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摘要:[目的]为了解羊肚菌抗疲劳保健作用。[方法]通过水提法获得羊肚菌胞外多糖、胞内多糖,破碎菌丝获得胞内活性物质,对小鼠应急性一次灌胃处理后进行负重游泳实验。为保证结果的可靠性,首次进行了对菌丝的ELISA免疫学方法检测。[结果]胞外多糖组和胞内多糖组小鼠游泳时间与对照组比较均具有显著性差异,说明胞外多糖、胞内多糖应急摄入后具有明显的抗疲劳的作用。[结论]该研究为羊肚菌抗疲劳保健品的研发提供了参考。
关键词:羊肚菌多糖;酶联免疫吸附试验(ELISA);抗疲劳
中图分类号:S646.7 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)08-001-03
羊肚菌是一种世界公认的珍稀美味食用菌,目前还不能实现完全的人工栽培,通过深层发酵技术可以获得羊肚菌菌丝体[1-5]。近年来的研究表明,羊肚菌还具有提高人体免疫力、抗疲劳、抗衰老、抗肿瘤等保健功效[6]。随着现代生活节奏的加快,由于疲劳及过度疲劳、体力透支、身体抵抗力下降等亚健康状态,工作效率降低,健康状况受到威胁,抗疲劳药物及保健品的研发越来越被人们所重视。参照通行的抗疲劳试验方法,将提取的羊肚菌菌丝不同活性成分分为胞外多糖、胞内多糖、胞内活性物质组分,测定各组分对试验动物的应急摄入后对增强机体在运动过程中抵抗疲劳、延长运动时间、增强机体的运动能力的影响[7-12]。研究结果表明,羊肚菌胞外多糖、胞内多糖与阴性对照组、羊肚菌胞内活性物质组相比具有明显的抗疲劳作用。该研究结果为开发利用羊肚菌多糖,研制羊肚菌抗疲劳保健品提供有益的参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 菌株。羊肚菌菌株(51589号),购于中国农业微生物菌种保藏中心。
1.1.2 试验动物。ICR鼠由吉林大学白求恩医学院实验动物中心提供。
1.1.3 试剂。鼠抗羊肚菌单克隆抗体(C6A8株,单抗为经过初步处理的腹水),长春理工大学生命科学技术学院制备并保存[13];HRP标记山羊抗鼠IgG(H+L)与HRP标记山羊抗兔IgG(H+L),购于北京中杉金桥生物技术有限责任公司;TMB Sigma公司产品;PDA液体培养基组成为马铃薯200 g、葡萄糖20 g、磷酸二氢钾1 g、硫酸镁0.5 g、蛋白胨3 g,加蒸馏水1 000 ml,pH自然,121 ℃灭菌20 min。其他试剂均为国产分析纯化学试剂。
1.1.4 主要仪器及设备。
恒温振荡培养箱,超净工作台,天平,CF-16RX离心机-HITACHI, ELx800TM 酶标仪-美国伯腾仪器有限公司,U-2800紫外型可见分光光度仪-日本日立公司,Y92-II超声波细胞破碎机,游泳槽。
1.2 试验方法
1.2.1 菌种的活化、鉴定及扩大培养。
1.2.1.1 菌种活化。无菌操作将羊肚菌菌种试管斜面培养物移至无菌培养皿PDA固体培养基上,23 ℃培养5~7 d,得到菌丝培养物。
1.2.1.2 菌丝鉴定[14-15]。取适量培养得到的菌丝,加入到含有一定量的无菌海砂及一定体积的无菌生理盐水的研钵中,研磨30 min,收集研磨液于离心管中,3 000 r/min离心5 min,取上清液作为待检抗原。将研磨得到的抗原用包被缓冲液(pH 9.6碳酸盐缓冲液)分别进行5、10倍稀释,在12孔酶标条上1~4孔包被5倍稀释的抗原,5孔为PBS缓冲液做阴性对照,6~10孔包被10倍稀释的抗原,11孔为羊肚菌阳性对照,12孔做试剂空白对照;向包被好的各酶标孔加入100 μl 50倍稀释的抗羊肚菌单克隆抗体,孵育60 min,洗涤3次,甩干,再向各孔中加入100 μl 2 000倍稀释的HRP标记山羊抗鼠IgG(H+L),孵育60 min,洗涤3次,甩干,每孔中加入100 μl TMB底物,室温避光15 min,每孔中加入50 μl 2 mol/L硫酸终止反应,经酶标仪检测各孔的OD值。
