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虫草菌液体悬浮培养条件研究

分类:虫草文献 作者:阳光虫草 评论:0 热度: 273 ℃

阳光虫草

虫草菌液体悬浮培养条件研究

虫草菌液体悬浮培养条件研究

摘要通过单因素试验对虫草菌的液体悬浮培养条件进行优化,确定虫草菌的最优培养条件为:培养温度24 ℃,培养基初始ph值6.0,500 ml摇瓶装液150 ml,摇床转速150 r/min。在此条件下培养96 h,菌体干重最高达到10.43 g/l。

关键词虫草菌;液体悬浮培养;培养条件

中图分类号s567.35文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)22-0040-02

researchonfluidsuspensioncultureconditionofcordyapssinensis

ma feng-qinhe gui-fangzhao jin-ping

(helan montain national nature reserve administration,ningxia hui nationality autonomous region,yinchuan ningxia 750021)

abstractthe liquid suspension culture conditions of cordyceps sinensis were optimized by single factor experiments.the optimum cultivation conditions of cordyceps sinensis were as follows:24 ℃of cultivation temperature,6.0 of initial ph value,150 ml/500 ml of the medium volume in the flask and 150 r/min of rotation speed on shaker. in the optimum cultivation conditions,diried weight of mycelium reached to 10.43 g/l after culturing 96 h.

key wordscordyceps sinensis;fluid suspension culture;cultivation conditions

冬虫夏草(cordyceps sinensis )又名虫草,是麦角科真菌冬虫夏草寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上形成的子座及幼虫尸体的复合物[1-2],是一种重要的药用真菌。天然冬虫夏草由于其严格的寄生性及特殊的生长环境,造成资源十分紧张,加之近年来对野生虫草的滥挖滥采,使自然界中野生虫草资源越来越少,目前已经濒临灭绝状态[3]。

对虫草菌进行液体深层培养,大量生产菌丝体,并从菌丝体以及培养液中提取虫草有效物质,可以避免人工栽培过程周期长,易受气候、土壤和病虫害等不利因素影响,而且通过筛选高产菌株,控制培养条件可以获得较高浓度的生物活性物质,更有利于大规模工业化生产,是一种非常有应用前途的方法[4-6]。目前已有一些以虫草菌营养物为原料的产品在市场销售。

虫草菌生长受到其培养条件的影响,对培养条件进行优化可以显著提高虫草菌的产量[7-8]。该文采用摇瓶培养的方法,对液体悬浮培养条件下虫草菌的生长规律进行研究,并对虫草菌的培养条件进行优化,以为虫草菌的规模化培养和工业化生产提供参考资料。

1材料与方法

1.1试验材料

菌种为蛹虫草(cordyceps sinensis),由宁夏大学生物发酵研究所提供。

培养基有2种:①斜面培养基:马铃薯200 g,去皮切成小块,加入1 000 ml水中,煮沸30 min,3层纱布过滤,滤液再用9层纱布过滤,取滤液,加入葡萄糖20 g,琼脂粉20 g,定容至1 000 ml。②液体培养基:马铃薯200 g(制备浸提液,方法同斜面培养基),葡萄糖20 g/l,蛋白胨10 g/l,kh2po4 3.0 g/l,mgso4・7h2o 1.5 g/l。

1.2培养方法

1.2.1种子培养。从斜面菌种中用接种钩切约1 cm2菌种块,接入装有液体培养基的250 ml摇瓶中,摇振培养72 h。

1.2.2发酵培养。根据试验设计盛装不同体积培养基,按10%接种量接种种子液,置不同培养条件下培养,具体如下:①于500 ml三角瓶中装150 ml种子液,24 ℃、150 r/min摇振培养,测定不同时段的菌体量。②于500 ml三角瓶中接种150 ml种子液,分别在20、22、24、26、28 ℃条件下,150 r/min摇振培养96 h,测定生物量。③于500 ml三角瓶,接种150 ml种子液,培养基初始ph值分别调节为4.5、5.0、5.5、6.0、6.5,24 ℃、150 r/min摇振培养96 h,测定菌体量。④于500 ml三角瓶中分别接种100、150、200 ml种子液,24 ℃、150 r/min摇振培养96 h,测定生物量。⑤于500 ml三角瓶中接种150 ml种子液,培养基初始ph值6.0,培养温度24 ℃,分别在100、150、200 r/min 3个转速下摇振培养96 h,测定生物量。

