CN101558721A

CN101558721A - 金针菇菌丝体发酵工艺

Info

Publication number: CN101558721A
Application number: CNA2009100989126A
Authority: CN
Inventors: 唐剑飞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2009-10-21

Abstract

本发明涉及生物制药生产技术，具体地说是金针菇菌丝体发酵工艺，其配方按质量百分比计，其成分由苦荞麦0.8％－2.0％，薏苡芢0.5％－2.1％、葡萄糖0.5％－2.0％，黄豆粉0.5％－2.3％，酵母膏0.1％－0.5％，磷酸二氢钾0.01％－0.2％，硫酸镁0.01％－0.1％，水97.08％－88.60％，pH自然。其配方确定方法按以下顺序操作：确定金针菇菌种；确定常规培养基的最适配方1；确定荞麦培养基最佳配方2；确定薏苡芢培养基最佳配方3；确定在配方1中同时添加荞麦和薏苡芢两种新原料后的培养基最佳配方4；优化后的最终配方5。其目的在于提供一种生产成本较低，微量因子丰富，营养结构合理的能有效提高金针菇多糖发酵产量的金针菇多糖发酵的新型培养基配方和优化方法。

Description

金针菇菌丝体发酵工艺

技术领域

本发明涉及金针菇菌丝体发酵工艺。属生物制药生产技术领域。

背景技术

金针菇学名毛柄金钱菌，金针菇是秋冬与早春栽培的食用菌，以其菌盖滑嫩、柄脆、营养丰富、味美适口而著称于世。据测定，金针菇氨基酸的含量非常丰富，高于一般菇类，尤其是赖氨酸的含量特别高，赖氨酸具有促进儿童智力发育的功能。金针菇干品中含蛋白质8.87％，碳水化合物60.2％，粗纤维达7.4％，经常食用可防治溃疡病。最近研究又表明，金针菇内所含的一种物质具有很好的抗癌作用。金针菇既是一种美味食品，又是较好的保健食品。真菌入药在我国有悠久的历史，从我国最早的药物书《神农本草经》及以后的其他许多本草均有记载，如金针菇、茯苓、虫草等等，至今仍广泛应用。大量药用真菌都富含多种药用或保健功能组分，如多糖、三萜类、糖肽等，它们在提高人体免疫力、抑制肿瘤、治疗心血管疾病、抗病毒等诸多方面起着重要的生物活性作用。

金针菇多糖的生产，目前几乎都是从子实体中提取。由于药用菌子实体生物活性物质含量和质量受产地环境、栽培基质等影响，导致从子实体中提取活性成分难度大、生产周期长、成本高等问题。而通过金针菇菌丝体的发酵技术进行工业化生产，规模化提取金针菇的生物活性功能组分，则为解决以上问题提供了崭新的途径。

液体发酵技术属于现代生物技术之一。深层发酵技术直接生产食用菌菌体，同时获得富含氨基酸等营养成分的发酵液。食用菌液体深层发酵技术研究的关键是培养基。不同食用菌要用不同的培养基进行培养，因此，培养基的选择与配制是食用菌液体深层发酵技术的关键。培养基配方的合理性，直接影响到发酵产率和生产成本。

根据培养基组成的不同，可分为天然培养基和合成培养基。天然培养基的组成均为天然有机物，合成培养基则是采用一些已知化合成分的营养物质作为培养基，无论哪一种培养基，其组成都离不开碳源、氮源、无机盐、微量元素、维生素和生长素等。

目前，食用菌的深层液体发酵生产主要是采用了抗生素生产的工艺和设备，其工艺大致是：母种——一级种子——二级种子——发酵罐深层发酵。药用菌菌丝体发酵的的培养基的组分结构很大程度上还沿用了氨基酸和抗生素发酵的配方。金针菇多糖发酵的培养基组分主要由碳源、氮源和无机盐等物质组成，一些微量因子对金针菇发酵的也有重要作用。目前，研究和生产上金针菇常规的培养基配方中碳源多为葡萄糖、蔗糖或果糖，氮源为酵母膏、玉米粉或豆饼粉，无机盐为MgSO₄、K₂HPO₄等。这种常规培养基中的碳源成本较高，微量因子缺乏，对提高金针菇多糖发酵产量不利。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种生产成本较低，微量因子丰富，营养结构合理的能有效提高金针菇多糖发酵产量的金针菇菌丝体发酵工艺。

本发明为达到以上目的，是通过这样的技术方案来实现的：提供一种金针菇菌丝体发酵工艺，各配方组分最适质量分数为：

苦荞麦0.8％--2.0％，薏苡芢0.5％--2.1％、葡萄糖0.5％--2.0％，黄豆粉0.5％--2.3％，酵母膏0.1％--0.5％，磷酸二氢钾0.01％--0.2％，硫酸镁0.01％--0.1％，水97.08％--88.60％，pH自然。

