CN109251951A - 一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法 - Google Patents

一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109251951A
CN109251951A CN201811477815.3A CN201811477815A CN109251951A CN 109251951 A CN109251951 A CN 109251951A CN 201811477815 A CN201811477815 A CN 201811477815A CN 109251951 A CN109251951 A CN 109251951A
Authority
CN
China
Prior art keywords
culture
ganoderma lucidum
liquid
fermentation
fermentor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811477815.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109251951B (zh
Inventor
郑涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heilongjiang Kunjian Biotechnology Co ltd
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201811477815.3A priority Critical patent/CN109251951B/zh
Publication of CN109251951A publication Critical patent/CN109251951A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109251951B publication Critical patent/CN109251951B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)

Abstract

本发明公开了一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法,该方法的步骤包括:(1)母种的活化扩繁;(2)摇瓶菌种的制备;(3)种子液的制备;(4)一氧化氮和乙烯协同诱导处理;(5)半连续液体培养。本发明采用的半连续液体培养方法可有效延长灵芝菌丝体的对数生长期,提高灵芝液体培养生物量,提高灵芝多糖产量,与常规的分批培养方法相比,本发明工艺合理,操作简单,可节省反复洗罐、灭菌等非发酵时间,提高了生产效率和设备利用率,降低了生产成本,可以用于大规模生产灵芝多糖,是一种很有应用前景的灵芝液体培养方法。

