灰树花栽培和发酵新模式及多糖产物研究

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灰树花是一种珍稀的食药两用真菌,子实体和菌丝体均具有丰富的营养和活性成分,如灰树花多糖具有抗氧化、降血糖、抗肿瘤等多种生理功能。米糠、麸皮是我国主要的稻麦加工副产品,每年的产量很高但深加工开发利用有待进一步研究。玉米粉由玉米去皮直接研磨制成,含有较多的营养物质。本研究中,在生产灰树花子实体方面,尝试通过配方均匀设计得到同时有米糠、麸皮和玉米粉为配料的栽培培养基,并对转化米糠、麸皮和玉米粉生产的灰树花子实体进行品质分析;在灰树花菌丝体液态发酵方面,进行了200 L发酵罐中试放大试验,为灰树花液态发酵米糠、麸皮和玉米粉从实验室研究转向工厂化生产提供参考;对子实体和菌丝体中的多糖进行提取纯化,并对多糖结构进行表征,初步了解多糖的体外活性,期望为后续多糖类保健食品或药品开发提供理论依据。主要研究内容和结果如下:(1)灰树花子实体的栽培及其培养基优化。根据配方均匀设计方法,以米糠、麸皮、玉米粉添加量为变量进行U11(11~3)配方优化试验,对栽培指标子实体鲜重、干重、生物转化率、多糖含量、200棒总多糖产量的结果进行回归分析得到回归方程,用于指导新模式栽培培养基的配制,并确定不同栽培目标下的优化培养基配方。米糠、麸皮、玉米粉的添加量分别为3%、4%、23%时,子实体鲜重取得最高值,为190.58 g/棒;米糠、麸皮、玉米粉的添加量分别为3%、5%、22%时,子实体干重取得最高值,为18.61 g/棒;米糠、麸皮、玉米粉的添加量分别为10%、13%、7%时,子实体生物转化率取得最高值,为58%;米糠、麸皮、玉米粉的添加量分别为4%、12%、14%时,子实体干品多糖含量取得最高值,为79.51 mg/g;米糠、麸皮、玉米粉的添加量分别为7%、12%、11%时,栽培200棒收获的总多糖产量取得最高值,为282.14 g。同时对优化后栽培得到的子实体进行了品质分析,确定转化米糠、麸皮和玉米粉生产的灰树花子实体营养丰富、安全性合格,符合行业标准。(2)开展了灰树花液态发酵米糠、麸皮和玉米粉的中试试验。200 L发酵罐中投入米糠、麸皮等干物质共10.686 kg并补水至140 L,经过14 d的发酵收获了14.15 kg湿菌丝以及75 L发酵液。对中试发酵过程的生物量、酸碱度、多糖含量以及三种酶活力等指标的变化规律进行了研究,发现在第2~8 d菌丝生长最为活跃,第8~10 d发酵进入末期,可下罐收获发酵产物。对发酵获得的菌丝多糖和发酵液多糖进行了体外抗氧化试验,结果表明中试发酵的多糖具有一定的体外抗氧化活性。(3)将前两部分研究获得的灰树花子实体和菌丝体作为原料提取灰树花多糖并纯化。从子实体提取纯化获得了GPZ-0、GPZ-1两种纯化多糖,从菌丝体提取纯化获得GPF-0、GPF-1两种纯化多糖。对四种纯化多糖进行了结构表征,GPF-0的分子量最低,为4.690×10~5Da,GPF-1、GPZ-0、GPZ-1的分子量分别为1.242×10~7、4.116×10~7、2.000×10~7Da。GPZ-1是典型的葡聚糖,而其它三种多糖则为以葡萄糖为主的杂聚糖,来自菌丝体的两种纯化多糖主要含α型糖苷键,来自子实体的两种多糖则主要含α和β两种糖苷键。四种纯化多糖仅GPF-0可能含有三螺旋结构。(4)对四种纯化多糖进行了体外降血脂、降血糖活性研究。在降血脂方面,与甘氨胆酸钠结合率最高者为来自菌丝体的GPF-0,结合率达42.19%,与牛磺胆酸钠结合率最高者为来自子实体的GPZ-0,结合率达38.48%,而四种纯化多糖对脂肪酶的抑制率值为18.00%左右。在降血糖方面,GPF-0对α-淀粉酶的活性抑制率最高,达到了60.23%,GPZ-0对α-葡萄糖苷酶的活性抑制率最高,达到了48.92%。研究结果表明,四种纯化多糖均具有良好的体外降血脂、降血糖活性。
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