所述的金针菇菌丝体发酵工艺，其配方组分的确定方法为：

1)选定使用配方的金针菇菌种

2)确定常规培养基的最适配方(配方1)

在先期的试验基础上，选择葡萄糖为碳源，豆饼粉和酵母膏为氮源，以磷酸二氢钾和硫酸镁为无机盐，通过四因素三水平的正交试验，观察胞外多糖的产量，进行常规培养基配方选择；

3)确定荞麦培养基最佳配方(配方2)

在配方1的基础上，以苦荞麦粉部分地替代葡萄糖，确定荞麦粉的最适添加量分别以0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％等8个水平的苦荞麦粉替代葡萄糖，观察随着苦荞麦粉比重在配方中的变化对多糖发酵的影响，最后确定苦荞麦粉添加量；

4)确定薏苡芢培养基最佳配方(配方3)

在配方1的基础上，以薏苡芢粉部分地替代葡萄糖，确定荞麦粉的最适添加量分别以0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％等8个水平的薏苡芢粉替代葡萄糖，观察随着荞麦粉比重在配方中的变化对多糖发酵的影响，最后确定薏苡芢添加量；

5)确定在配方1中同时添加荞麦和薏苡芢两种新原料后的培养基最佳配方(配方4)

参照配方2和配方3的过程中苦荞麦和薏苡芢各自对金针菇多糖产量的影响走势，设计L₉(3⁴)正交试验表，4个影响因素分别为：苦荞麦(因素A)、薏苡芢(因素B)、黄豆粉(因素C)、酵母膏(因素D)，每个因素设3个添加量水平，从正交实验结果观察产生的胞外多糖产量产量最大的发酵培养基，确定最佳配方4；

6)优化后的最终配方(配方5)

在配方4的基础上，微调葡萄糖、磷酸二氢钾、硫酸镁三种组分的比重，观察记录多糖产量，确定该培养基最终的新型培养基配方(配方5)。

原理：金针菇菌丝体具有丰富的酶系，能在发酵过程中利用多种粗粮类底物，而一些粗粮类的底物中的大量的活性因子又可以被这些酶系吸收，转入代谢产物中，并刺激一些活性组分的大量产生。

苦养麦粉除含碳水化合物以外，还含有19种氨基酸，比例接近鸡蛋的氨基酸组成。其维生素的含量极为丰富，维生素B和烟酸显著高于大米。此外，苦荞麦中含有丰富的被称作维生素P的黄酮类化合物，还含有多种矿物质营养元素，其中镁元素含量极高，钾含量分别是小麦粉的2倍、大米的23倍，铁元素含量是大米的3倍～4倍，还含有其它谷类中不具备的人体必需的微量元素-硒。薏苡芢的营养价值很高，含蛋白质16.2％，脂肪4.65％，碳水化合物79.1％，还富含多种维生素、氨基酸、薏苡素、薏苡脂、三萜化合物等，这些微量因子对金针菇菌丝生长和金针菇发酵产物清除自由基有重要的促进作用。是刺激药用菌丝体多糖和三萜类物质生成的特殊功效因子。

优点：

1、以苦荞麦、薏苡芢原料作为碳源的主体，既降低了培养基的成本又丰富了底物营养结构。

2、以苦荞麦、薏苡芢原料形成的复合型碳源的底物配方，在生产中，操作方便，发酵中活性组分产量、金针菇多糖产量明显提高。

3、以苦荞麦、薏苡芢的可溶性淀粉部分替代单糖和双糖为碳源。同时加入对发酵结果产生明显影响的辅助成分，明显改善了发酵液物理条件的表面活性。

具体实施方式

实施例1、金针菇菌丝体发酵工艺其配方的确定方法为：

1)选用市面上代号为“金针菇9号”的金针菇菌种。

2)确定常规培养基的最适配方(配方1)

在先期的试验基础上，选择葡萄糖为碳源，豆饼粉和酵母膏为氮源，以磷酸二氢钾和硫酸镁组合为分析因素，通过四因素三水平的正交试验，观察胞外多糖的产量，进行常规培养基配方选择。

发酵条件为：接种量为10％，在250ml三角瓶中装液量80ml，在转速为180r/min、温度为28℃的恒温摇床中培养7天，pH自然。

多糖的提取方式为：发酵完成后，将发酵液离心去除菌丝体，上清液以3倍体积的95％乙醇浸提1次，真空干燥后获胞外粗多糖，称量。

四因素三水平正交试验完成后，确定常规的培养基配方(简称配方1)各组分最适质量分数为：

葡萄糖3.5％，黄豆粉1.0％，酵母膏0.2％，磷酸二氢钾0.1％，硫酸镁0.05％，水95.15％，pH自然。

用配方1进行金针菇液体发酵，其胞外粗多糖产量为1.65g/L。

3)确定苦荞麦培养基最佳配方(配方2)