Description

一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法
技术领域
本发明涉及药用真菌生产技术领域,具体而言,涉及一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法。
背景技术
药用真菌通常是指用于医药的大型真菌(蕈菌),常见种类包括冬虫夏草、蝉花、灵芝、茯苓、猪苓、桑黄、木耳、雷丸、云芝等。这些药用菌在我国都有上千年的应用历史,它们虽功效不同,但最大的优点,也是它们的共同点就是无毒副作用。近代医学研究表明,药用真菌不仅具有传统的益气、强身、祛病、通经、益寿等功能,还具有增强人体免疫力,抗肿瘤抗癌的功效。因此药用真菌是食品、保健品和药物方面最具潜力的微生物种类之一。药用真菌多糖是一类生物活性物质,具有广泛的药理活性,如抗肿瘤、免疫调节、抗感染、抗病毒、抗凝血、降血糖、抗辐射、降血脂、促进核酸与蛋白质的生物合成、控制细胞分裂和分化、调节细胞的生长与衰老等,是目前药用真菌研究领域的一个热点。
灵芝(Ganoderma lucidum)又称灵芝草、神芝、芝草、仙草、瑞草,属于担子菌纲,多孔菌目,多孔菌科,灵芝菌属。灵芝药用在中国已有2000多年的历史,被历代医药家视为滋补强壮、扶正固本的神奇珍品。按本草纲目记载“灵芝性平,味苦,无毒,主胸中结,益心气,补中,增智慧,不忘,久服轻身不老,延年神仙”。 研究表明灵芝对人体有益的成分有数千种,归纳起来主要是甾醇类、三萜类、生物碱、多糖类、氨基酸多肽类,其中灵芝多糖(Ganoderma Lucidum polysaccharides,GLP)是灵芝中主要的一类活性成分,能够提高机体免疫力,提高机体耐缺氧能力,消除自由基,抑制肿瘤、抗辐射,提高肝脏、骨髓、血液合成DNA、RNA、蛋白质能力;灵芝多糖还具有刺激宿主非特异性抗性、免疫特异反应以及抑制移植肿瘤生理活性的特性;对心血管疾病、气喘、过敏、神经衰弱、胃热等有显著效果,还具有降血压、降血脂、降血瘀、改善血液循环、皮肤美容等作用,可广泛应用于医药、保健品和化妆品行业。
我国药用真菌资源丰富,但是由于人们对野生药用真菌的盲目采集,使许多药用真菌的天然资源趋于枯竭,这其中就包括灵芝,因此现在市场上的灵芝多为人工栽培。传统上,灵芝多糖就是从人工栽培的灵芝子实体中提取。然而人工栽培由于受自然环境的影响,培养周期长、产品的质量难以控制、受地域限制等,次级代谢产物灵芝多糖的质量和产量难以控制。从生物学的观点看,由于微生物本身的固有特点,便于实现工业化大规模生产,因此,近年来大量学者进行了液体培养产灵芝多糖的研究。与人工栽培相比,液体培养具有培养周期短、工艺简单、原料易得、成本低等优点,因此受到研究者的广泛关注。
目前灵芝液体培养主要采用分批培养的方式,即在一个密闭系统内(如发酵罐)投入一定量的培养基,接入少量的灵芝菌种后在适宜的条件下进行培养,使菌体生长繁殖,积累代谢产物,完成一个生长周期。而提高灵芝多糖产量的方法主要是在此基础上优化发酵条件以及培养基。但是分批培养也存在一些缺点,例如每批培养都需要进行装料、灭菌、接种、放料、清洗等操作,工序繁琐,耗费的人力、物力较大,整体上来说生产连续性不强,生产效率较低。在分批培养的后期,由于培养基的营养成分大量消耗,无法满足菌体的生长,存在着多糖类代谢产物消耗现象,因此很难进一步提高多糖产量。
半连续培养也是一种微生物液体培养方式,是在分批培养的基础上,周期性地放出部分发酵液,然后再补加相同体积的新鲜培养基,使发酵罐内培养基的总体积基本保持不变。此种培养方式可以及时补充营养物质,使微生物保持快速生长,增加目标代谢产物的合成,还可以起到缓解产物抑制和避免有害代谢产物积累的作用。而且对于整个生产过程而言,半连续培养还能够减少反复清洗、灭菌等繁琐工序,提高生产效率,降低生产成本。半连续培养技术已在工业生产领域逐步得到应用,但是很少见于食用真菌的发酵培养。本发明团队根据灵芝菌体的生长特性,以提高灵芝多糖产量为研究目的,探索出了一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法,这对于推动其产业化的进程以及探索其他真菌多糖的高效生产也具有一定意义。
发明内容
针对现有液体培养产灵芝多糖技术存在的缺点,本发明提供了一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法,为灵芝多糖的大规模生产以及灵芝多糖产业化发展提供技术支持。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法,其特征在于,该方法的具体步骤如下:
(1)母种的活化扩繁
