黄绿卷毛菇胞外多糖发酵条件的优化及其生物活性研究.pdf
《黄绿卷毛菇胞外多糖发酵条件的优化及其生物活性研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《黄绿卷毛菇胞外多糖发酵条件的优化及其生物活性研究.pdf(11页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、1598核农学报2 0 2 3,37(8):159 8 16 0 8文章编号:10 0 0-8 551(2 0 2 3)0 8-159 8-11Journal of NuclearAgricultural Sciences黄绿卷毛菇胞外多糖发酵条件的优化及其生物活性研究吴梦园1徐慧敏张鑫1朱青永陈宇杰1陈启和2刘政捷1,2,*(浙江海洋大学食品与药学学院,浙江舟山316022;浙江大学食品科学与营养系,浙江杭州310058)摘要:真菌胞外多糖是具有多种生物学功能的重要天然产物。为探究新的发酵方法以提高黄绿卷毛菇胞外多糖(FLEP)的产量,本试验以黄绿卷毛菇菌株WMY10为供试菌株,通过响应面法
2、优化了微颗粒粒径、超声时间、表面活性剂对FLEP产量的影响,并对其抗氧化活性和吸湿保湿性进行了测定。结果表明,最佳条件为吐温8 0 质量浓度0.4gL、微颗粒粒径10 0 2 0 0 目、超声时间2 0 min,在此条件下FLEP产量为2.44gL,是对照组的1.5倍。抗氧化试验表明,FLEP具有较好的体外抗氧化活性。对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)清除率可达到7 1.0%,对亚铁离子螯合率达到58.2%,对2,2 -联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)的清除能力为0.0 44mmolgTrolox。以甘油、透明质酸、壳聚糖为对照,在相对湿度为43%和8 1%的环境下
3、,FLEP的吸湿效果优于壳聚糖;在相对湿度为43%的环境下,FLEP的保湿效果优于透明质酸和壳聚糖;在干燥环境中,FLEP的保湿效果最好。综上,FLEP可以作为天然抗氧化剂或水分保持剂应用于食品、药品和化妆品行业。本研究为FLEP的高效生产和应用提供了理论基础。关键词:黄绿卷毛菇;胞外多糖;微颗粒;超声;表面活性剂D0I:10.11869/j.issn.1000-8551.2023.08.1598真菌胞外多糖(extracellular polysaccharides,EPS)是一种由微生物在其生长代谢过程中分泌到细胞外的天然水溶性大分子物质 。EPS具备多种生物学功能,包括抗癌、抗氧化、抗炎
4、、免疫调节、保湿、降血糖、降血脂等,已广泛应用于食品、生物医学、化妆品和制药行业 2-4。据报道,裂褶菌多糖有助于预防高胆固醇血症和糖尿病等多种疾病,并降低化疗的副作用,还可作为护肤品添加剂用于保湿和抗衰老 5-6 。香菇多糖、灵芝多糖等其他真菌多糖均被报道具有潜在的免疫调节、抗肿瘤和抗癌活性 7-8 。因此,开发野生珍稀食药用菌的生物资源在满足人们对活性成分的需求方面具有很大的前景。黄绿卷毛菇(Floccularialuteovirens),又叫黄蘑菇,属于担子菌门(Basidiomycota),伞菌纲(Agaricomycetes),伞菌目(Agaricales),伞菌科(Agaricac
5、eae),卷毛菇属(Fl o c c u l a r i a)9,是我国青藏高原特有的一种珍稀食药用菌,富含多糖、麦角硫因、黄酮、生物碱等多种生物活性成分 10-12 ,具有显著的抗炎、抗辐射、抗氧化、抗癌等生理功能 13。作为一种传统的藏药,黄绿卷毛菇经常被用于治疗神经衰弱、头晕、失眠、头痛等症状 14。多糖作为其中主要的生物活性成分之一,已被证实具有抗氧化和抗肿瘤作用!。但由于黄绿卷毛菇特殊的生长环境和生理特性,其子实体每年只能收获一次,因此从子实体中提取多糖成本较高。相比于从子实体中提取多糖,利用液体深层发酵产胞外多糖的方法不仅有利于资源的可持续发展,起到保护种子资源和环境的目的,而且具
6、备发酵条件易于控制等优势,可获得更高的经济效益。因此,通过优化深层发酵条件来提高黄绿卷毛菇胞外多糖(Floccularia luteovirens exopolysaccharide,FLEP)产量的方法具有重要意义。本研究在黄绿卷毛菇液体发酵过程中,采用在培养基中添加表面活性剂吐温8 0、微颗粒氧化铝,并利用超声辅助的方法来提高FLEP产量。在单因素试验的基础上,采用响应面法优化FLEP的积累,并探究收稿日期:2 0 2 2-10-11接受日期:2 0 2 3-0 2-0 7基金项目:浙江省省属高校科研院所基本科研业务费项目(2 0 2 1J007),浙江海洋大学人才引进科研基金项目(111
