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油酸诱导灵芝液态发酵产三萜类化合物的研究

油酸诱导灵芝液态发酵产三萜类化合物的研究

作者：胡蓉中南林业科技大学

学位级别：硕士

灵芝是一种食药两用的重要真菌,三萜是其主要有效成分之一,具有多种药理活性,然而,目前灵芝三萜的来源及产量有限,且价格昂贵,因此提高灵芝三萜的产量具有重要意义。添加外源诱导剂是提高灵芝三萜产量的有效方法。油酸食用安全且经济实... 详细信息

灵芝是一种食药两用的重要真菌,三萜是其主要有效成分之一,具有多种药理活性,然而,目前灵芝三萜的来源及产量有限,且价格昂贵,因此提高灵芝三萜的产量具有重要意义。添加外源诱导剂是提高灵芝三萜产量的有效方法。油酸食用安全且经济实惠,如能作为灵芝三萜发酵合成的诱导剂,则具有较大应用价值。本文以液体发酵为手段,以灵芝发酵菌丝体为实验材料,主要考察灵芝三萜的合成量,探究油酸对灵芝三萜发酵的诱导作用及其工艺优化,主要研究内容和结果如下:1.通过外源添加油酸对灵芝三萜发酵进行诱导试验,结果表明,油酸具有显著诱导作用,最佳诱导条件为油酸浓度1%(v/v)油酸添加时间第1天,培养温度31.5℃,摇床转速160r/min,培养时间7天,接种量10%(v/v)。在此条件下,灵芝菌丝体中三萜的含量高达99.805±0.97 mg/g,相比未诱导前提升了 383.7%。2.基于油酸诱导的最优发酵条件,采用实时荧光定量 PCR技术比较了油酸处理前后灵芝三萜合成途径中关键合成酶基因的转录水平。结果显示,油酸可使大多数三萜合成关键酶基因的转录水平上调,包括ACAT、HMGS、HMGR、MPK、MVD、IDI、FPS、SE、LSS、CYP5150L8、CYP512U6,分别是未处理组的 5.54、3.97、12.57、6.21、0.61、6.16、2.41、2.74、6.8、24.55、13.32倍,但SQS基因的转录水平相较于未处理组下调2.26倍。3.通过非靶向代谢组学技术对油酸处理前后的代谢物进行定性、定量比较分析。共鉴定到分束醇C、马尼拉二醇、木犀酸、茶皂素E、2a羟基绞股蓝素3-O-b-D-葡萄糖苷、鲁斯可皂苷元、灵芝酸DM等7个上调差异三萜;灵芝孢子酸A、beta-柠檬磺酸烯、大豆皂甙aa等3个下调差异三萜。特别是,油酸处理后灵芝菌丝体中新产生了 3个未处理组无法产生的活性三萜,即马尼拉二醇、2a羟基绞股蓝素3-O-b-D-葡萄糖苷、升麻苷。差异代谢通路富集分析表明,油酸可能一定程度上抑制了灵芝菌丝体的能量代谢,从而促进次级产物三萜的生物合成;同时油酸可使胞内不饱和脂肪酸种类和含量增加,导致细胞膜的流动性增加,而有关脂类变化和细胞膜流动性的变化与三萜的合成相关。4.比较了油酸处理前后所得灵芝三萜粗提物的抑菌活性和抗氧化能力。100 mg/mL未处理组灵芝粗三萜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的抑菌率分别为38.9%、41.7%、61.1%,最小抑菌浓度均为50 mg/mL。油酸处理组灵芝粗三萜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的抑菌率分别为122.2%、86.1%、86.1%,最小浓度分别为12.5、25、50mg/mL,显示对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌活性得到增强。油酸处理所得三萜粗提物的抗氧化能力也得到增强。当灵芝三萜粗提物浓度为2 mg/mL时,未处理组、油酸处理组对DPPH自由基的清除率分别为55.17%、64.7%,对ABTS自由基的清除率分别达到70.03%、79.23%,对羟自由基的清除率分别为 41.47%、46.83%。综上所述,油酸可使灵芝三萜生物合成途径中绝大多数关键酶基因的表达水平上调,从而促使灵芝三萜合成量增加,特别是油酸处理后产生了3个特有的三萜,具有多种生理活性,有良好的应用前景。本论文所获得的油酸诱导法策略及其优化后的工艺,有助于灵芝三萜的规模化发酵生产,具有潜在生产应用价值。