用接种铲挖取保存在PDA斜面上的大小为0.5cm2的灵芝母种,接种到新鲜的PDA斜面试管中,于28℃恒温培养5d,用直径为1cm的打孔器将已活化的灵芝母种接种于PDA平板培养基中央,于28℃恒温培养6~7d,待菌丝长满平板后接种;
(2)摇瓶菌种的制备
用直径1cm的打孔器,从平板上取2~3个大小相同的菌丝块接入装有液体培养基的锥形瓶中,装液量为400mL/1L,于29~31℃、130~150r/min条件下恒温振荡培养3~4d;
(3)种子液的制备
将液体培养基按照60~70%的装液量装入种子罐中进行高压蒸汽灭菌,灭菌结束后,等到培养基温度冷却至30℃左右时,将上述摇瓶菌种接入种子罐,接种量为6~10%,培养温度为29~31℃,转速为130~150r/min,培养5~6d即可获得种子液;
(4)一氧化氮和乙烯协同诱导处理
将发酵培养基按照60~70%的装液量装入发酵罐①中进行高压蒸汽灭菌,灭菌结束后,等到培养基冷却后,将上述种子液接入发酵罐①,接种量为8~12%,培养温度为29~31℃,转速为110~130r/min,向发酵罐①中先后通入一氧化氮和乙烯高纯气体,进行协同诱导处理8h;
(5)半连续液体培养
a)待协同诱导处理结束后,向发酵罐①中通入净化空气,通气量为0.5~0.7(V/V·min),培养温度和转速不变,培养40h后将转速调整为130~150r/min,通气量调整为1.0~1.2(V/V·min),在此条件下培养18h,然后放出部分体积的发酵液到经过空消灭菌处理的发酵罐②中,再补加相同体积的发酵培养基;
b)发酵罐②中同时也补加相同体积的发酵培养基,培养温度为29~31℃,转速为130~150r/min,通气量为1.0~1.2(V/V·min),发酵液pH调整为4.4~4.6;
c)发酵罐①补加发酵培养基后,在与发酵罐②相同的培养条件下继续培养48h,然后重复放出发酵液到发酵罐②,两个发酵罐补加发酵培养基继续培养48h的操作,如此重复进行3个周期;
d)3个周期结束后,将两个发酵罐的转速调整为110~130r/min,通气量调整为0.5~0.7(V/V·min),培养温度保持不变,培养36h后结束培养,放罐。
所述步骤(2)和步骤(3)中,液体培养基的成分为:葡萄糖20~25g/L,玉米粉11~15g/L,酵母浸粉1.8~2.2g/L,干酪素3.7~4.3g/L,油菜秸秆粉2.1~2.3g/L,羧甲基纤维素钠3.0~4.0g/L,KH2PO4 1.8~2.2g/L,MgSO4 0.9~1.1g/L,胡萝卜汁26~34ml/L,蚯蚓干粉4.4~5.0g/L,ZnSO4 0.07~0.11g/L,四甲基戊二酸 5.4~5.8mg/L,松针提取液12~15ml/L,硬脂酸33~39mg/L,pH调节为5.2~5.4。
所述步骤(3)和步骤(4)中,高压蒸汽灭菌的条件为温度121-123℃,压力0.11-0.13MPa,灭菌时间40-50min。
所述步骤(4)中,发酵培养基的成分为:玉米粉24~28g/L,麦麸15~19g/L,木质素8.5~9.3g/L,酵母破碎液15~20ml/L,椰糠粉3.8~4.4g/L,大豆粉5.5~6.5g/L,羧甲基纤维素钠2.6~3.0g/L,三七药渣5.9~6.5g/L,穿心莲药渣3.3~3.9g/L,茯苓药渣5.2~5.8g/L,松针提取液12~15ml/L,KH2PO4 1.8~2.2g/L,MgSO4 0.9~1.1g/L,硝酸镧13~15mg/L,有机硅消泡剂30~40mg/L,初始pH调节为5.2~5.4。
所述步骤(4)中,通入的一氧化氮和乙烯高纯气体的体积比为1:1,通入量分别为发酵罐容积的10%。
所述步骤(5)中,放出发酵液的体积为发酵培养基的15~25%。
所述发酵培养基的成分中,酵母破碎液的制备方法为:将酵母菌种接种到YEPD培养基中,在35℃、转速170r/min的恒温摇床上培养3d,取酵母发酵液于5000r/min条件下离心15min,收集沉淀,用蒸馏水冲洗几次,加入适量的生理盐水,用超声波破碎仪进行破碎;将破碎液在10000r/min、4℃的条件下离心10min,取上清液加入生理盐水稀释100倍。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明采用一氧化氮和乙烯协同诱导处理灵芝种子液,有利于提高灵芝菌丝体生物量和灵芝多糖产量;在整个灵芝液体培养过程中,采用了优化的培养基和培养方法,也能够显著促进灵芝菌丝体的生长生物量和代谢产物的合成,有利于灵芝多糖的积累。
2、本发明采用的半连续液体培养方法可有效延长灵芝菌丝体的对数生长期,使灵芝菌丝体能够保持较长时间的活力,从而加速繁殖和代谢产物的合成,达到高效生产灵芝多糖的目的。
