鄭浩然, 楊海龍
(1.溫州醫(yī)科大學仁濟學院,浙江溫州 325035;2.溫州大學生命與環(huán)境科學學院,浙江溫州 325035)
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鐵皮石斛對靈芝多糖深層發(fā)酵的影響
鄭浩然1, 楊海龍2*
(1.溫州醫(yī)科大學仁濟學院,浙江溫州 325035;2.溫州大學生命與環(huán)境科學學院,浙江溫州 325035)
[目的]研究鐵皮石斛對靈芝生長及胞外多糖分泌的影響,并分析靈芝多糖組分的變化。[方法]在發(fā)酵培養(yǎng)基中添加不同量的鐵皮石斛,分析靈芝生物量和胞外多糖含量的變化,并采用KTA explorer柱層析分析多糖組分。[結(jié)果]鐵皮石斛可促進靈芝胞外多糖的合成,添加量以10 g/L效果最佳;添加鐵皮石斛發(fā)酵未改變靈芝多糖的組分。[結(jié)論]在靈芝深層發(fā)酵培養(yǎng)基中添加適量鐵皮石斛有助于靈芝多糖的高效生產(chǎn)。
鐵皮石斛;靈芝;多糖;深層發(fā)酵
靈芝(Ganodermalucidum) 是我國傳統(tǒng)名貴中藥,現(xiàn)代藥理研究表明,其具有抗衰老、提高機體免疫功能、抑制腫瘤、抗病毒和保肝護肝等作用[1-4]。近年來,靈芝液體培養(yǎng)以其生產(chǎn)周期短、培養(yǎng)物營養(yǎng)豐富以及便于收集加工等優(yōu)點而越來越受到重視[5-6]。中藥中含有纖維、糖類、生物堿等多種成分,有些成分可促進靈芝生長及活性物質(zhì)的生產(chǎn)。筆者篩選出合適的中藥加入靈芝深層發(fā)酵培養(yǎng)基中,研究鐵皮石斛對靈芝生長及其主要活性次生代謝產(chǎn)物(多糖和靈芝酸)生產(chǎn)的影響。
1.1材料靈芝由溫州大學生命與環(huán)境科學學院發(fā)酵工程研究室篩選保存。鐵皮石斛(Dendrobiumcandidum)由植物組織培養(yǎng)法獲得,60 ℃烘干,粉碎,過60目篩。
1.2發(fā)酵培養(yǎng)基葡萄糖 35 g/L,蛋白胨 3.5 g/L,MgSO40.75 g/L,KH2PO41.0 g/L,K2HPO41.0 g/L,VB110 mg/L。
1.3接種和培養(yǎng)將培養(yǎng)基121 ℃滅菌30 min,冷卻后接入靈芝液體種,接種量10%。搖瓶條件:250 mL三角瓶,裝液量80 mL,溫度30 ℃,轉(zhuǎn)速150 r/min,培養(yǎng)時間5 d。
1.4測定項目與方法①生物量:采用重量法測定;②胞外多糖:采用硫酸-苯酚法測定;③還原糖:采用DNS法測定。
1.5多糖的分離提取及組分分析發(fā)酵液離心取上清液,減壓濃縮至適當體積,加4倍體積95%乙醇沉淀,4 ℃冰箱中靜置24 h。離心,沉淀用蒸餾水溶解,Sevag法脫蛋白,以KTA explorer 快速純化系統(tǒng)進行多糖組分分析。色譜柱HiPrepTM16/10 DEAE,上樣量2 mL,以H2O,0.05、0.20和0.50 mol/L NaCl 溶液梯度洗脫,流速2 mL/ min, 分步收集,每管5 mL,采用苯酚-硫酸法進行檢測。
2.1鐵皮石斛添加量對靈芝生長和胞外多糖分泌的影響在靈芝清液培養(yǎng)基中添加0、5、10、15、20 g/L鐵皮石斛,考察其對靈芝生長及胞外多糖分泌的影響,結(jié)果見圖1。由圖1可知,鐵皮石斛對靈芝生長有一定的抑制作用,加入量大(20 g/L)時較明顯,但添加量在10 g/L范圍內(nèi)抑制作用不明顯。在對胞外多糖分泌方面,加入10 g/L左右的鐵皮石斛對靈芝胞外多糖的生產(chǎn)有促進作用。
圖1 鐵皮石斛添加量對靈芝生長和胞外多糖分泌的影響Fig.1 Effects of D.candidum quantity on the growth and polysaccharide produciton of G.lucidum
2.2鐵皮石斛對靈芝發(fā)酵過程的影響在靈芝清液發(fā)酵培養(yǎng)基中加入10 g/L鐵皮石斛,考察鐵皮石斛對靈芝發(fā)酵過程的影響。加鐵皮石斛與不加鐵皮石斛(對照)情況下靈芝生長及胞外多糖分泌過程見圖2。由圖2可知,靈芝對鐵皮石斛的存在有一個適應過程,前40 h生長緩慢,但在此過程中胞外多糖的分泌較對照迅速,其后靈芝的生長加速,在120 h時與對照接近。為此,將添加鐵皮石斛的靈芝發(fā)酵延長其發(fā)酵時間24 h,其生物量可達對照水平。
圖2 鐵皮石斛對靈芝發(fā)酵過程的影響Fig.2 Effects of D.candidum on the fermentation process of G.lucidum
