标系一维稳定传递转化为直角坐标系一维稳定扩散，导致外围生长区域有唯一的厚度和比生长速率；菌丝球增长速度与比生长速率，呼吸强度，氧生长得率的关系：dr/dt=（Q02（tanh（√AL0）/√A+L1）-Lm02）Y*x/02。此模型推导出的数据与实际观测数值拟合良好。可为建立竹荪的生产动力学模型，工业化生产竹荪菌丝及多糖提供可参考的量化依据。

目录

文摘

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论文说明:缩略词

声明

第一章 文献综述

1竹荪生物学特性及生活史

1.1竹荪属真菌的种类、形态及分布

1.2竹荪的生态特征

1.3竹荪的生活史

2竹荪食用价值及药用价值

2.1竹荪菌的营养成分及食用价值

2.2竹荪的药用价值

3食用菌深层培养概述及其研究进展

3.1食用菌深层培养在菌业、食品、医药等行业上的应用

3.2国内外发展状况

3.3竹荪深层培养的应用与研究进展

4深层培养动力学研究意义与进展

4.1深层发酵动力学的定义，内容及其意义

4.2研究进展

5本研究的目的和意义

第二章 竹荪深层培养研究

1材料与方法

1.1材料

1.2试验方法

2结果与分析

2.1竹荪菌丝球形态观察及深层培养规律

2.2不同母种对深层培养的影响

2.3生长量测定方法的比较

2.4营养对竹荪深层培养的影响

2.5接种量对竹荪深层培养的影响

3讨论

第三章 竹荪深层培养数学模型的建立

1模型的假设

2菌丝球生长模型及其外围生长区域厚度的计算

3质量的立方根式增长

4小结

第四章 结论

参考文献

致谢

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附录