3、与常规的分批培养方法相比,本发明工艺合理,操作简单,可节省反复洗罐、灭菌等非发酵时间,还能提高生产效率和设备利用率,从而降低生产成本,可以用于大规模生产灵芝多糖,是一种很有应用前景的灵芝液体培养方法。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
各实施例中评价指标的测定方法如下:
1、菌丝体生物量:取一定量的发酵液用布氏漏斗过滤收集菌丝体,并用蒸馏水冲洗5-6次,然后6000r/min离心10min,分别收集上清液与沉淀。取沉淀放入烘箱,60℃~80℃烘干至恒重,称重即为灵芝菌丝体生物量;
2、胞外多糖含量:将菌丝体生物量测定中收集的上清液置于60℃真空减压浓缩至原体积的1/4,加入4倍体积无水乙醇,醇沉15h后,4000r/min离心15min,收集沉淀烘干至恒重,得胞外粗多糖,通过苯酚-硫酸法测得胞外多糖的含量;
3、胞内多糖含量:将菌丝体生物量测定中收集的沉淀研磨成粉末,加入蒸馏水摇匀,料液比为1:20,静置30min,置于90℃恒温水浴锅浸提2h。用布氏漏斗抽滤,获得滤液。将滤液置于60℃真空减压浓缩至原体积的1/4,加入4倍体积无水乙醇,醇沉15h后,4000r/min离心15min,收集沉淀烘干至恒重,得胞内粗多糖,通过苯酚-硫酸法测得胞内多糖的含量。
实施例1
采用灵芝品种紫芝作为试验材料,按照本发明的一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法进行试验,具体步骤如下:
(1)母种的活化扩繁
用接种铲挖取保存在PDA斜面上的大小为0.5cm2的灵芝母种,接种到新鲜的PDA斜面试管中,于28℃恒温培养5d,用直径为1cm的打孔器将已活化的灵芝母种接种于PDA平板培养基中央,于28℃恒温培养6~7d,待菌丝长满平板后接种;
(2)摇瓶菌种的制备
用直径1cm的打孔器,从平板上取2~3个大小相同的菌丝块接入装有液体培养基的锥形瓶中,装液量为400mL/1L,于30℃、140r/min条件下恒温振荡培养3~4d;
液体培养基的成分为:葡萄糖22.5g/L,玉米粉13g/L,酵母浸粉2.0g/L,干酪素4.0g/L,油菜秸秆粉2.2g/L,羧甲基纤维素钠3.5g/L,KH2PO4 2.0g/L,MgSO4 1.0g/L,胡萝卜汁30ml/L,蚯蚓干粉4.7g/L,ZnSO4 0.09g/L,四甲基戊二酸 6.6mg/L,松针提取液14ml/L,硬脂酸36mg/L,pH调节为5.3;
(3)种子液的制备
将液体培养基按照65%的装液量装入5L种子罐中进行高压蒸汽灭菌,高压蒸汽灭菌的条件为温度122℃,压力0.12MPa,灭菌时间45min,灭菌结束后,等到培养基冷却至30℃以下时,将上述摇瓶菌种接入种子罐,接种量为8%,培养温度为30℃,转速为140r/min,培养5~6d即可获得种子液;
(4)一氧化氮和乙烯协同诱导处理
将发酵培养基按照65%的装液量装入30L的发酵罐①中进行高压蒸汽灭菌,灭菌条件与上述步骤中相同,灭菌结束后,等到培养基冷却至30℃以下时,将上述种子液接入发酵罐①,接种量为10%,培养温度为29℃,转速为120r/min,向发酵罐①中先后通入一氧化氮和乙烯高纯气体,通入的一氧化氮和乙烯高纯气体的体积比为1:1,通入量分别为发酵罐容积的10%,进行协同诱导处理8h;
发酵培养基的成分为:玉米粉26g/L,麦麸17g/L,木质素8.9g/L,酵母破碎液17.5ml/L,椰糠粉4.1g/L,大豆粉6.0g/L,羧甲基纤维素钠2.8g/L,三七药渣6.2g/L,穿心莲药渣3.6g/L,茯苓药渣5.5g/L,松针提取液13.5ml/L,KH2PO4 2.0g/L,MgSO4 1.0g/L,硝酸镧14mg/L,有机硅消泡剂35mg/L,初始pH调节为5.3;其中酵母破碎液的制备方法为:将酵母菌种接种到YEPD培养基中,在35℃、转速170r/min的恒温摇床上培养3d,取酵母发酵液于5000r/min条件下离心15min,收集沉淀,用蒸馏水冲洗几次,加入适量的生理盐水,用超声波破碎仪进行破碎;将破碎液在10000r/min、4℃的条件下离心10min,取上清液加入生理盐水稀释100倍;
(5)半连续液体培养
a)待协同诱导处理结束后,向发酵罐①中通入净化空气,通气量为0.6(V/V·min),培养温度和转速不变,培养40h后将转速调整为140r/min,通气量调整为1.1(V/V·min),在此条件下培养18h,然后放出20%体积的发酵液到经过空消灭菌处理的发酵罐②中,发酵罐②的容积为60L,再补加相同体积的发酵培养基;
b)发酵罐②中同时也补加相同体积的发酵培养基,培养温度为29℃,转速为140r/min,通气量为1.1(V/V·min),发酵液pH调整为4.5;