7、350 9 0 7 2 1),国家级大学生创新创业训练计划项目(2 0 2 2 10 340 0 33)作者简介:吴梦园,女,主要从事功能性食品研究。E-mail:w m y w r r 10 0 5 16 3.c o m*通讯作者:刘政捷,男,讲师,主要从事功能性食品研究。E-mail:1599黄绿卷毛菇胞外多糖发酵件的优化及其生物活性研究8期FLEP的体外抗氧化活性及吸湿保湿特性,旨在为促进黄绿卷毛菇液体发酵生产胞外多糖及其在食品、药品和化妆品行业的应用提供理论基础。1材料与方法1.1材料与试剂1.1.1供试菌株黄绿卷毛菇菌株WMY10由浙江大学陈启和教授提供1.1.2试剂葡萄糖、磷酸氢二
8、钾、乙醇、吐温8 0、硫酸、磷酸二氢钾、七水合硫酸镁、苯酚、甲醇(分析纯),国药集团(上海)化学试剂有限公司;酵母浸粉、中性氧化铝微颗粒,上海麦克林生化科技有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-trinitrophenylhydrazine,DPPH)、丁基羟基茴香醚(butylatedhydroxyanisole,BHA)、乙二胺四乙酸二钠盐(ethylenediaminetetraaceticaciddisodium saltdihydrate,ED T A-2 Na),上海阿拉丁生化科技有限公司;总抗氧化能力检测试剂盒 2,2 -联氮-双-3-乙基苯并噻
9、唑啉-6-磺酸,2,2 -azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonicacid),A BT S,南京建成生物工程研究所。1.2仪器与设备LRH-70恒温培养箱,成都苏净科学器材有限公司;LDZF-50KB高压灭菌锅,爱宝来(济南)医疗科技有限公司;SW-CJ-2FD超净工作台,上海昕仪仪器有限公司;HYC-A全温摇床,上海玺袁科学仪器有限公司;FC全自动酶标仪,赛默飞世尔(上海)仪器有限公司;KQ-500E型超声波清洗机,昆山市超声仪器有限公司。1.3试验方法1.3.1黄绿卷毛菇菌株的培养菌株的培养:将WMY10接种于PDA平板上,于恒温培养箱中2 5
10、培养10 d。种子液的培养:用接种铲从长满菌丝体的平板上取大小约为0.5cm的菌丝体5块接种于液体培养基中,2 5、12 0 rmin条件下培养14d(液体培养基包括 15:葡萄糖31.2 6 gL-l,磷酸氢二钾1gL-,酵母提取物1.0 6 gL-1,磷酸二氢钾0.5gL-,七水合硫酸镁0.45gL-)。液体发酵培养时,按接种量10%(v/v),取种子液10 mL接种于9 0 mL液体培养基中,于2 5、120rmin条件下在恒温摇床中培养2 5d。1.3.2菌丝体生物量和胞外多糖含量的测定发酵结束后,采用抽滤的方法将菌丝体和发酵液分离。用蒸馏水将菌丝体清洗3次以除去培养基成分,烘干至恒重
11、后计算菌丝体生物量。发酵液于50 0 0 rmin离心2 0 min后收集上清液,加人无水乙醇充分混匀,4醇沉2 4h。将醇沉的液体于50 0 0 rmin离心15min取沉淀,用适量蒸馏水溶解,采用硫酸-苯酚法 14 测定胞外多糖含量。1.3.3微颗粒对菌丝体生物量和胞外多糖含量的影响选取不同粒径的氧化铝微颗粒(6 0 10 0、10 0 200、2 0 0 30 0、30 0 40 0 目),添加到液体培养基中(含有0.4gL-吐温8 0)至质量浓度为10 gL-l。将种子液按照10%的接种量接人液体培养基中,于2 5、120rmin条件下在恒温摇床中培养6 d后取出超声波处理15min,
12、放人摇床中继续培养19 d。取出测定菌丝体生物量和胞外多糖含量,探究加人微颗粒的最适粒径。1.3.4超声时间对菌丝体生物量和胞外多糖含量的影响在接种发酵后的第6 天开始用超声波分别处理0、5、10、15、2 0、2 5m i n,然后放人摇床中继续培养19 d(液体培养基中含有0.4gL-吐温8 0,2 0 0 30 0 目氧化铝10 gL-),培养结束后取出测定菌丝体生物量和胞外多糖含量,探究最适超声时间。1.3.5吐温8 0 对菌丝体生物量和胞外多糖含量的影响将种子液接人含有不同质量浓度吐温8 0(0.0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、2.0,3.0 g L-)的液体培养基,放人摇床