1.2.1.3 菌丝扩大培养。将经检测、鉴定了的羊肚菌菌丝,无菌操作转移至含有无菌的100 ml液体PDA培养液的250 ml三角瓶中,用半透膜封口,置于21 ℃、115 r/min恒温振荡培养箱中培养5 d,做标记,收集培养物(菌丝球)、培养液,备用。
1.2.2 羊肚菌胞外多糖、胞内多糖及胞内活性物质的提取。
1.2.2.1 胞外多糖的提取。取300 ml过滤、离心获得的不含菌丝的羊肚菌培养液,50 ℃恒温水浴搅拌将体积浓缩至原体积的一半;采取Sevage法去蛋白,将去蛋白后的培养液加入其3倍体积的浓度95%乙醇在-20 ℃沉降24 h,析出絮状白色物质,以4 000 r/min离心20 min得到白色沉淀,加入50 ml蒸馏水溶解后50 ℃水浴除去样品中残留的乙醇,得到胞外多糖,备用。
1.2.2.2 胞内多糖的提取。对经液体培养得到的菌丝体(球状)用蒸馏水离心洗涤2次,获得菌丝沉淀物,对沉淀按浸提比50∶1加入去离子水,85 ℃恒温水浴浸提120 min,离心去除菌丝,离心上清液50 ℃恒温水浴至原体积的一半,离心去沉淀,上清液沉淀多糖方法同胞外多糖沉淀方法,得到胞内多糖,备用。
1.2.2.3 胞内活性物质。取液体培养得到的菌丝体用蒸馏水离心洗涤2次,用超声细胞破碎机对菌丝体进行破碎,功率180 W,每次超声破碎时间10 s,间隔15 s,循环30次。可用冰浴降温或停机避免破碎液温度过高,破碎液经100×普通光学显微镜镜下检验,至菌丝体完全破碎后,离心取上清液,上清液即为胞内活性物质,备用。
1.2.3 葡萄糖浓度曲线的建立与多糖浓度的测定。
利用苯酚硫酸法,测定溶液中多糖的浓度。分别配置100 μg/ml葡萄糖标准溶液和浓度6%的苯酚溶液各100 ml。准确吸取葡萄糖标准溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 ml,分别置于试管中,加蒸馏水补足至2.0 ml,加入浓度6%的苯酚溶液1.0 ml,混匀,小心地加入浓硫酸5 ml,混匀,置于沸水浴中煮沸15 min,迅速冷却,以试剂空白溶液作参比,用1 cm比色皿在490 nm波长处测定吸光值。以葡萄糖质量(g)为横坐标,以吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,求得标准曲线的回归方程。根据曲线的线性范围,将样品浓度做适当调整,检测样品吸光度,由线性方程求得样品多糖浓度。 1.2.4 羊肚菌胞内、胞外多糖及胞内活性物质抗疲劳作用浓度的初步选择。
随机选择ICR小鼠8只,称重,随机分成对照组、胞外多糖组、胞内多糖组、胞内物质组4组,每组2只,将上述各组分提取液分别配制成多糖浓度为14、4 mg/ml的溶液,对照组为蒸馏水。空腹灌胃,每只1 ml,立即测定各组小鼠力竭游泳时间,比较各组分与对照组及组内不同浓度多糖对小鼠力竭游泳时间的影响,根据试验结果确定下一步试验的多糖浓度。
1.2.5 羊肚菌胞内、胞外多糖及胞内物质抗疲劳作用的测定。
