5.討論與展望
我國羊肚菌資源豐富,目前在20多個省、市、自治區都有發現羊肚菌的報道,且羊肚菌分布新區不斷發現,但由於羊肚菌較高的經濟價值,亂采亂挖、破壞資源現象嚴重,所以應該合理保護、利用、開發這些資源。發展人工栽培是解決羊肚菌緊俏的出路,實現羊肚菌商業化大規模生產無疑是真菌學家急需攻克的難題。羊肚菌菌絲是一種易獲得的可利用資源,所以應加強菌絲的應用開發。改進發酵過程中的條件,促進發酵過程朝提高目的產物的方向進行,提高產物品質,降低發酵成本,是液體發酵研究的方向。作為珍稀食藥用菌,目前對其有效成分(主要應該是羊肚菌多糖)的純化和研究尚屬不夠。提取、開發、利用其有效成分特別是抑癌物質應有很好的前景。
藥用真菌液體發酵研究進展
朱戎陳向東蘭進。(中國醫學科學院中國協和醫科大學藥用植物研究所,北京,100094)
摘要:
本文綜述了藥用真菌液體發酵技術研究的進展,指出提高目的產物的主要途徑是優化培養基和優化菌種。藥用真菌液體發酵培養技術可以進行工業化連續生產,其規模大、產量高、發酵周期短,具有廣泛的發展前景。
關鍵詞:藥用真菌;液體發酵;產物液體
發酵技術是在抗生素工業發展起來後才運用到藥用真菌發酵中的。其優點是可以進行工業化連續生產、規模大、產量高、發酵周期短、生產效益高。藥用真菌在液體發酵過程中,除菌絲或孢子會大量增殖外,還會在發酵液中產生多糖、多肽、生物堿、萜類化合物、甾醇、酶、核酸、氨基酸、維生素、植物激素及具有抗生素作用的各種化合物等多種具有生理活性的物質。這些物質分別對心血管、肝髒、神經係統、腎髒、性器官等人體器官具有防病治病的作用,並有抗癌、抗炎、抗菌、抗衰老、抗潰瘍等功效。人們對藥用真菌的液體發酵,除獲得菌絲體外,還以獲取上述具有活性的次生代謝產物為目的。現在許多研究表明有很多藥用真菌液體發酵的菌絲體多糖含量遠高於人工栽培的藥用真菌。在液體發酵蜜環菌菌絲體的報道中所提取的粗多糖約為人工栽培的10倍。對靈芝發酵的研究也有類似的報道。
近年來,藥用真菌發酵技術應用越來越廣泛。改進發酵過程中的條件,促進發酵過程朝向提高目的產物的方向進行,提高產物品質,降低發酵成本,使投入產出比達到最小,是液體發酵研究的一個方向。在該領域內,從事液體發酵的研究人員正在試用不同的方法來實現這一目標。
1.培養方法
藥用真菌在發酵培養過程中,通過培養基配方比例的調整或培養條件的改變,所得發酵產物會有差異,尤其是對一些次生代謝產物而言,差異顯著。在這方麵人們對不同的藥用真菌進行了大量研究。
1.1靈芝
改變靈芝液體發酵條件,結果表明其最適溫度、搖瓶裝量、轉速、培養初始pH分別為25℃、100~120ml/500ml三角瓶、120~150rpm、4.5~5.0,適宜的碳、氮源分別是玉米粉、黃豆餅粉,最適濃度分別為3%、2.5%。研究還發現搖瓶培養過程中菌絲球直徑在0.85~0.9時,菌絲體得率最高。pH值在靈芝深層發酵中對靈芝胞外多糖形成有影響,當起始pH為5.5時,有利於胞外多糖的形成,發酵過程中控製pH4.0時,胞外多糖的產量最大。另外,采用正交設計實驗改變發酵條件,篩選出靈芝優化培養基為:葡萄糖3.6%、蛋白腖0.4%、pH6.0、酵母膏0.2%、KH2PO40.1%、MgSO4?7H2O0.05%、VitB1 0.005%,每升發酵液產幹菌絲體15.6g,粗多糖0.72g。
1.2灰樹花
灰樹花液體深層培養最適宜的碳源為豆粉+麩皮、氮源為蛋白腖、牛肉膏,pH5.3~6.0,通氣量為1∶(1.0~1.4)。發酵液起始pH為8最適宜,終止pH為3.5,菌絲最適宜生長的pH為5.0。為確定灰樹花深層發酵的工藝條件,掌握溫度、pH、通氣量、培養基黏度、菌齡及接種量對菌絲體生長的影響,經過試驗得知,QF培養基,25℃,pH4.5,裝量60mL/500mL三角瓶,轉速100r/min,接種量≥12%,種子培養基中加0.4%的CMC,可提高菌絲量。培養基添加生長促進劑板栗殼煮汁後,菌絲的增產率達140%。為進一步提高胞外多糖的產量,重複利用第一次發酵後的菌絲體是一種很好的方法。當總糖濃度一定時補料可提高胞外多糖的產量,補糖最佳時機為發酵84小時後補加葡萄糖,使發酵液濃度達5%,可使胞外多糖產量最高達1.3g/L。菌絲體回收利用次數以2次為宜。
1.3蜜環菌
試驗中改變蜜環菌液體發酵培養基的碳、氮源濃度,通過測定生長菌絲幹重,獲得最適培養基配方為:未脫脂蠶蛹粉1.5%,豆餅粉1.5%,蔗糖2.0%,乙醇1.0%。結果顯示菌體生物量受氮源影響明顯。以廉價易得的農作物產品紅薯粉作為碳源菌絲得率為15.4g/L,NH4Cl作為氮源菌絲得率為13.8g/L。
研究發現液體搖瓶培養過程中,產生色素和香味物質的多少與培養基的碳、氮源種類有關。研究還發現在培養基中添加10%~30%(V/V)的泥炭水解液對蜜環菌的生物合成有促進作用,振蕩培養形成球型菌絲體,靜置液體培養有利於菌索形成。