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斜生褐孔菌是一种重要的药用真菌,主要药用成分为多糖和三萜类化合物,有显著抗白血病、防治艾滋病、抗人类黑色素瘤、防治糖尿病、抗真菌、抗辐射等特殊的功效。但是,斜生褐孔菌的人工栽培目前尚未成功,其活性物质的液态优化发酵研究也无人报道,为了获得斜生褐孔菌生物量、胞内多糖和三萜类物质三个指标的高产发酵条件,通过单因素、响应面分析和人工神经网络的方法对斜生褐孔菌的发酵条件进行优化,研究结果如下:
以斜生褐孔菌发酵菌丝体为材料,通过对溶剂乙醇(95%)、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、异丙醇、正己烷和氯仿的提取效果比较研究表明,提取三萜类化合物的最佳溶剂为异丙醇,提取时间为24 h,而且每个样品所需溶剂量(6 ml)和菌丝体样品量(100 mg)较少,并可同时对大量样品进行提取。以白桦脂醇和白桦脂酸为标准品,对香草醛-冰醋酸-高氯酸分光光度法进行评价,证明该方法简单快速、准确度高、实验误差小、重复性好,并确立了斜生褐孔菌三萜类化合物含量的检测方法。利用此方法对斜生褐孔菌的野生菌核和发酵菌丝体内三萜类化合物含量进行测定,结果表明野生菌核(59.86 mg/g)和发酵菌丝体(94.92 mg/g)中都含有很高的三萜类化合物,而且发酵菌丝体中的三萜类化合物含量高于野生菌核。
在平板初筛的基础上,经过碳、氮源和矿物盐种类,碳源、无机和有机氮源浓度的单因素实验后,利用响应面分析法对碳源、无机和有机氮源三种组分进行的优化结果表明:生物量和胞内多糖最佳培养基浓度为:120 g/l葡萄糖,5g/l柠檬酸铵,5g/l酵母粉;胞内三萜最佳培养基浓度为:40 g/l葡萄糖,5 g/l柠檬酸铵,5 g/l酵母粉,最终通过10 d发酵可获得29 g/l生物量、23 g/l胞内多糖和1301 mg/l三萜类化合物,优化前后生物量提高了5倍,胞内多糖产量提高12倍,胞内三萜产量提高6倍。因此,在斜生褐孔菌产品开发中,发酵菌丝体可代替野生菌核进行大工业化生产。
由于响应面分析法没有很好的对生物量和三萜类化合物的发酵数据进行拟合,所以利用广义回归神经网络对单因素和响应面实验所有数据进行进一步的回归分析,结果显示:该网络对胞内多糖产量的预测值与实验值之间差异较之用响应面分析法的预测值与实验值的差异更小,且对于响应面分析法无法很好建立模型的生物量和三萜产量的数据有很好的学习和预测能力。可见,在斜生褐孔菌生物量、胞内多糖和胞内三萜发酵培养基优化中,人工神经网络方法相比于响应面分析的方法是更为精确有效的建模和预测产量的方法。