随机选择健康成年ICR小鼠20只,断食1 d后称重,随机分成4组,每组5只鼠,分为对照组、胞外多糖组、胞内多糖组、胞内活性物质组。选择上一步试验确定的有显著提高游泳时间的胞外多糖组、胞内多糖组、胞内活性物质组灌胃液多糖浓度,空腹灌胃,每只1 ml,立即测定各组每只小鼠力竭游泳时间。最后,对数据用SPSS19.0软件进行单因素方差分析。
2 结果与分析
2.1 菌株ELISA间接法鉴定结果 由表1可知,经活化培养的菌丝,破碎处理后经5X(A1~A4孔)及10X(A6~A10孔)稀释包被,P/N均大于2.1,为阳性;试验的阳性(A11孔)、阴性(A5孔)对照成立。这说明活化培养后得到的菌丝为羊肚菌菌丝。
2.2 羊肚菌胞内、胞外多糖及胞内物质多糖浓度 根据测得的葡萄糖标准液含量与OD值的关系,求得线性方程为y=6.798 1x,R2=0.996 4,标准曲线见图1。测得的样品OD值及由线性方程求得的样品多糖浓度见表2。
2.3 羊肚菌胞内、胞外多糖及胞内物质抗疲劳作用浓度的初步选择 由表3可知,灌胃液的多糖浓度为14 mg/ml小鼠游泳时间明显高于多糖浓度为4 mg/ml。
2.4 羊肚菌胞内、胞外多糖及胞内物质抗疲劳作用 由表4可知,胞外多糖组与对照组比较P=0.000 05,即P<0.01,表明胞外多糖组小鼠游泳时间与对照组小鼠游泳时间有0.01水平显著性差异;胞内多糖组与对照组比较P=0.03,即P<0.05,表明胞内多糖组小鼠游泳时间与对照组小鼠游泳时间相比有0.05水平显著性差异;胞内物质组小鼠游泳时间与对照组比较P=0.07,P>0.05,表明胞内活性物质组小鼠游泳时间与对照组小鼠游泳时间没有显著性差异;胞外多糖组与胞内多糖组比较P=0.297,P>0.05,表明胞外多糖组与胞内多糖组比较小鼠游泳时间没有显著性差异。
3 讨论
(1)羊肚菌发酵液中的多糖(胞外多糖)及羊肚菌菌丝体内多糖(胞内多糖)溶液应急摄入后小鼠负重游泳时间与对照组比较存在着显著性差异(P<0.05),表明2种多糖溶液均具有明显的应激性抗疲劳作用。
(2)4、14 mg/ml羊肚菌胞外多糖和胞内多糖均可以延长小鼠负重游泳时间;在相同条件下,高浓度的羊肚菌多糖(胞外多糖、胞内多糖)对小鼠负重游泳时间明显大于低浓度的羊肚菌多糖。
(3)胞内活性物质组小鼠游泳时间与对照组小鼠游泳时间没有显著性差异,说明影响小鼠应急性抗疲劳作用的主要成分是羊肚菌胞内与胞外多糖。胞内活性物质组内含有与胞内多糖的抗疲劳作用相互拮抗的物质,其成分、作用机理有待进一步研究。
(4)该研究结果验证了羊肚菌多糖具有明显的应急性抗疲劳保健作用。所采用的小鼠负重游泳试验方法是在相关试验方法的基础上,根据试验目的进行了一次性应急灌胃改动。该改动可以获得直观的试验数据,并且有抗疲劳保健品使用上的实际意义。该研究中试验方法的创新为研发具有应急性抗疲劳作用的保健品提供参考与借鉴。
(5)与相关文献相比,该研究中首次引入ELISA免疫学检测方法对菌丝进行鉴定检测,对试验结果的可靠性提供了保障。
(6)与相关文献相比,该研究得到的应急性灌胃小鼠游泳时间即羊肚菌多糖的抗疲劳作用明显高于其他报道。这个结果或许与该研究所采用菌种的长期传代驯化培养、菌丝活性多糖组分的含量变化有关。
参考文献
[1] 龙正海.羊肚菌的研究及应用开发前景[J].中国生化药物杂志,1997,18(3):160-161.
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[7] 贾建会,吕晓莲,樊利春.深层发酵羊肚菌多糖的提取、分离及纯化研究[J]. 食品科学,2002, 23(4): 59-61.
[8] 武秋立,安家彦.羊肚菌多糖提取、分离条件的选择[J]. 食品科学,2005, 26(1): 116-120.