c)发酵罐①补加发酵培养基后,在与发酵罐②相同的培养条件下继续培养48h,然后重复放出发酵液到发酵罐②,两个发酵罐补加发酵培养基继续培养48h的操作,如此重复进行3个周期;
d)3个周期结束后,将两个发酵罐的转速调整为120r/min,通气量调整为0.6(V/V·min),培养温度保持不变,培养36h后结束培养,放罐。
实施例2
本实施例是为了验证本发明采用的液体培养基对灵芝种子液中菌丝体生物量的影响,具体过程如下:
(1)母种的活化扩繁(与实施例1相同);(2)摇瓶菌种的制备与(3)种子液的制备操作方法与实施例1相同,将采用的液体培养基替换为以下几种:培养基①葡萄糖20g/L,蛋白胨5g/L,酵母膏4g/L,KH2PO4 2g/L,MgSO4 1g/L;培养基②葡萄糖36g/L,蛋白胨4g/L,酵母膏2g/L,KH2PO4 1g/L,MgSO4 0.5g/L,VB1 0.05g/L;培养基③土豆汁15g/L,麦麸3g/L,葡萄糖3g/L,MgSO4 3.0g/L,KH2PO4 1.5g/L,这些培养基均来源于灵芝液体培养(发酵培养)的相关文献。测定种子液的菌丝体生物量,结果如下表1。
分析表1的数据可以得出,采用本发明的液体培养基,灵芝菌丝体生物量达到了16.35 g/L,明显高于其他组。种子液的质量直接影响着下一步的半连续液体培养,本发明的液体培养基营养更丰富全面,培养的菌丝体生长旺盛,有利于后续灵芝多糖的积累。
实施例3
本实施例是为了验证本发明的一氧化氮和乙烯协同诱导处理对灵芝菌丝体生物量和多糖含量的影响,具体过程如下:
(1)母种的活化扩繁、(2)摇瓶菌种的制备、(3)种子液的制备这3步与实施例1相同,(4)一氧化氮和乙烯协同诱导处理这1步进行以下试验:①一氧化氮单独诱导处理,②乙烯单独诱导处理,③不处理,(5)半连续液体培养与实施例1相同。
发酵结束后,测定灵芝发酵液的菌丝体生物量、胞外多糖含量、胞内多糖含量,结果如下表2。
分析表2的数据可以得出,与不处理相比,使用一氧化氮或乙烯单独诱导处理均能提高灵芝菌丝体生物量和多糖含量;而使用本发明的一氧化氮和乙烯协同诱导处理,灵芝菌丝体生物量、胞外多糖含量和胞内多糖含量都达到最大值,显著高于不进行诱导处理,并且与一种气体单独诱导处理相比,效果也更好。一氧化氮(NO)是一种气体生物信号分子,广泛参与真菌生长发育过程和次生代谢产物的积累,乙烯是一种重要的植物激素,对植物的生长发育、果实成熟都有重要影响,对于某些真菌的菌丝体生长也有显著促进作用。本研究发现使用一定浓度的一氧化氮和乙烯共同处理灵芝种子液,能够产生协同效应,从而显著提高灵芝菌丝体生物量、提高灵芝多糖含量。
实施例4
本实施例是为了验证本发明的发酵培养基对灵芝菌丝体生物量和多糖含量的影响,具体过程如下:
(1)母种的活化扩繁、(2)摇瓶菌种的制备、(3)种子液的制备这3步与实施例1相同,(4)一氧化氮和乙烯协同诱导处理这1步,将采用的发酵培养基替换为以下几种:培养基①葡萄糖35g/L、蛋白胨5g/L、酵母粉2.5g/L、KH2PO4 0.8g/L、MgSO4 0.5g/L、0.05g/L维生素B1;培养基②玉米粉15g/L,麸皮10g/L,豆饼粉5g/L,葡萄糖20g/L,KH2PO4 1.5g/L,甘草提取液5ml/L;培养基③黄豆粉10g/L,酵母泥5g/L,葡萄糖10g/L,MgSO4 1g/L,KH2PO4 0.5g/L,这些培养基均来源于灵芝液体培养的相关文献,(5)半连续液体培养与实施例1相同。
发酵结束后,测定灵芝发酵液的菌丝体生物量、胞外多糖含量、胞内多糖含量,结果如下表3。
分析表3的数据可以得出,采用本发明的发酵培养基,灵芝菌丝体生物量和多糖含量均显著高于其他组。培养基是影响菌丝体生长和代谢产物合成的重要因素,本发明的发酵培养基采用多种碳源、氮源相结合,还额外添加了营养物质如酵母破碎液、松针提取液,促进剂如羧甲基纤维素钠、硝酸镧,中药成分如三七药渣、穿心莲药渣、茯苓药渣,都有利于促进灵芝菌丝体生长和代谢产物的合成,从而提高菌丝体生物量和多糖含量。
实施例5
本实施例是为了验证本发明的半连续液体培养过程中,转速的阶段控制对灵芝菌丝体生物量和多糖含量的影响,具体过程如下:
(1)母种的活化扩繁、(2)摇瓶菌种的制备、(3)种子液的制备、(4)一氧化氮和乙烯协同诱导处理与实施例1相同,(5)半连续液体培养中,发酵罐①和发酵罐②转速恒定,均为140r/min,其它与实施例1相同。
发酵结束后,测定灵芝发酵液的菌丝体生物量、胞外多糖含量、胞内多糖含量,结果如下表4。
