灰树花新菌株(Grifola sp.JSU11-5)液体发酵全米糠麸皮产多糖及富硒的研究

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灰树花是一种包含多种营养物质的药食两用菌。灰树花多糖具备抗肿瘤、抗衰老、保护肝功能等功效。米糠、麸皮是水稻小麦各自加工产出的副产品。为了有效利用米糠麸皮生产灰树花多糖活性成分,本研究试验了灰树花新菌株(Grifolasp.JSU11-5)在米糠麸皮为原料的培养基上的液体发酵,并构建了新菌株的生长动力学模型,对提纯的多糖进行体外抗氧化活性检验,同时又试验了灰树花新菌株对硒的富集,为新型灰树花多糖保健食品的研究提供理论基础。  本研究的主要内容和结论如下:  (1)研究灰树花(Grifola sp.JSU11-5)的米糠麸皮全利用发酵试验,通过米糠、麸皮用量的单因素试验确定米糠麸皮的最大添加量为3.5 g/100 mL,基于单因素试验结果,设计了U10*(104)均匀试验,对米糠(x1,1.5~3.5 g/100 mL)、麸皮(x2,1.5~3.5g/100 mL)、KH2PO4(x3,0.05~0.32 g/100 mL)、MgSO4·7H2O(x4,0.03~0.21 g/100mL)影响菌丝混合物干重Y1(g/100 mL)和菌丝混合多糖Y2(g/100 mL)的结果进行SPSS统计分析得到回归模型,分别为:Y1=0.523 x1+0.614 x2-0.303Y2=0.030 x1+0.041 x2-0.063  当x1=3.5,x2=3.5时,菌丝混合物干重Y1和菌丝混合多糖Y2取得最大值,分别为3.677 g/100 mL、185.5 mg/100 mL。  (2)经过灰树花Grifola sp.JSU11-5在米糠麸皮过滤取汁培养基上的发酵培养,利用数学回归分析方法构建灰树花(Grifola sp.JSU11-5)的生长动态模型,将得到的模型方程与试验绘制的生长动态曲线比较验证,证明构建的灰树花生长动态模型是一个半经验半理论的方程。灰树花生长动态模型为:Cx(t)=0.013exp[(4.044-0.106x1-0.087x2+0.002x21+0.002x22+0.004x1x2)t]/1-(0.013/0.186+0.047x1+0.038x2)×{1-exp[(4.044-0.106x1-0.087x2+0.002x21+0.002x22+0.004x1x2)t]}  其中x1表示米糠添加量(g/100 mL),x2代表麸皮添加量(g/100 mL),发酵时长则为t(d),Cx(t)表示时间t下的菌丝生物量(g/100 mL)。  (3)灰树花(Grifola sp.JSU11-5)胞内和胞外多糖经提取、分离纯化后,进行红外光谱扫描,经过分析知灰树花多糖具有一般多糖的典型吸收峰,并初步确定了灰树花多糖的结构。对灰树花多糖的羟基自由基的清除作用和还原力进行比色分析试验。试验结果显示:在0.4~2 mg/mL范围内,灰树花多糖对羟基自由基的清除作用与浓度成正比。菌丝多糖的清除羟基自由基的EC50为1.505 mg/mL,胞外多糖的EC50为2.203 mg/mL。多糖的还原力活性试验结果显示:在0.6~1.0 mg/mL范围内,多糖的还原力随浓度的增加而同时加强。不管是羟自由基清除率还是还原力,菌丝多糖都比胞外多糖体外抗氧化作用要强,且二者方差分析结果显示多糖浓度变化对抗氧化活性的影响显著。  (4)在优化所得培养基中添加不同浓度(0~30 mg/L)的硒,研究灰树花(Grifolasp.JSU11-5)液态发酵富集硒的效果。结果显示,硒浓度对灰树花菌丝的生长和多糖的积累有一定影响,最适的硒浓度是10 mg/L,且对菌丝富硒量影响显著。在此基础上,设计U10*(105)均匀试验,考察Se(x1,0~18 mg/L)、米糠(x2,1.5~3.5 g/100 mL)、麸皮(x3,1.5~3.5 g/100 mL)、KH2PO4(x4,0.05~0.32 g/100 mL)、MgSO4·7H2O(x5,0.03~0.21 g/100 mL),与菌丝混合物干重Y1(g/100 mL)、菌丝混合多糖Y2(mg/100mL)以及菌丝富硒量Y3(μg/100 mL)的关系,利用SPSS统计软件分析数据,得到合理的回归方程如下:Y1=0.165+0.473x2+0.462x3-1.125x5;Y2=47.959+10.421x2x3-42.163x3x5;Y3=98.475x1+52.268x2x3-214.493。
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