关键词：油酸液态发酵灵芝三萜响应面分析法代谢组学

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脂肪酸对牛樟芝液态发酵产三萜的影响

浙江工业大学学报 2024年第3期52卷 347-354页

作者：刘建华关媚竹唐炜赵培城浙江工业大学食品科学与工程学院浙江杭州310014

为提高牛樟芝菌丝体产三萜类化合物的能力,以5种常见的脂肪酸为外源添加物,筛选出促进牛樟芝菌丝体生长和提高总三萜得率的最优培养基及培养方法,并对比分析空白对照组和添加脂肪酸的实验组所得菌丝体形态、发酵液颜色及黏度的差异。研... 详细信息

为提高牛樟芝菌丝体产三萜类化合物的能力,以5种常见的脂肪酸为外源添加物,筛选出促进牛樟芝菌丝体生长和提高总三萜得率的最优培养基及培养方法,并对比分析空白对照组和添加脂肪酸的实验组所得菌丝体形态、发酵液颜色及黏度的差异。研究结果表明:不同脂肪酸的添加对牛樟芝菌丝体产三萜均有促进作用,其中亚麻酸对三萜生产的促进效果最强,其他脂肪酸的促进效果排序为亚油酸>油酸>硬脂酸>软脂酸;在添加亚麻酸的最优条件下(添加2.0 g/L亚麻酸、培养8 d)获得最大三萜得率为(5.0±0.1)%,是空白对照组的2.1倍。该研究方法操作容易,成本较低,效果显著,是促进牛樟芝菌丝体生长和三萜合成的有效策略,为牛樟芝三萜的规模化发酵提供参考和借鉴。

关键词：牛樟芝菌丝体三萜液态发酵脂肪酸

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木犀草素对聚多曲霉液态发酵产胞外多糖的影响及工厂设计

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木犀草素对聚多曲霉液态发酵产胞外多糖的影响及工厂设计

作者：夏安琪南昌大学

学位级别：硕士

聚多曲霉,也被称为萨氏曲霉,是一种真菌,属于散囊菌目发菌科曲霉属。这种真菌可以生长在土壤、粪、酒曲、食品上。其菌落为暗蓝色的丝绒状。聚多曲霉在多种生态系统中普遍存在,其卓越的适应性使其成为多种环境条件下的常见真菌。作为一... 详细信息