2.3含鐵皮石斛基質(zhì)發(fā)酵靈芝的多糖組分分析在靈芝發(fā)酵培養(yǎng)基中加入10 g/L鐵皮石斛可以促進靈芝胞外多糖的生產(chǎn),為考察鐵皮石斛對靈芝胞外多糖組成的影響,對清液發(fā)酵靈芝液中的多糖(GLP)、含鐵皮石斛基質(zhì)發(fā)酵的靈芝液中的多糖(GDP)分別進行分離提取,并以Sevag法去除大部分蛋白,再以KTA explorer(離子交換柱)進行多糖組分分析。
表1DEAE分離洗脫各峰的胞外多糖含量
Table 1Exopolysaccharide content in each peak from the DEAE column
峰SampleGLP含量Contentmg占比Percentage%GDP含量Contentmg占比Percentage%PS13.7568.684.0565.85PS20.173.110.396.34PS30.8615.751.2019.51PS40.6812.450.518.29
(1)鐵皮石斛對靈芝的生長有一定的抑制作用,在添加量較小(10 g/L)時抑制作用不明顯,但能刺激靈芝胞外多糖的合成。
圖3 GLP在DEAE柱上經(jīng)H2O,0.05、0.20、0.50 mol/L NaCl的洗脫曲線Fig.3 The chromatography profile of GLP on DEAE column eluted by H2O, 0.05, 0.20, and 0.50 mol/L NaCl
圖4 GDP在DEAE柱上經(jīng)H2O,0.05、0.20、0.50 mol/L NaCl的洗脫曲線Fig.4 The chromatography profile of GDP on DEAE column eluted by H2O, 0.05, 0.20, and 0.50 mol/L NaCl
[1] 張群豪,林志彬.靈芝多糖(GL- B)對腫瘤壞死因子α和γ干擾素產(chǎn)生及其mRNA表達的影響[J].北京醫(yī)科大學學報,1999,31(2):179-183.
[2] 趙東旭,楊新林,王幫武,等.靈芝研究的若干進展[J].食用菌學報,1999,6(3):59-64.
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Effects ofDendrobiumcandidumon the Polysaccharide Fermentation ofGanodermalucidumby Submerged Culture
ZHENG Hao-ran1, YANG Hai-long2*
(1.Renji College, Wenzhou Medical University, Wenzhou, Zhejiang 325035; 2.School of Life and Environment Sciences, Wenzhou University, Wenzhou, Zhejiang 325035)
[Objective] To explore the effects ofDendrobiumcandidumon the growth ofGanodermalucidumandand its exo-polysaccharide production and analyze the changes of polysaccharide components.[Method]D.candidumwas added to the media, and the biomass and polysaccharide content ofG.lucidumwere analyzed.The polysaccharide components were analyzed by the column chromatography analysis of KTA explorer.[Result] The production of exopolysaccharide was enhanced byD.candidum, and 1% of addition amount was suitable.The components of exopolysaccharide were not changed byD.candidum.[Conclusion] It is helpful to enhance the polysaccharide production ofG.lucidumby the addition ofD.candidumin the submerged culture media.
Dendrobiumcandidum;Ganodermalucidum; Polysaccharide; Submerged culture
浙江省自然科學基金項目(Y3100711)。
鄭浩然(1990- ),男,江西資溪人,本科生,專業(yè):信息系統(tǒng)與信息管理。*通訊作者,教授,博士,從事發(fā)酵工程研究。
2016-05-16
S 567.3+1;TQ925
A
0517-6611(2016)19-141-02