课题研究背景:
真菌类药物广泛,通常所说的药用真菌多限于在生长发育的一定阶段能够形成个体较大的子实体或菌核结构的高等真菌。药用真菌的来源有野生采集、人工栽培和发酵培养3个途径;野生资源不仅稀少,也不易采集,近年来由于受到气候和地理位置的限制, 加上目前生态环境受到破坏以及人为过度采挖等现象的存在, 其自然资源逐渐枯竭,远不能满足日益增加的市场需求。近年来,为了加强对药用真菌资源的开发利用, 相继开发了多种药用真菌生产工艺,包括人工培育子实体、液体发酵、固体发酵和被称为生物技术新起的药用真菌新型(双向性)固体发酵工程等,这是它的优势所在,但在技术上还有待继续提高创新,本试验旨在探究药用真菌的液体发酵工艺。
液体发酵技术是在抗生素工业发展起来后才运用到药用真菌发酵中的,其优点在于可以进行工业化连续生产、规模大、产量高、发酵周期短、生产效率高,具有广泛的发展前景。药用真菌在液体发酵过程中,除菌丝或孢子会大量增殖外,还会在发酵液中产生多种具有生理活性的物质,这些物质分别对心血管、肝脏、神经系统、肾脏、性器官等人体器官具有防病治病的作用,并有抗癌、抗炎、抗菌、抗衰老、抗溃疡等功效。人们对药用真菌的液体发酵,除获得菌丝体外,还以获取上述具有活性的次生代谢产物为目的;现在许多研究表明有很多药用真菌液体发酵的菌丝体多糖含量远高于人工栽培的药用真菌;近年来,药用真菌发酵技术应用越来越广泛。改进发酵过程中的条件,促进发酵过程朝向提高目的产物的方向进行,提高产物品质,降低发酵成本,使投入产出比达到最小,是液体发酵研究的一个方向。在该领域内,从事液体发酵的研究人员正在试用不同的方法来实现这一目标。
在发酵工艺产业化生产过程中,菌种的生长状态直接影响发酵代谢,进而影响发酵生产。基于这一目的,考虑从菌种生长状态入手,本研究拟从发酵源头菌种固体斜面培养基配方优化方面入手,对供试真菌固体斜面培养的各主要影响因素进行优化,筛选确定出斜面培养的最佳配方,为发酵生产培育、提供高质量菌种,促进发酵产能,降低生产成本,并为企业带来经济效益。 为了开拓药用真菌的生产潜力,提高液体发酵水平,获得更多的目的产物,除寻找最佳培养条件外,应选育最佳的菌种。
课题研究内容及方法:
发酵生产源头菌种固体斜面的培养极其重要,菌种的生长状态对后续发酵生产有直接影响,而菌种的斜面培养受各种因素影响,包括物料和培养条件等。因此,通过对发酵生产菌种斜面培养过程中生长影响因素的研究,进而优化斜面培养配方。
在微生物生长所需要的营养物质中有六大要素物质。它们是碳源、能源、氮源、生长因子、无机盐和水。由于优化因素比较多,本研究拟选取几个相对显著因素进行单因素试验,初步计划从碳氮源种类、碳氮比、pH几个影响因素进行。
培养基优化的顺序:
1. 碳源的优化。改变基础培养基中的主要碳源,分别以乳糖、蔗糖、麦芽糖、果糖、可溶性淀粉、丙三醇、柠檬酸三钠共7种原料作为碳源,等量代替供试培养基中的葡萄糖组成新配方进行最佳碳源筛选试验;并进一步针对筛选出的最佳碳源,改变其加入的比例梯度分别为2.0﹪、2.4﹪、2.8﹪、3.2﹪、3.6﹪组成配方进行试验,筛选出最适碳源比例。
2. 氮源的筛选。改变基础培养基中的氮源,分别以豆粕粉、酵母浸出粉、玉米蛋白粉、蛋白胨、鱼胨、氯化铵、硫酸铵共7种原料为氮源,等量代替供试培养基内的生豆粉组成新配方进行最佳氮源筛选试验;并进一步针对筛选出的最佳氮源优先顺序,选取两种适合氮源作为复配氮源,按1:1等量替代筛选出的最佳氮源,旨在探究复配氮源与单一氮源对该真菌菌丝生长的影响,从而筛选出培养基最适氮源组成。
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