13、中培养2 5d(液体培养基含有2 0 0 30 0 目氧化铝10gL-,超声处理15min),测定菌丝体生物量和胞外多糖含量,探究加人吐温8 0 的最适质量浓度。1.3.6响应面试验设计基于上述单因素试验结果,以胞外多糖含量(Y)为响应值,选取吐温8 0 质量浓度(A)、微颗粒粒径(B)、超声时间(C)3个因素,根据Design Expert 10.0.7软件中Box-BehnkenDesign原理对其进行响应面试验设计,因素的水平与设计见表1。表1响应面试验因素和水平Table 1Response surface test factors and levels吐温8 0 质量浓度A水平微颗粒
14、粒径B超声时间CTween 80 massLevelMicroparticle size/目 Ultrasound time/minconcentration/(gL-l)-10.2601001500.41002002010.6200300251.3.7DPPH自由基清除能力的测定参照杨静等 16 的方法并稍加改动,用无水乙醇将DPPH配制成0.2mmolL-的DPPH溶液,将干燥的FLEP样品配制成1 5mgmL-不同质量浓度的溶液,分别取不同质量浓度的FLEP溶液4mL与1mL的DPPH溶液混匀,使其充分反应,室温下避光静置30 min后,在517 nm160037卷报农学核处测定混合溶液
15、的吸光度值。以合成抗氧化剂(BHA)作为阳性对照,根据公式(1)计算DPPH自由基清除率:清除率=1-(A,-A,)/A。)10 0%(1)式中,A。为DPPH溶液的吸光度;A,为样品或阳性对照加DPPH溶液的吸光度;A,为样品溶液的吸光度1.3.8亚铁离子螯合能力的测定参照高凡等17 的方法并稍加改动,将干燥的FLEP样品配制成1 5mg?mL-!不同质量浓度的溶液,分别取1mL不同质量浓度的FLEP溶液与0.1mL的氯化亚铁(2 mmolL-)和0.2 mL啡啰嗪-钠盐溶液(5mmolL-)混合,用3.7 mL的甲醇溶液补至5mL混合均匀,室温下静置2 0 min后于56 2 nm处测定吸
16、光度。以EDTA-2Na为阳性对照,按照公式(2)计算亚铁离子清除率:清除率=1-(A,-A,)/A100%(2)式中,A.为空白对照组的吸光度;A,为样品或阳性对照的吸光度;A,为含样品的空白对照组的吸光度。1.3.9ABTS自由基清除能力的测定采采用总抗氧化能力检测试剂盒(ABTS法)评价ABTS自由基清除能力。步骤参考试剂盒说明书,Trolox作为阳性对照以不同浓度的Trolox溶液作标准曲线定量测定FLEP的ABTS自由基清除能力,结果以mmolgTrolox当量值表示。1.3.10吸湿保湿性的测定吸湿性测定:参考文献18 并稍加改动。精密称取0.2 g干燥FLEP样品、甘油、透明质酸
17、、壳聚糖于恒重的称量瓶中,然后分别口放置于温度2 5、相对湿度43%和8 1%的恒温恒湿培养箱中,于0、3、6、9、12、2 4、36、48 h取出称量记录M,按照公式(3)计算吸湿率:吸湿率=(M,-M。)/M。10 0%(3)式中,M为吸湿t时间的样品质量;M.为干燥样品质量。保湿性测定:参照文献 19 并稍加改动。精密称取0.2 g干燥FLEP样品、甘油、透明质酸、壳聚糖于恒重的称量瓶中,加人5g蒸馏水将样品均匀润湿,然后分别放人温度2 5、相对湿度43%和干燥的硅胶环境中使其脱水,于0、3、6、9、12、2 4、36,48 h取出称量,按照公式(4)计算保湿率:保湿率=H,/H。10
18、0%(4)式中,H.为样品放置前的水分质量;H为样品放置后的水分质量。1.4数据处理采用SPSS21.0和Origin2021软件进行数据处理与分析,采用单因素方差分析显著性(Duncansmultiplerangetest),显著性水平为0.0 5;利用Origin2021软件制图;响应面试验设计分析采用DesignExpert10.0.7软件,所有试验设置3组平行。2结果与分析2.1微颗粒对菌丝体生物量和胞外多糖含量的影响丝状真菌在液体培养过程中大多以球状、团簇状及游离状存在。在培养基中添加微颗粒可以通过阻碍菌丝体的聚集来改变菌丝体形态,从而促进发酵产物的增加 2 0-2 1。不同粒径的微
19、颗粒对黄绿卷毛菇液体发酵产胞外多糖及菌丝体生物量的影响如图1所示。随着微颗粒粒径变小,胞外多糖(FLEP)含量呈现出先升高后降低的趋势。即:6 0 10 0、10 0 2 0 0、2 0 0 30 0 目的微颗粒可以促进FLEP的产生,其中10 0 2 0 0 目促进效果最好,为1.9 1gL-l,是对照组(1.40 gL-)的1.36 倍;添加30 0 40 0 目的微颗粒则抑制了FLEP的产生。由图1还可知,微颗粒对菌丝体的生长起到了促进作用,粒径越细促进效果越好,在30 0 40 0 目微颗粒的作用下,菌丝体生物量达到最大,为1.6 8 gL-,是对照组(1.2 1g L-)的1.39