分析表4的数据可以得出,与恒定转速相比,采用本发明的阶段转速控制方法,灵芝发酵液的菌丝体生物量、胞外多糖含量、胞内多糖含量都得到了提高。灵芝是一种丝状真菌,对剪切力非常敏感。当搅拌转速较低时,剪切力低,对菌丝体没有伤害,但发酵液混合不均匀,从而影响氧和其他营养物质的传递;当搅拌转速较高时,流体混合和氧传递效果好,但剪切力高,对菌丝体有伤害。因此,应该选择合适的搅拌转速平衡流体混合、氧传递和剪切力,从而提高灵芝菌丝体的产物合成能力。本发明根据灵芝菌体生长特性控制搅拌转速,当灵芝菌丝体生长处于迟滞期时,对溶氧需求还不高,因此搅拌转速可以控制在较低水平,当灵芝菌丝体生长处于对数期时,菌体大量繁殖,溶氧需求增大,适当提高搅拌转速,当灵芝菌丝体生长处于稳定期时,过量的氧供应对菌体细胞内合成代谢可能有抑制作用,因此可以再适当降低搅拌转速。
实施例6
本实施例是为了验证本发明的半连续液体培养过程中,对发酵液pH的控制对灵芝菌丝体生物量和多糖含量的影响,具体过程如下:
(1)母种的活化扩繁、(2)摇瓶菌种的制备、(3)种子液的制备、(4)一氧化氮和乙烯协同诱导处理与实施例1相同,(5)半连续液体培养,发酵罐①和发酵罐②中,只将发酵培养基初始pH调节为5.3,在培养过程中不控制发酵液的pH,其它与实施例1相同。
发酵结束后,测定灵芝发酵液的菌丝体生物量、胞外多糖含量、胞内多糖含量,结果如下表5。
分析表5的数据可以得出,与不控制pH相比,采用本发明的控制发酵液pH方法,灵芝发酵液的菌丝体生物量、胞外多糖含量、胞内多糖含量都得到了提高,尤其是胞外多糖含量差异更显著。pH是影响真菌生长和发酵生产真菌多糖的重要因素,真菌生长最适pH和产物形成最适pH不尽相同。对灵芝菌丝体而言,当pH值为5.3左右时,有利于菌体的生长和胞内多糖的积累,当pH值为4.5左右时有利于胞外多糖的积累,而胞外多糖的含量是显著高于胞内多糖的,因此本发明对发酵液的pH进行控制,以求能够获得最多的胞外多糖产量。
实施例7
本实施例是为了比较本发明的半连续液体培养方法与分批培养方法对灵芝菌丝体生物量和多糖含量的影响,具体过程如下:
(1)母种的活化扩繁、(2)摇瓶菌种的制备、(3)种子液的制备、(4)一氧化氮和乙烯协同诱导处理与实施例1相同,(5)液体培养:待协同诱导处理结束后,向发酵罐中通入净化空气,通气量为0.6(V/V·min),培养温度和转速不变,培养40h后将转速调整为140r/min,通气量调整为1.1(V/V·min),在此条件下培养6d。
S5发酵结束后,对制得的灵芝发酵液进行菌丝体生物量、胞外多糖含量、胞内多糖含量检测,检测方法同实施例1。
分析表6的数据可以得出,与分批培养相比,采用本发明的半连续培养方法,灵芝发酵液的菌丝体生物量、胞外多糖含量、胞内多糖含量都得到了显著提高。并且采用本发明的方法一次培养可以同时获得2个发酵罐的产量,大大提高了生产效率,降低了生产成本。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此,无论从哪一点来看,本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制发明,权利要求书指出了本发明的范围,而上述的说明并未指出本发明的范围,因此,在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何变化,都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法,其特征在于,该方法的具体步骤如下:
(1)母种的活化扩繁
用接种铲挖取保存在PDA斜面上的大小为0.5cm2的灵芝母种,接种到新鲜的PDA斜面试管中,于28℃恒温培养5d,用直径为1cm的打孔器将已活化的灵芝母种接种于PDA平板培养基中央,于28℃恒温培养6~7d,待菌丝长满平板后接种;
(2)摇瓶菌种的制备
用直径1cm的打孔器,从平板上取2~3个大小相同的菌丝块接入装有液体培养基的锥形瓶中,装液量为400mL/1L,于29~31℃、130~150r/min条件下恒温振荡培养3~4d;
(3)种子液的制备
将液体培养基按照60~70%的装液量装入种子罐中进行高压蒸汽灭菌,灭菌结束后,等到培养基温度冷却至30℃左右时,将上述摇瓶菌种接入种子罐,接种量为6~10%,培养温度为29~31℃,转速为130~150r/min,培养5~6d即可获得种子液;
(4)一氧化氮和乙烯协同诱导处理
将发酵培养基按照60~70%的装液量装入发酵罐①中进行高压蒸汽灭菌,灭菌结束后,等到培养基冷却后,将上述种子液接入发酵罐①,接种量为8~12%,培养温度为29~31℃,转速为110~130r/min,向发酵罐①中先后通入一氧化氮和乙烯高纯气体,进行协同诱导处理8h;
(5)半连续液体培养
a)待协同诱导处理结束后,向发酵罐①中通入净化空气,通气量为0.5~0.7(V/V·min),培养温度和转速不变,培养40h后将转速调整为130~150r/min,通气量调整为1.0~1.2(V/V·min),在此条件下培养18h,然后放出部分体积的发酵液到经过空消灭菌处理的发酵罐②中,再补加相同体积的发酵培养基;