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[10] 国家蜂产品质量监督检验中心.保健(功能)食品评价通用标准.GB 16740-1997[S].北京:中国标准出版社,2004.
[11] 于海玲,李华伟,李雪花,等.复方黄芪多糖对小鼠的抗疲劳和耐缺氧作用[J]. 延边大学医学学报,2009,32(3):160-162.
[12] 胡彦营.羊肚菌多糖发酵、提取及抗疲劳作用研究[D].济南:山东大学,2010.
[13] 王一东,刘建.一株抗羊肚菌单克隆抗体及其制备方法:中国,200910218152.8[P].2010-06-09.
[14] 马帅,陈华林,王雅文,等.免疫酶染色法对羊肚菌菌丝特异性靶位的初步定位与分析[J].菌物研究,2014,12(6):115-118.
[15] 田雪,刘建,孙桦楠,等.以羊肚菌菌丝为抗原的不同免疫程序对Balb/c鼠抗体水平的影响[J].长春理工大学学报:自然科学版,2012,35(1):156-160.
关键词:羊肚菌多糖;酶联免疫吸附试验(ELISA);抗疲劳
中图分类号:S646.7 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)08-001-03
羊肚菌是一种世界公认的珍稀美味食用菌,目前还不能实现完全的人工栽培,通过深层发酵技术可以获得羊肚菌菌丝体[1-5]。近年来的研究表明,羊肚菌还具有提高人体免疫力、抗疲劳、抗衰老、抗肿瘤等保健功效[6]。随着现代生活节奏的加快,由于疲劳及过度疲劳、体力透支、身体抵抗力下降等亚健康状态,工作效率降低,健康状况受到威胁,抗疲劳药物及保健品的研发越来越被人们所重视。参照通行的抗疲劳试验方法,将提取的羊肚菌菌丝不同活性成分分为胞外多糖、胞内多糖、胞内活性物质组分,测定各组分对试验动物的应急摄入后对增强机体在运动过程中抵抗疲劳、延长运动时间、增强机体的运动能力的影响[7-12]。研究结果表明,羊肚菌胞外多糖、胞内多糖与阴性对照组、羊肚菌胞内活性物质组相比具有明显的抗疲劳作用。该研究结果为开发利用羊肚菌多糖,研制羊肚菌抗疲劳保健品提供有益的参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 菌株。羊肚菌菌株(51589号),购于中国农业微生物菌种保藏中心。
1.1.2 试验动物。ICR鼠由吉林大学白求恩医学院实验动物中心提供。
1.1.3 试剂。鼠抗羊肚菌单克隆抗体(C6A8株,单抗为经过初步处理的腹水),长春理工大学生命科学技术学院制备并保存[13];HRP标记山羊抗鼠IgG(H+L)与HRP标记山羊抗兔IgG(H+L),购于北京中杉金桥生物技术有限责任公司;TMB Sigma公司产品;PDA液体培养基组成为马铃薯200 g、葡萄糖20 g、磷酸二氢钾1 g、硫酸镁0.5 g、蛋白胨3 g,加蒸馏水1 000 ml,pH自然,121 ℃灭菌20 min。其他试剂均为国产分析纯化学试剂。
1.1.4 主要仪器及设备。
恒温振荡培养箱,超净工作台,天平,CF-16RX离心机-HITACHI, ELx800TM 酶标仪-美国伯腾仪器有限公司,U-2800紫外型可见分光光度仪-日本日立公司,Y92-II超声波细胞破碎机,游泳槽。
1.2 试验方法
1.2.1 菌种的活化、鉴定及扩大培养。
1.2.1.1 菌种活化。无菌操作将羊肚菌菌种试管斜面培养物移至无菌培养皿PDA固体培养基上,23 ℃培养5~7 d,得到菌丝培养物。