20、倍。综上所述,微颗粒粒径越小,对菌丝体生物量和胞外多糖含量的促进效果越好。口胞外多糖含量+菌丝体生物量b1.62.0CHCCH1.4bC1.21.5士1.00.81.00.60.40.50.20.00.0060100100200200300300400微颗粒粒径Microparticlesize/mesh注:不同小写字母表示不同处理组之间差异显著(P0.05)。下同。Note:Different lowercase letters indicate significant differences betweendifferent groups(P0.05).The same as follow
21、ing.图1微颗粒粒径对菌丝体生物量和胞外多糖含量的影响Fig.1Effects of particle size on mycelial biomass andexopolysaccharide content超声时间对菌丝体生物量和胞外多糖含量的影响研究发现,低频率的超声(2 0 50 kHz)可以有效促进微生物细胞的生长及次级代谢产物的合成 2-2 3。由图2 可知,随着超声时间的延长,FLEP含量表现为先上升后下降,在超声时间5 2 0 min范围内,FLEP含1601黄绿卷毛菇胞外多糖发酵条件的优化及其生物活性研究8期口胞外多糖含量a+菌丝体生物量2.5bbb1.6王ab1.4b中b
22、2.0士C1.2H1.01.50.81.00.60.40.50.20.00.00510152025超声时间Ultrasound time/min图2不同超声时间对菌丝体生物量和胞外多糖含量的影响Fig.2Effects of different ultrasonic time on mycelial biomassand exopolysaccharide content量不断上升,并在超声时间为2 0 min时达到最高值(2.15g L-),是对照组(1.6 3gL-)的1.32 倍。随着超声时间的延长,菌丝体的生物量呈现先上升后下降再趋于平稳的趋势,在超声时间为5min时,菌丝体的生物量达
23、到1.6 5gL-1,为对照组(1.15gL-)的1.43倍,超声时间5和10 min时的菌丝体生物量无显著差异,继续延长超声时间,菌丝体的生物量均低于超声时间5min。综上所述,超声时间2 0 min是促进FLEP产量的最佳时间,而在超声时间5min时,菌丝体生物量达到最大。2.3吐温8 0 对菌丝体生物量和胞外多糖含量的影响吐温8 0 作为一种表面活性剂,具备良好的乳化性、溶解性以及降低表面张力的能力,已被证明可以促进大多数微生物菌丝体的生长及胞外多糖的产生 8.2 4。由图3可知,随着吐温8 0 质量浓度的不断增加,FLEP含量和菌丝体生物量均呈现先上升后下降的趋势。在吐温8 0 质量浓
24、度范围为0.2 0.6 gL-时,对FLEP含量表现出促进作用,并在0.4gL-时达到最大值(2.30 gL-),为对照组(1.8 5gL-)的1.2 4倍,而在质量浓度为0.8 3gL-时表现为抑制作用。菌丝体生物量在吐温8 0 质量浓度为0.2 0.6 gL时呈增加趋势,并在0.4gL-时达到最大值(2.0 6 gL-),为对照组(0.9 5gL-)的2.17 倍。综上所述,选择0.4gL-1作为促进FLEP产量与菌丝体生长的最佳吐温8 0质量浓度。2.4响应面试验结果与分析2.4.1响应面试验结果与方差分析综合单因素试验结果,以胞外多糖含量(Y)为响应值,对吐温8 0 质量浓度(A)、微
25、颗粒粒径(B)、超声时间(C)三因素进行响应面试验优化设计,试验设计与结果见表2,对回归方程进行方差分析,得到的结果见表3。CdH口胞外多糖含量2.5菌丝体生物量2.0baC2.0d1.5ee1.5士CC1.0d1.00.50.50.00.000.20.4 0.60.81.02.03.0吐温8 0 质量浓度Tween 80mass concentration/(gL)图3吐温8 0 质量浓度对菌丝体生物量和胞外多糖含量的影响Fig.3Effect of Tween 80 mass concentration on mycelialbiomass and exopolysaccharide co
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 黄绿 卷毛 菇胞外 多糖 发酵 条件 优化 及其 生物 活性 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。