b)发酵罐②中同时也补加相同体积的发酵培养基,培养温度为29~31℃,转速为130~150r/min,通气量为1.0~1.2(V/V·min),发酵液pH调整为4.4~4.6;
c)发酵罐①补加发酵培养基后,在与发酵罐②相同的培养条件下继续培养48h,然后重复放出发酵液到发酵罐②,两个发酵罐补加发酵培养基继续培养48h的操作,如此重复进行3个周期;
d)3个周期结束后,将两个发酵罐的转速调整为110~130r/min,通气量调整为0.5~0.7(V/V·min),培养温度保持不变,培养36h后结束培养,放罐。
2.根据权利要求1所述的一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法,其特征在于,所述步骤(2)和步骤(3)中,液体培养基的成分为:葡萄糖20~25g/L,玉米粉11~15g/L,酵母浸粉1.8~2.2g/L,干酪素3.7~4.3g/L,油菜秸秆粉2.1~2.3g/L,羧甲基纤维素钠3.0~4.0g/L,KH2PO4 1.8~2.2g/L,MgSO4 0.9~1.1g/L,胡萝卜汁26~34ml/L,蚯蚓干粉4.4~5.0g/L,ZnSO40.07~0.11g/L,四甲基戊二酸 5.4~5.8mg/L,松针提取液12~15ml/L,硬脂酸33~39mg/L,pH调节为5.2~5.4。
3.根据权利要求1所述的一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法,其特征在于,所述步骤(3)和步骤(4)中,高压蒸汽灭菌的条件为温度121-123℃,压力0.11-0.13MPa,灭菌时间40-50min。
4.根据权利要求1所述的一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法,其特征在于,所述步骤(4)中,发酵培养基的成分为:玉米粉24~28g/L,麦麸15~19g/L,木质素8.5~9.3g/L,酵母破碎液15~20ml/L,椰糠粉3.8~4.4g/L,大豆粉5.5~6.5g/L,羧甲基纤维素钠2.6~3.0g/L,三七药渣5.9~6.5g/L,穿心莲药渣3.3~3.9g/L,茯苓药渣5.2~5.8g/L,松针提取液12~15ml/L,KH2PO4 1.8~2.2g/L,MgSO4 0.9~1.1g/L,硝酸镧13~15mg/L,有机硅消泡剂30~40mg/L,初始pH调节为5.2~5.4。
5.根据权利要求1所述的一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法,其特征在于,所述步骤(4)中,通入的一氧化氮和乙烯高纯气体的体积比为1:1,通入量分别为发酵罐容积的10%。
6.根据权利要求1所述的一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法,其特征在于,所述步骤(5)中,放出发酵液的体积为发酵培养基的15~25%。
7.根据权利要求4所述的一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法,其特征在于,所述发酵培养基的成分中,酵母破碎液的制备方法为:将酵母菌种接种到YEPD培养基中,在35℃、转速170r/min的恒温摇床上培养3d,取酵母发酵液于5000r/min条件下离心15min,收集沉淀,用蒸馏水冲洗几次,加入适量的生理盐水,用超声波破碎仪进行破碎;将破碎液在10000r/min、4℃的条件下离心10min,取上清液加入生理盐水稀释100倍。
CN201811477815.3A 2018-12-05 2018-12-05 一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法 Active CN109251951B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811477815.3A CN109251951B (zh) 2018-12-05 2018-12-05 一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811477815.3A CN109251951B (zh) 2018-12-05 2018-12-05 一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109251951A true CN109251951A (zh) 2019-01-22
CN109251951B CN109251951B (zh) 2021-12-03

