液态深层发酵法生产虫草菌丝体

摘要

随着天然冬虫夏草资源日益匮乏，价格不断上涨，人工生产虫草代用品很有必要，而利用液态深层发酵法生产虫草菌丝体，发酵周期短，生产效率高，条件容易控制，产量高，具有很大的优势和十分重要的意义。
　　本研究采用中国被毛孢这种冬虫夏草真正的无性型菌种作为发酵菌株，进行虫草菌丝体发酵工艺探究和优化，完成实验室虫草发酵阶段逐级放大工艺，并赴企业进行虫草课题的中试放大，主要工作介绍如下:
　　(1)完成实验室阶段5L，30L，300L发酵规模的逐级放大工艺，各项指标均达到行业标准，通过优化培养基和改进样品处理方式，腺苷含量是原来的2倍，最高水平724 mg/100g，平均水平400-500 mg/100g，干重最高23g/L，平均水平11-15 g/L，甘露醇9-10g/100g。
　　(2)探究了8种不同碳源以及玉米浆粉、奶粉、牛奶等不同氮源的摇瓶优化实验，发现中国被毛孢可以利用多种不同碳源进行代谢，同时对玉米浆粉、奶粉等氮源利用效果良好，建立了以玉米浆粉为原料的培养基配方，降低了原料成本。
　　(3)进行有效成分分析，建立虫草中新成分的分析方法，主要包括γ-氨基丁酸、S-腺苷蛋氨酸、麦角固醇、虫草素、鸟苷等，并进行定量定性测定，其中自制菌粉中γ-氨基丁酸的含量800-1000mg/100g，优化后S-腺苷蛋氨酸含量可达686.27mg/100g，麦角固醇含量最高360mg/100g，虫草素含量最高23mg/100g，鸟苷最高790.94mg/100g，尿苷930.37mg/100g，次黄嘌呤123.54mg/100g。
　　(4)进行了代谢指纹图谱研究，并将自制菌粉中各有效成分与天然冬虫夏草及市售菌粉进行定量对比，甘露醇含量与天然冬虫夏草相当，腺苷含量高于天然冬虫夏草。
　　(5)重金属含量及微生物毒素测定:经测定，发酵菌粉不含重金属，达到标准，不含黄曲霉毒素。
　　(6)完成中试放大:赴河南完成工厂50 L发酵罐中试及5T罐工业化实验，得到19.5公斤菌粉，菌粉腺苷含量300mg/100g以上，甘露醇含量7g/100g以上，缩短发酵周期为4D，提高了生产效率。
　　课题顺利完成中试阶段，为虫草课题工业化和市场化奠定了基础。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 冬虫夏草简介

1．2 冬虫夏草菌种概述

1．3 人工虫草的培育方法

1．3．1 人工栽培冬虫夏草

1．3．2 固态发酵技术

1．3．3 液体深层发酵培养概述

1．4 虫草菌丝体产品生产过程

1．5 虫草菌丝体生理活性物质

1．5．1 虫草核苷类物质简介

1．5．2 D-甘露醇简介

1．5．3 虫草多糖简介

1．5．4 虫草素简介

1．5．5 GABA简介

1．5．6 虫草菌丝体其他生理活性物质

1．6 代谢组学及主成分分析概述

1．6．1 代谢组学概述

1．6．2 主成分分析方法原理

1．7 虫草市场研究进展

1．8 虫草质量控制评价标准

1．9 本实验室前人基础

1．10 课题研究意义及内容

第二章 虫草液体深层发酵工艺优化

2．1 实验材料与设备

2．1．1 实验菌种及培养基

2．1．2 实验药品

2．1．3 实验设备

2．2 实验方法

2．2．1 发酵培养方法

2．2．2 分析方法

2．3 氮源优化摇瓶实验

2．3．1 玉米浆粉作为氮源的摇瓶优化实验

2．3．2 牛奶和奶粉摇瓶氮源优化实验

2．4 碳源优化摇瓶实验

2．5 样品处理方式优化

2．6 不同干燥方式对样品的影响

2．7 原始培养基5L发酵罐批次实验

2．8 优化后培养基5L发酵罐实验

2．9 对合作企业进行5L罐小试培训

2．10 本章小结

第三章 菌粉成分对比分析及代谢指纹图谱研究

3．1 实验材料与设备

3．2 分析方法

3．2．1 S-腺苷蛋氨酸分析方法

3．2．2 麦角固醇分析方法

3．2．3 γ-氨基丁酸、氨基酸测定方法

3．2．4 菌粉中蛋白含量测定

3．3 主要成分对比分析

3．3．1 自制菌粉与不同产地野生冬虫夏草主要成分对比

3．3．2 自制菌粉与市售菌粉成分对比

3．4 虫草中蛋白质及各种氨基酸含量对比

3．4．1 蛋白质含量对比

3．4．2 氨基酸含量对比

3．5 代谢指纹图谱研究

3．6 虫草菌粉中鸟苷、尿苷等其他核苷类成分测定

3．7 菌粉中S-腺苷蛋氨酸的测定

3．8 菌粉中GABA及5-HTP的测定

3．9 菌粉中麦角固醇的测定

3．10 质量体系讨论

3．11 本章小结

第四章 虫草菌粉中金属元素及黄曲霉毒素的分析

4．1 实验仪器和材料

4．2 分析方法

4．2．1 金属元素分析方法

4．2．2 黄曲霉毒素分析方法

4．3 实验结果

4．3．1 菌粉及天然虫草中金属元素的含量测定

4．3．2 菌粉中黄曲霉毒素的测定

4．4 本章小结

第五章 虫草菌丝体发酵工艺放大实验

5．1 实验材料与设备

5．1．1 实验菌种

5．1．2 实验药品

5．1．3 实验设备

5．2 实验方法

5．3 实验室30L发酵罐放大实验

5．3．1 操作过程

5．3．2 第一次30L发酵放大实验结果及分析

5．3．2 第二次30L发酵放大实验结果与分析

5．4 实验室300L发酵罐放大实验

5．4．1 操作过程

5．4．2 实验结果与分析

5．5 工厂50L发酵罐放大实验

5．5．1 操作过程

5．5．2 实验结果与分析

5．6 5吨发酵罐放大实验

5．6．1 操作过程

5．6．2 实验结果及分析

5．7 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

研究成果和发表的学术论文

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