聚多曲霉,也被称为萨氏曲霉,是一种真菌,属于散囊菌目发菌科曲霉属。这种真菌可以生长在土壤、粪、酒曲、食品上。其菌落为暗蓝色的丝绒状。聚多曲霉在多种生态系统中普遍存在,其卓越的适应性使其成为多种环境条件下的常见真菌。作为一种在药学领域具有显著潜力的微生物,聚多曲霉已被研究证实能产生一系列生物活性物质,其中包括具备抗癌特性的吲哚类生物碱和杂氧蒽酮等化合物。此外,聚多曲霉还具备分解纤维素的能力,并能对甲基对硫磷进行生物降解,这使得它在工业应用和农药降解领域展现出了巨大的潜力。然而,有关于聚多曲霉的代谢产物的研究不够深入,相关的报道文献甚少。真菌多糖在国际上被称为“生物反应调节物”,展现出巨大的应用潜力和开发价值。这类多糖具备显著的还原性,能有效中和体内自由基,表现出强大的抗氧化特性。此外,它们还具有激活免疫系统、抑制肿瘤生长、降低血糖血脂水平以及延缓衰老等多重生物活性,因此在医药保健和食品科学行业中得到了广泛应用。真菌多糖已成为研究的热点领域,新发现的多糖种类不断增多,但普遍存在的低产量问题限制了它们的商业化应用。聚多曲霉能够产生包括胞外多糖在内的多种活性代谢物,但同样受限于较低的多糖产量,这制约了其在工业应用中的潜力。因此,提升聚多曲霉的多糖产量对于其代谢物的商业化开发具有至关重要的作用。本实验室的前期研究指出,黄酮类化合物可能增强红曲菌的胞外多糖发酵产量,而其对聚多曲霉发酵产胞外多糖的影响尚未见相关报道。本研究首先优化聚多曲霉的液态发酵工艺旨在提升其胞外多糖的产量。并引入黄酮类化合物至发酵过程中,以评估其对胞外多糖产量、粗提胞外多糖的理化特性及抗氧化能力的影响。此外使用RNA-Seq以探究黄酮类化合物对聚多曲霉转录组的影响,初步研究其对聚多曲霉产胞外多糖的影响的可能机制,为聚多曲霉资源的有效利用、拓宽其应用范围提供可靠的依据。最终结合工程实际,设计可年产5吨胞外多糖的聚多曲霉发酵工厂。研究内容主要包括:（1）首先对聚多曲霉液态发酵培养基以及培养条件进行优化,后又陆续优化黄酮类化合物种类及含量,以期提高聚多曲霉液态发酵粗胞外多糖产量。单因素优化及正交优化后发现种子液于培养60 h时接种,碳源为葡萄糖,氮源为硝酸钠,比例为3/0.45时进行液态摇瓶发酵,发酵4 d即可得到较高产量的胞外多糖。通过检测添加五种黄酮后培养基中发酵液胞外多糖的产量,发现添加木犀草素使粗胞外多糖产量提高到1.613 g/L,相对空白提高了30.6%。对木犀草素添加量进行优化后发现添加0.5 g/L木犀草素即可使胞外多糖的产量出现大幅升高,但受限于木犀草素的溶解度,木犀草素添加量超过1.5 g/L后其作用效果不再优秀。（2）通过电镜、红外光谱和热重分析等技术,对聚多曲霉液态发酵产生的胞外多糖（EPS）进行了结构和理化性质分析。发酵培养基中添加木犀草素后,获得的胞外多糖（实验组）的糖组成中糖醛酸含量最高,其次是中性糖,与未添加木犀草素发酵获得的胞外多糖（空白对照组）相比无显著差异。电镜分析显示添加木犀草素发酵后获得的EPS结构更为松散和复杂。热重分析结果表明,添加木犀草素发酵获得的EPS（实验组）的热稳定性显著优于空白对照组,残余量分别为46.86%和21.7%。分子量分析揭示实验组EPS的平均分子量（261.745k Da）高于空白对照组（147.063 k Da）。抗氧化活性方面,添加木犀草素发酵后显著增强了EPS的自由基清除能力。DPPH·清除实验中,实验组在0.1 mg/m L和2.0 mg/m L的清除率分别为13.37%和77.23%,优于空白对照组的11.70%和54.80%。实验组的IC50值为1.4 mg/m L,低于空白对照组的1.8 mg/m L。-OH·清除实验显示,实验组清除率从13.55%增至86.85%,IC50值为0.8 mg/m L,而空白对照组为5.70%至66.53%,IC50值为1.6 mg/m L。ABTS+·清除实验中,实验组清除率从13.49%增至82.15%,IC50值为0.2 mg/m L,而空白对照组在0.5mg/m L时清除率为58.25%,IC50值为0.4 mg/m L。（3）研究了木犀草素对聚多曲霉T-1转录组的影响,采用Aspergillus sydowii CBS 593.65基因组作为参考,测得聚多曲霉基因匹配度达90%。样品间相关系数超过0.9,显示了高度的相关性。转录组分析识别出883个差异表达基因,其中上调324个,下调559个。尽管未直接关联多糖合成,但GO和KEGG分析推测木犀草素可能通过调节线粒体功能、ABC转运蛋白、氮和氨基酸代谢,增强胞外多糖合成。聚糖降解途径的激活可能为合成提供额外能量和碳源,同时可能涉及多糖链的修饰,提升多糖抗氧化性。q PCR验证了RNA测序数

关键词：聚多曲霉胞外多糖液态发酵黄酮木犀草素转录组

香杉芝液态发酵菌丝体粉末及其萃取物之口服急性毒性分析

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食品与营养科学 2024年第1期13卷 93-101页

作者：朱心彤林定威陈劲初葡萄王生技股份有限公司台湾桃园实践大学食品营养与保健生技学系台湾台北中原大学生物科技学系台湾桃园

香杉芝(Antrodia salmonea)为台湾特有种真菌,经液态发酵培养可大量生产香杉芝菌丝体发酵液粉末,目前投入研究指出具有抗癌、抗发炎和保护肝脏机能等良好功效,极适合开发成为健康食品之素材。本研究为首次针对香杉芝液态发酵菌丝体粉末... 详细信息