1.2.1.2 菌丝鉴定[14-15]。取适量培养得到的菌丝,加入到含有一定量的无菌海砂及一定体积的无菌生理盐水的研钵中,研磨30 min,收集研磨液于离心管中,3 000 r/min离心5 min,取上清液作为待检抗原。将研磨得到的抗原用包被缓冲液(pH 9.6碳酸盐缓冲液)分别进行5、10倍稀释,在12孔酶标条上1~4孔包被5倍稀释的抗原,5孔为PBS缓冲液做阴性对照,6~10孔包被10倍稀释的抗原,11孔为羊肚菌阳性对照,12孔做试剂空白对照;向包被好的各酶标孔加入100 μl 50倍稀释的抗羊肚菌单克隆抗体,孵育60 min,洗涤3次,甩干,再向各孔中加入100 μl 2 000倍稀释的HRP标记山羊抗鼠IgG(H+L),孵育60 min,洗涤3次,甩干,每孔中加入100 μl TMB底物,室温避光15 min,每孔中加入50 μl 2 mol/L硫酸终止反应,经酶标仪检测各孔的OD值。
1.2.1.3 菌丝扩大培养。将经检测、鉴定了的羊肚菌菌丝,无菌操作转移至含有无菌的100 ml液体PDA培养液的250 ml三角瓶中,用半透膜封口,置于21 ℃、115 r/min恒温振荡培养箱中培养5 d,做标记,收集培养物(菌丝球)、培养液,备用。
1.2.2 羊肚菌胞外多糖、胞内多糖及胞内活性物质的提取。
1.2.2.1 胞外多糖的提取。取300 ml过滤、离心获得的不含菌丝的羊肚菌培养液,50 ℃恒温水浴搅拌将体积浓缩至原体积的一半;采取Sevage法去蛋白,将去蛋白后的培养液加入其3倍体积的浓度95%乙醇在-20 ℃沉降24 h,析出絮状白色物质,以4 000 r/min离心20 min得到白色沉淀,加入50 ml蒸馏水溶解后50 ℃水浴除去样品中残留的乙醇,得到胞外多糖,备用。
1.2.2.2 胞内多糖的提取。对经液体培养得到的菌丝体(球状)用蒸馏水离心洗涤2次,获得菌丝沉淀物,对沉淀按浸提比50∶1加入去离子水,85 ℃恒温水浴浸提120 min,离心去除菌丝,离心上清液50 ℃恒温水浴至原体积的一半,离心去沉淀,上清液沉淀多糖方法同胞外多糖沉淀方法,得到胞内多糖,备用。
1.2.2.3 胞内活性物质。取液体培养得到的菌丝体用蒸馏水离心洗涤2次,用超声细胞破碎机对菌丝体进行破碎,功率180 W,每次超声破碎时间10 s,间隔15 s,循环30次。可用冰浴降温或停机避免破碎液温度过高,破碎液经100×普通光学显微镜镜下检验,至菌丝体完全破碎后,离心取上清液,上清液即为胞内活性物质,备用。
1.2.3 葡萄糖浓度曲线的建立与多糖浓度的测定。
利用苯酚硫酸法,测定溶液中多糖的浓度。分别配置100 μg/ml葡萄糖标准溶液和浓度6%的苯酚溶液各100 ml。准确吸取葡萄糖标准溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 ml,分别置于试管中,加蒸馏水补足至2.0 ml,加入浓度6%的苯酚溶液1.0 ml,混匀,小心地加入浓硫酸5 ml,混匀,置于沸水浴中煮沸15 min,迅速冷却,以试剂空白溶液作参比,用1 cm比色皿在490 nm波长处测定吸光值。以葡萄糖质量(g)为横坐标,以吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,求得标准曲线的回归方程。根据曲线的线性范围,将样品浓度做适当调整,检测样品吸光度,由线性方程求得样品多糖浓度。 1.2.4 羊肚菌胞内、胞外多糖及胞内活性物质抗疲劳作用浓度的初步选择。
随机选择ICR小鼠8只,称重,随机分成对照组、胞外多糖组、胞内多糖组、胞内物质组4组,每组2只,将上述各组分提取液分别配制成多糖浓度为14、4 mg/ml的溶液,对照组为蒸馏水。空腹灌胃,每只1 ml,立即测定各组小鼠力竭游泳时间,比较各组分与对照组及组内不同浓度多糖对小鼠力竭游泳时间的影响,根据试验结果确定下一步试验的多糖浓度。
