雪峰虫草菌培养条件的优化及抗氧化活性研究

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目的:探索最适宜雪峰虫草菌液体发酵的培养基及发酵条件;研究雪峰虫草菌液态发酵过程中的代谢产物的动态积累变化;初步研究雪峰虫草菌液态发酵产生的胞内多糖和胞外多糖的抗氧化活性。方法:将雪峰虫草菌分为碳源组、氮源组、维生素组及pH组,液体发酵,摇床培养6天,处理样品,用苯酚-硫酸法测定胞内外多糖、用高碘酸钠比色法测定胞内虫草酸、用香草醛-高氯酸显色法测定胞内总三萜;通过发酵罐放大培养连续取样,测定发酵液pH、生物量、胞内外多糖、胞内虫草酸、胞内总三萜的变化;采用水提醇沉法提取雪峰虫草菌液体发酵产生的多糖,经脱蛋白处理后分别得到胞内多糖和胞外多糖,采用红外光谱对雪峰虫草菌胞内多糖和胞外多糖进行研究;邻苯三酚自氧化法测定胞内多糖和胞外多糖对超氧阴离子自由基的清除作用;邻二氮菲-F e 2+氧化法测定胞内多糖和胞外多糖对羟基自由基(·OH)的清除能力;DPPH法测定胞内多糖和胞外多糖对DPPH自由基的清除能力。结果:(1)碳源比较,蔗糖组的雪峰虫草菌的生物量、虫草酸和胞内三萜含量最高,分别为3.51g/L、314.96mg/g和8.97 mg/g,淀粉组的胞内多糖和胞外多糖含量最高,分别为54.18 mg/g为17.08 g/L;氮源比较,酵母浸粉组胞外多糖、胞内多糖和胞内总三萜量皆是最高,分别为2.20g/L、76.29mg/L、8.76mg/g,酵母浸膏组有最高的生物量和虫草酸,分别为10.83g/L、149.59mg/g;维生素B比较,维生素B1组生物量、胞外多糖、胞内多糖和胞内虫草酸量皆是最高,分别为2.50 g/L、0.87 g/L、30.05 mg/g、424.59 mg/g,复合维生素组胞内三萜含量最高为12.41 mg/g;培养基初始pH比较,在pH为8时可以收获最大的生物量、胞内多糖和虫草酸,分别为3.49 g/L、32.10 mg/L和283.85mg/L,而pH为7时可以收获最高含量的胞内三萜,为20.32mg/g,pH为5时胞外多糖得率最高,为1.05 g/L。(2)连续取样过程中,第93h生物量最高达到12.77g/L,胞内总三萜含量在第105h最高达到21.97mg/g;胞内多糖含量在第93h最高达到81.80 mg/g,胞内虫草酸含量在第81h最高达到453.01 mg/g;胞外多糖含量在第141h最高达到2.91 mg/L;发酵液的pH值在第93h最低达到6.4。(3)雪峰虫草菌胞外多糖的红外图谱在波形3326 cm-1、2939 cm-1处都有吸收峰;雪峰虫草菌胞内多糖的红外图谱在3292 cm-1、2936 cm-1处都有吸收峰。(4)胞内多糖和胞外多糖对DPPH自由基的清除率分别达到62.70%和57.82%;胞内多糖和胞外多糖对羟基自由基的清除率分别达到64.43%和59.95%;胞内多糖和胞外多糖对超氧阴离子自由基的清除率分别达到60.56%和52.01%。结论:(1)以生物量、胞内外多糖、胞内虫草酸、胞内总三萜的产量为指标,综合分析,最适宜雪峰虫草菌液体发酵的碳源为蔗糖,最适宜的氮源是酵母浸粉,最适宜的维生素是维生素B1,最适宜的培养基初始pH值为8;(2)随发酵时间的延长,生物量、胞内总三萜含量都是先上升而后下降;胞内多糖、胞内虫草酸含量都是先上升而后下降至一个大致稳定值;胞外多糖先上升而后保持在一个稳定值;发酵液的pH值随发酵时间的延长先下降而后持续上升。相比单因素实验结果,生物量、胞内多糖、胞外多糖、胞内虫草酸及胞内总三萜的产量都有所提高;(3)雪峰虫草菌胞内多糖和胞外多糖的红外图谱结果相似,二者皆具有多糖的特征吸收峰;(4)雪峰虫草菌胞内多糖和胞外多糖都具有抗氧化活性,但胞内多糖和胞外多糖的抗氧化活性存在一定的差异,胞内多糖的抗氧化活性优于胞外多糖。
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