香杉芝(Antrodia salmonea)为台湾特有种真菌,经液态发酵培养可大量生产香杉芝菌丝体发酵液粉末,目前投入研究指出具有抗癌、抗发炎和保护肝脏机能等良好功效,极适合开发成为健康食品之素材。本研究为首次针对香杉芝液态发酵菌丝体粉末及其萃取物进行单一剂量口服急性毒性试验,以香杉芝液态发酵菌丝体粉末(AS)和其水萃取物(AS-W)及酒精萃取物(AS-E),经由口服投予Institute of Cancer Research (ICR)小鼠单一极限剂量,AS-E为3 ml/kg bw外,AS及AS-W皆为9 mg/kg bw,观察2周;以及经由口服投予Sprague-Dawley (SD)大鼠单一极限剂量皆为2000 mg/kg,观察1周,以测试可能产生的毒性变化。结果显示不论在ICR小鼠或是SD大鼠的试验中,在分别投予AS、AS-W及AS-E或对照溶液后,全部动物均存活,并在试验期间皆无发现任何临床症状,而各试验物质处理组在试验期间之体重生长情形均正常及无不良反应,于血清生化分析亦未发现相关异常。试验终结进行解剖肉眼检查及组织病理学检查,所有动物皆未发现任何与试验物质处理相关之病变。综观以上香杉芝液态发酵菌丝体粉末及其萃取物的研究试验结果,在喂食ICR小鼠之口服急性毒性的2周试验期间,其AS-E的LD50为大于3 ml/kg bw,AS及AS-W则皆大于9 g/kg bw;在SD大鼠之口服急性毒性剂量投予至2000 mg/kg,在1周试验期间未发现不良反应,此结果将作为人体使用此产品之安全性参考。

关键词：香杉芝液态发酵口服急性毒性

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混菌液态发酵对提高柿子酒品质的研究

齐鲁工业大学学报 2024年第1期38卷 30-37页

作者：罗泽宇李晴刘秀河齐鲁工业大学(山东省科学院)食品科学与工程学部山东济南250353

以柿子为原料,采用Design-expert设计实验、单因素实验及Box-Benhnken实验优化酿造条件,得到EC酵母、Aq酵母和F33酵母的最佳比例为4∶4∶7;柿子酒混菌液态发酵最优因素条件为:初始糖度22.5%,pH 3.8,混菌添加量0.3 g/kg,发酵温度20.5℃,... 详细信息

以柿子为原料,采用Design-expert设计实验、单因素实验及Box-Benhnken实验优化酿造条件,得到EC酵母、Aq酵母和F33酵母的最佳比例为4∶4∶7;柿子酒混菌液态发酵最优因素条件为:初始糖度22.5%,pH 3.8,混菌添加量0.3 g/kg,发酵温度20.5℃,发酵8 d,最终所得感官评价得分为87.8分。采用GC-MS仪对柿子酒进行挥发性成分分析,结果显示:混菌发酵柿子酒中共检测出38种化合物,其中醇类、酯类和酸类分别为7种、15种和10种,其它类6种;与单菌发酵相比,混菌发酵柿子酒中的风味物质种类增加,尤其是酯类物质,解决了柿子酒风味不佳问题。

关键词：柿子混菌发酵液态发酵工艺优化风味成分

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桦褐孔菌液态发酵的研究进展

食药用菌 2024年第3期32卷 157-161页

作者：周彬谢小花滁州职业技术学院食品与环境工程学院安徽滁州239000

桦褐孔菌(Inonotus obliquus)是一种名贵的药用真菌,含有多糖、多酚、三萜类、类固醇等多种生物活性成分。野生桦褐孔菌生长缓慢且稀少,较多研究结果表明,通过液态发酵所得桦褐孔菌与野生桦褐孔菌成分基本相似。本文综述了桦褐孔菌的发... 详细信息

桦褐孔菌(Inonotus obliquus)是一种名贵的药用真菌,含有多糖、多酚、三萜类、类固醇等多种生物活性成分。野生桦褐孔菌生长缓慢且稀少,较多研究结果表明,通过液态发酵所得桦褐孔菌与野生桦褐孔菌成分基本相似。本文综述了桦褐孔菌的发酵培养基优化,液态发酵条件,多糖、多酚物质、三萜类等生物活性物质的研究进展,为其液态发酵、发酵产物、生物活性的进一步研究及相关功能性产品的开发奠定基础。