1.2.5 羊肚菌胞内、胞外多糖及胞内物质抗疲劳作用的测定。
随机选择健康成年ICR小鼠20只,断食1 d后称重,随机分成4组,每组5只鼠,分为对照组、胞外多糖组、胞内多糖组、胞内活性物质组。选择上一步试验确定的有显著提高游泳时间的胞外多糖组、胞内多糖组、胞内活性物质组灌胃液多糖浓度,空腹灌胃,每只1 ml,立即测定各组每只小鼠力竭游泳时间。最后,对数据用SPSS19.0软件进行单因素方差分析。
2 结果与分析
2.1 菌株ELISA间接法鉴定结果 由表1可知,经活化培养的菌丝,破碎处理后经5X(A1~A4孔)及10X(A6~A10孔)稀释包被,P/N均大于2.1,为阳性;试验的阳性(A11孔)、阴性(A5孔)对照成立。这说明活化培养后得到的菌丝为羊肚菌菌丝。
2.2 羊肚菌胞内、胞外多糖及胞内物质多糖浓度 根据测得的葡萄糖标准液含量与OD值的关系,求得线性方程为y=6.798 1x,R2=0.996 4,标准曲线见图1。测得的样品OD值及由线性方程求得的样品多糖浓度见表2。
2.3 羊肚菌胞内、胞外多糖及胞内物质抗疲劳作用浓度的初步选择 由表3可知,灌胃液的多糖浓度为14 mg/ml小鼠游泳时间明显高于多糖浓度为4 mg/ml。
2.4 羊肚菌胞内、胞外多糖及胞内物质抗疲劳作用 由表4可知,胞外多糖组与对照组比较P=0.000 05,即P<0.01,表明胞外多糖组小鼠游泳时间与对照组小鼠游泳时间有0.01水平显著性差异;胞内多糖组与对照组比较P=0.03,即P<0.05,表明胞内多糖组小鼠游泳时间与对照组小鼠游泳时间相比有0.05水平显著性差异;胞内物质组小鼠游泳时间与对照组比较P=0.07,P>0.05,表明胞内活性物质组小鼠游泳时间与对照组小鼠游泳时间没有显著性差异;胞外多糖组与胞内多糖组比较P=0.297,P>0.05,表明胞外多糖组与胞内多糖组比较小鼠游泳时间没有显著性差异。
3 讨论
(1)羊肚菌发酵液中的多糖(胞外多糖)及羊肚菌菌丝体内多糖(胞内多糖)溶液应急摄入后小鼠负重游泳时间与对照组比较存在着显著性差异(P<0.05),表明2种多糖溶液均具有明显的应激性抗疲劳作用。
(2)4、14 mg/ml羊肚菌胞外多糖和胞内多糖均可以延长小鼠负重游泳时间;在相同条件下,高浓度的羊肚菌多糖(胞外多糖、胞内多糖)对小鼠负重游泳时间明显大于低浓度的羊肚菌多糖。
(3)胞内活性物质组小鼠游泳时间与对照组小鼠游泳时间没有显著性差异,说明影响小鼠应急性抗疲劳作用的主要成分是羊肚菌胞内与胞外多糖。胞内活性物质组内含有与胞内多糖的抗疲劳作用相互拮抗的物质,其成分、作用机理有待进一步研究。
(4)该研究结果验证了羊肚菌多糖具有明显的应急性抗疲劳保健作用。所采用的小鼠负重游泳试验方法是在相关试验方法的基础上,根据试验目的进行了一次性应急灌胃改动。该改动可以获得直观的试验数据,并且有抗疲劳保健品使用上的实际意义。该研究中试验方法的创新为研发具有应急性抗疲劳作用的保健品提供参考与借鉴。
(5)与相关文献相比,该研究中首次引入ELISA免疫学检测方法对菌丝进行鉴定检测,对试验结果的可靠性提供了保障。
(6)与相关文献相比,该研究得到的应急性灌胃小鼠游泳时间即羊肚菌多糖的抗疲劳作用明显高于其他报道。这个结果或许与该研究所采用菌种的长期传代驯化培养、菌丝活性多糖组分的含量变化有关。
参考文献
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