1.3菌体量测定

取100 ml发酵液,4 000 r/min离心20 min,弃上清液,水洗3次,离心收集菌体,80 ℃烘干至恒重,干燥器中冷却到常温,称重。

2结果与分析

2.1虫草菌生长曲线

从图1可以看出,0~24 h内虫草菌生长缓慢,为延滞期,24 h后菌体迅速生长,96 h时菌体干重达到最大值6.95 g/l,之后菌体量随培养时间的延长而有所下降。

2.2培养温度对冬虫夏草菌生长的影响

从图2可以看出,在20、22、24、26、28 ℃ 5个不同温度下培养96 h,菌体量分别为8.72、10.25、10.43、7.41、5.70 g/l。从试验结果可知,较低的培养温度有利于虫草菌生长,其培养的最适温度应为24 ℃。

2.3初始ph值对冬虫夏草细胞生长的影响

从图3可以看出,虫草菌生物量随着培养液初始ph值的升高而增加,初始ph值为6.0时获得最大菌体干重为10.15 g/l,随着培养液初始ph值进一步升高,菌体生物量开始下降。因此,虫草菌培养液的最适初始ph值为6.0。

2.4装液量对冬虫夏草细胞生长的影响

从图4可以看出,培养到第96 h,在50、150、200 ml 3个装液量条件下,菌体干重分别为10.76、10.05、7.51 g/l。在摇床转速一定的情况下,摇瓶装液量直接影响到培养液的溶氧值。装液量越大,则溶氧值越低。在装液量为200 ml时,由于培养液中溶氧不足,菌体生物量最低。而装液量为100 ml时,由于培养液中溶氧充分而获得了最大菌体生物量。与装液量为100 ml相比,装液量为150 ml时菌体生物量略有降低,但单位摇瓶产量较高。因此,确定500 ml摇瓶装液量为150 ml。

2.5摇床转速对虫草菌生长的影响

从图5可以看出,150 r/min时获得的虫草菌生物量最大,而100 r/min时获得的生物量最小,这可能是因为100 r/min时培养液的溶氧值过低,不利于菌体生长。所致丝状真菌在液体深层培养过程中主要以菌丝球的形态生长,菌丝球的形成在一定程度上阻碍氧和营养成分的传递,从而影响菌体的生长。较高的摇床转速有利于培养过程中的混合和传质,但转速过高时由于产生较大的剪切力,对菌体造成伤害,从而影响了最终的生物量。

3结论

通过采用单因素试验对虫草菌的液体悬浮培养条件进行优化,确定虫草菌的最优培养条件为:培养温度24 ℃,培养基初始ph值6.0,500 ml摇瓶装液150 ml,摇床转速为150 r/min。在此条件下培养96 h,菌体干重最高达到10.43 g/l。

4参考文献

[1] w f,chang,p c,chou c j et al.protein constituent contributes to the hypotensive and vasorelaxant activities of cordyceps sinensis[j].life sci-ence,2000,66(14),1369-1376.

[2] hso t h,shiao l h,hsieh c,et al.a comparison of the chemical composition and bioactive ingredients of the chinese medicinal mushroom dongchongxiacao,its counterfeit and mimic,and fermented mycelium of cordyceps sinensis[j].food chemistry,2002,78(4):463-469.

[3] 肖宏亮,高孔荣.冬虫夏草及其菌丝体研究进展[j].中国食用菌,1997,16(2):3-5.

[4] 余晓斌,罗长才,缪静.冬虫夏草多糖提取工艺的优化[j].中草药,2002,33(12):1086-1087.

[5] 宾文,于荣敏,白秀峰.人工培养蛹虫草多糖的研究,沈阳药科大学学报[j].2000,17(5):361-364.

[6] 许周善,周晓燕.冬虫夏草多糖的研究进展[j].工业微生物,2000,30(1):56-57.

[7] 余晓斌,罗长才,缪静.ph值对冬虫夏草深层发酵的影响[j].食品与发酵工业,2002,29(3):98-100.

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