关键词：桦褐孔菌液态发酵发酵培养基发酵产物生物活性

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食醋液态发酵与固态发酵工艺对比分析

食品安全导刊 2024年第22期 161-163页

作者：陈旭东丽水市鱼跃酿造食品有限公司浙江丽水323000

食醋是人们日常生活中常见的调味品,其生产工艺主要包括液态发酵和固态发酵两种方式。本文对比分析两种发酵工艺的原理、特点、优缺点,旨在为食醋的生产提供一些借鉴和参考。

关键词：食醋液态发酵固态发酵发酵工艺

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红茶汁液态发酵生成的泡沫组成分析与调控

食品科学 2022年第8期43卷 238-246页

作者：梁爽傅燕青尹军峰许勇泉中国农业科学院茶叶研究所浙江杭州310008 中国农业科学院研究生院北京100081

为明确红茶汁液态发酵过程中生成的泡沫组成,对通气发酵过程的泡沫进行分离,采用分光光度计和高效液相色谱仪分析茶多酚、氨基酸和茶皂素、儿茶素、茶黄素等非挥发性化合物,并采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术分析挥发性化... 详细信息

为明确红茶汁液态发酵过程中生成的泡沫组成,对通气发酵过程的泡沫进行分离,采用分光光度计和高效液相色谱仪分析茶多酚、氨基酸和茶皂素、儿茶素、茶黄素等非挥发性化合物,并采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术分析挥发性化合物的含量分布。结果表明:红茶汁匀浆和通气过程产生的泡沫中茶皂素、茶多酚、咖啡碱、部分儿茶素和茶黄素的质量浓度较隔离泡沫的茶汁中高,挥发物总量和癸醛、柠檬醛、芳樟醇、香叶醇和β-紫罗兰酮5种呈甜花香化合物,己醛、1-辛烯-3-醇、苯乙醛、水杨酸甲酯和(E)-2-己烯醛5种呈青气化合物也有提高,这表明产生的泡沫会带走较多的品质成分。为保留品质成分,向红茶汁发酵液中添加消泡剂防止泡沫形成,发现体积分数0.2%的消泡剂可有效控制泡沫形成,对茶多酚、氨基酸的质量浓度无显著影响,对发酵进程无不利影响,而且可促进茶汁中挥发物的释放。

关键词：茶鲜叶液态发酵泡沫茶皂素红茶汁

枯草芽孢杆菌筛选及其产纳豆激酶的液态发酵条件优化

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食品工业科技 2022年第7期43卷 163-169页

作者：周雪琴刘良忠武汉轻工大学食品科学与工程学院湖北武汉430023

为了提高现有纳豆激酶产量,促进其工业化生产与应用,本文从不同产地的鲜纳豆中分离出枯草芽孢杆菌,先后通过菌落形态初筛与酪蛋白平板复筛,选出水解圈与菌落比值较大的菌株,测定其发酵液中纳豆激酶酶活,选定一株酶活相对较高的菌株X_(3... 详细信息

为了提高现有纳豆激酶产量,促进其工业化生产与应用,本文从不同产地的鲜纳豆中分离出枯草芽孢杆菌,先后通过菌落形态初筛与酪蛋白平板复筛,选出水解圈与菌落比值较大的菌株,测定其发酵液中纳豆激酶酶活,选定一株酶活相对较高的菌株X_(3)。通过系统16S rDNA测序鉴定和系统发育树对比,确定X_(3)菌株为枯草芽孢杆菌。在单因素试验的基础上,设计响应面试验,优化纳豆激酶摇瓶液态发酵条件,确定了X_(3)菌株液态发酵的最佳条件为:温度34℃,初始pH6.5,接种量2%,装瓶量20%,发酵时间30 h。在该条件下,发酵生产的纳豆激酶酶活为393.095 U/mL,且与购买的纳豆激酶相比具有更高的酶活。本试验为后续工业化生产奠定了一定基础。

关键词：枯草芽孢杆菌菌种分离液态发酵福林酚法响应面分析