Family

ID=65042662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811477815.3A Active CN109251951B (zh) 2018-12-05 2018-12-05 一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109251951B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110438180A (zh) * 2019-08-09 2019-11-12 上海市农业科学院 灵芝液体发酵胞外活性多糖的制备及其增强免疫用途
CN110447720A (zh) * 2019-08-15 2019-11-15 淮阴师范学院 一种红枣深加工方法
CN112322508A (zh) * 2020-12-29 2021-02-05 青岛润达生物科技有限公司 一种提高灵芝多糖含量的灵芝菌丝体培养方法
CN112625914A (zh) * 2020-11-30 2021-04-09 江苏神华药业有限公司 一种利用气升式发酵罐重复分批发酵灵芝的方法
CN112795493A (zh) * 2021-04-02 2021-05-14 青海珠峰冬虫夏草原料有限公司 一种提高发酵冬虫夏草菌丝体产量的方法
CN113179852A (zh) * 2021-03-31 2021-07-30 山东中泰药业有限公司 一种利用中药残渣培育灵芝的培育方法
CN115634241A (zh) * 2022-11-16 2023-01-24 青岛农业大学 一种山东灵芝提取物的制备方法及其在制备降血糖药物中的应用
CN115869343A (zh) * 2022-11-15 2023-03-31 青岛农业大学 一种山东灵芝胞外醇沉物在制备抗肿瘤药物中的应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102021212A (zh) * 2009-09-23 2011-04-20 江南大学 一种灵芝多糖的制备方法
CN107916230A (zh) * 2017-12-01 2018-04-17 中国农业科学院麻类研究所 一种高灵芝多糖含量的灵芝菌丝发酵液及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102021212A (zh) * 2009-09-23 2011-04-20 江南大学 一种灵芝多糖的制备方法
CN107916230A (zh) * 2017-12-01 2018-04-17 中国农业科学院麻类研究所 一种高灵芝多糖含量的灵芝菌丝发酵液及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YA-JIE WANG等: "Role of oxygen supply in submerged fermentation of Ganoderma lucidum for production of Ganoderma polysaccharide and ganoderic acid", 《ENZYME AND MICROBIAL TECHNOLOGY》 *
王松华等: "一氧化氮对灵芝多糖产量的影响", 《安徽科技学院学报》 *
王松华等: "一氧化氮对灵芝木质素与多糖含量的影响研究", 《安徽农学通报》 *
雷含珺等: "外源物质对灵芝深层发酵的影响综述", 《食药用菌》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110438180A (zh) * 2019-08-09 2019-11-12 上海市农业科学院 灵芝液体发酵胞外活性多糖的制备及其增强免疫用途
CN110438180B (zh) * 2019-08-09 2023-03-28 上海市农业科学院 灵芝液体发酵胞外活性多糖的制备及其增强免疫用途
CN110447720A (zh) * 2019-08-15 2019-11-15 淮阴师范学院 一种红枣深加工方法
CN110447720B (zh) * 2019-08-15 2023-04-07 淮阴师范学院 一种红枣深加工方法
CN112625914A (zh) * 2020-11-30 2021-04-09 江苏神华药业有限公司 一种利用气升式发酵罐重复分批发酵灵芝的方法
CN112625914B (zh) * 2020-11-30 2023-04-21 江苏神华药业有限公司 一种利用气升式发酵罐重复分批发酵灵芝的方法
CN112322508A (zh) * 2020-12-29 2021-02-05 青岛润达生物科技有限公司 一种提高灵芝多糖含量的灵芝菌丝体培养方法
CN113179852A (zh) * 2021-03-31 2021-07-30 山东中泰药业有限公司 一种利用中药残渣培育灵芝的培育方法
CN112795493A (zh) * 2021-04-02 2021-05-14 青海珠峰冬虫夏草原料有限公司 一种提高发酵冬虫夏草菌丝体产量的方法
CN112795493B (zh) * 2021-04-02 2023-07-07 青海珠峰冬虫夏草原料有限公司 一种提高发酵冬虫夏草菌丝体产量的方法
CN115869343A (zh) * 2022-11-15 2023-03-31 青岛农业大学 一种山东灵芝胞外醇沉物在制备抗肿瘤药物中的应用
CN115634241A (zh) * 2022-11-16 2023-01-24 青岛农业大学 一种山东灵芝提取物的制备方法及其在制备降血糖药物中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN109251951B (zh) 2021-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109251951A (zh) 一种半连续液体培养高效生产灵芝多糖的方法
CN103477994B (zh) 用于米糠和麸皮全料液态发酵生产灵芝多糖的菌株
CN101560118B (zh) 一种灵芝菌丝体发酵的新型培养基配方和优化方法
CN104145719A (zh) 一种冬虫夏草菌菌丝体发酵生产方法
CN107699499B (zh) 一株米曲霉za127及其应用
CN103598012A (zh) 一种灵芝菌丝体及其制备方法
CN103756916B (zh) 一种地顶孢霉诱变株及其应用
CN103461963B (zh) 一种黄豆玉米桑黄健康食品及其制备方法
CN102875225A (zh) 桑黄菌株液体发酵培养基和发酵产桑黄多糖的方法
CN103416223B (zh) 一种提高北冬虫夏草发酵液中虫草素产量的方法
CN103103061A (zh) 一种添加中药材的纯种米曲的制备方法
CN102599004A (zh) 添加火麻仁培养虫草菌丝体的方法
CN109337895A (zh) 一种优质高产富硒猴头菇菌种的生产方法
CN104893992A (zh) 一种灵芝菌的深层发酵方法
CN103190576A (zh) 一种蛹虫草黄豆及其制备方法
CN102925527A (zh) 一种金针菇、灵芝混菌发酵的方法
CN102612984B (zh) 一种鲜嫩甜玉米制备虫草菌丝块的方法
CN116948836A (zh) 一种高产黄酮的灵芝菌株及其培养基、培养方法和用途
CN103864504B (zh) 培养食药用菌的固体发酵基质及其制备方法和用途
CN102816701A (zh) 用于发酵米糠和麸皮提取液生产灰树花多糖的菌株
CN102174414B (zh) 一种新的肋脉羊肚菌m8-13液体发酵物在保健品及医药开发中的应用
TWI385248B (zh) 一種蟲草屬培養基之配方
CN109258296A (zh) 一种高产黑木耳多糖的半连续深层发酵工艺
CN108901587A (zh) 一种蝉花的固体培养方法
CN114854604B (zh) 一种肉灵芝、包含肉灵芝的高浓度口服液及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20211115

Address after: 161000 group 3, Guofu town autonomous village, Baiquan County, Qiqihar City, Heilongjiang Province

Applicant after: Heilongjiang Zhuojian Biotechnology Co.,Ltd.

Address before: 010040 Room 608, main building of Hohhot Xinfeng Edible Fungi Research Institute, 120 Xing'an North Road, Xincheng District, Hohhot, Inner Mongolia Autonomous Region

Applicant before: Zheng Tao

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221222

Address after: 161000 205, floor 2, phase III, Shiji Mingyuan, Fuyu Town, Fuyu County, Qiqihar City, Heilongjiang Province

Patentee after: Heilongjiang kunjian Biotechnology Co.,Ltd.

Address before: 161000 group 3, Guofu town autonomous village, Baiquan County, Qiqihar City, Heilongjiang Province

Patentee before: Heilongjiang Zhuojian Biotechnology Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right