在配方1的基础上，以苦荞麦粉部分地替代葡萄糖，确定苦荞麦粉的最适添加量。

分别以0.1％、0.3％、0.6％、0.8％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％等8个水平的苦荞麦粉替代葡萄糖，观察随着苦荞麦粉比重在配方中的变化对多糖发酵的影响，最后确定当苦荞麦粉添加量为1.0％时，金针菇液体发酵的胞外粗多糖产量最高，达到2.12g/L。

因此，配方2各组分质量分数为：

苦荞麦粉1.0％，葡萄糖2.5％，黄豆粉1.0％，酵母膏0.2％，磷酸二氢钾0.1％，硫酸镁0.05％，水95.15％，pH自然。

4)确定薏苡芢培养基最佳配方(配方3)

在配方1的基础上，以薏苡芢粉部分地替代葡萄糖，确定荞麦粉的最适添加量。

分别以0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％等8个水平的薏苡芢粉替代葡萄糖，观察随着薏苡芢比重在配方中的变化对多糖发酵的影响，最后确定当薏苡芢添加量为1.5％时，金针菇液体发酵的胞外粗多糖产量最高，达到2.33g/L。

因此，配方3各成分质量分数为：

薏苡芢1.5％，葡萄糖2.0％，黄豆粉1.0％，酵母膏0.2％，磷酸二氢钾0.1％，硫酸镁0.05％，水95.15％，pH自然。

5)确定在配方1中同时添加苦荞麦和薏苡芢两种新原料后的培养基最佳配方(配方4)

参照配方2和配方3的过程中苦荞麦和薏苡芢各自对金针菇多糖产量的影响走势，设计L₉(3⁴)正交试验表，4个影响因素分别为：苦荞麦(因素A)、薏苡芢(因素B)、黄豆粉(因素C)、酵母膏(因素D)，它们的添加量水平分别如下：

从实验结果可知，A₂B₁C₃D₁组合的发酵培养基胞外多糖产量达2.78，产量最大，因此，配方4的最佳组分应为：

苦荞麦1.0％、薏苡芢1.0％、葡萄糖1.5％，黄豆粉1.2％，酵母膏0.1％，磷酸二氢钾0.1％，硫酸镁0.05％，水95.05％，pH自然。

6)优化后的最终配方(配方5)。

在配方4的基础上，微调葡萄糖、磷酸二氢钾、硫酸镁三种组分的比重，观察记录多糖产量，最高产量达3.36g/L，与常规培养基配方(配方1)的产量1.65g/L相比，提高了一倍以上。

“金针菇9号”的金针菇菌种的发酵培养基最终的新型培养基配方(配方5)为：

苦荞麦1.0％、薏苡芢1.0％、葡萄糖1.8％，黄豆粉1.2％，酵母膏0.1％，磷酸二氢钾0.05％，硫酸镁0.02％，水94.83％。

Claims

1.金针菇菌丝体发酵工艺，其特征在于各配方组分最适质量分数为：苦荞麦0.8％--2.0％，薏苡芢0.5％--2.1％、葡萄糖0.5％--2.0％，黄豆粉0.5％--2.3％，酵母膏0.1％--0.5％，磷酸二氢钾0.01％--0.2％，硫酸镁0.01％--0.1％，水97.08％--88.60％，pH自然。

2.按照权利要求1所述的金针菇菌丝体发酵工艺的配方的确定方法，其特征在于：

1)选定使用配方的金针菇菌种；

2)确定常规培养基的最适配方1

3)确定荞麦培养基最佳配方2

在配方1的基础上，以苦荞麦粉部分地替代葡萄糖，确定荞麦粉的最适添加量，分别以0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％等8个水平的苦荞麦粉替代葡萄糖，观察随着苦荞麦粉比重在配方中的变化对多糖发酵的影响，最后确定苦荞麦粉添加量；

4)确定薏苡芢培养基最佳配方3

在配方1的基础上，以薏苡芢粉部分地替代葡萄糖，确定荞麦粉的最适添加量，分别以0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％等8个水平的薏苡芢粉替代葡萄糖，观察随着荞麦粉比重在配方中的变化对多糖发酵的影响，最后确定薏苡芢添加量；

5)确定在配方1中同时添加荞麦和薏苡芢两种新原料后的培养基最佳配4

6)优化后的最终配方5

在配方4的基础上，微调葡萄糖、磷酸二氢钾、硫酸镁三种组分的比重，观察记录多糖产量，确定该培养基最终的新型培养基配方5。