竹黄菌的发酵产竹红菌素的研究

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1、江南大学博士学位论文竹黄菌发酵产竹红菌素的研究姓名:梁晓辉申请学位级别:博士专业:发酵工程指导教师:廖祥儒20090601摘要摘要竹黄是我国民间药用真菌,其主要生物活性成分为竹红菌素。本文筛选到一株产竹红菌素的竹黄菌株并对其进行了鉴定,然后围绕其色素组成成分鉴定、固态发酵产色素条件和产色素的生理特征展开了研究,得到了如下主要结果:采用平板筛选到一株产竹红菌素的竹黄菌株,命名为.。通过分子生物学鉴定,确认该菌株隶属于竹黄属。聚类分析表明,该菌株与中已经提交的竹黄菌序列相似度分别为%和%..。在无性世代的菌丝上发现了较小的分生孢子器岬×和分

2、生孢子一般,之前的文献中未曾有报道。对发酵菌丝的组成成分研究表明,其营养组分与子座差异较大,但竹红菌素含量接近。利用制备反相高效液相色谱法,对竹黄菌株固态条件下所产的色素进行了分离,发现固态发酵条件下所获得的色素有个主要组分,采用及”及质谱法对其中的种组分进行了鉴定。结果表明,这种组分分别为竹红菌甲素、竹红菌乙素、竹红菌丙素和痂囊腔菌素。其中为首次从竹黄中分离到。竹黄菌株.生长需要较充足的营养条件,在营养贫乏的固态基质如米糠、甘蔗渣、锯末、竹屑、秸秆、橘皮和玉米芯等上几乎不生长。色素产生需要合适的基质,主要是淀粉含量高的~些谷物如大米、

3、小米、小麦、黑米、玉米、高粱和荞麦等及某些副产品如麸皮。利用大豆及豆粕作为基质时,菌体生长良好,但无色素生成。色素的产生与基质的淀粉/蛋白比值/有很大关系,只有当/大于.时才会产生色素。此外,色素各组分百分含量还受到发酵基质的影响,其中是色素的主要组分通常超过%,以小米和高粱为基质时菌株不产。研究表明,发酵基质中淀粉酶活力和蛋白酶活力均比较低。淀粉酶活力和还原糖含量变化非常一致,在一定时间内可以反映菌体量的变化。但两种酶与菌体产色素无直接关系。以玉米渣作为固态发酵基质,采用三角瓶进行固态发酵实验。首先通过单因素法对固态基质产色素条件进行

4、了初步优化,然后通过响应面设计对培养基进一步优化,最后获得的优化培养基为:玉米渣粒径.一.、麸皮、初始含..水量%、初始.,、葡萄糖.、?,培养温度℃,相对湿度为%~%,发酵周期。在此条件下色素产量为./干基,约为优化前的倍。实验还发现氮源的种类和添加量对色素的产生有着极为明显的影响。在一定范围内,无机氮源中的及有机氮源中的牛肉膏、酵母膏有利于色素的产生,而无机氮源中的尿素和某些铵盐地、和等及有机氮源中蛋白胨对色素的合成具有强烈抑制作用。金属离子对色素的合成也有一定影响:、矿及利于色素产生,则有抑制作用。根据固态发酵过程数据,构建了菌体

5、生长、色素合成和底物残糖消耗动力学模型。采用液态发酵的方法,对菌体产色素过程中的生理特征进行了研究,发现菌体摘要在产色素时氧化水平较高丙二醛含量升高,这表明菌体在产色素时受到了色素的氧化胁迫作用。总抗氧化力变化比较小,说明菌体启动了抗氧化机制维持了胞内及胞外氧化/还原水平的平衡。研究发现,在发酵左右加入终浓度/的过氧化氢可以促进色素的产生,一定强度的光照//也可以促进平板培养和液态发酵条件下色素的合成。上述结果说明色素对菌体的氧化胁迫作用可促进色素的分泌,属于一种正反馈机制。关键词:竹红菌素:结构;固态发酵;优化;氧化胁迫;竹黄....

6、:.,...%%谢,,.?岬Ⅲ.,..?.谢?.,.,..,,,..,...,,,...,,/./,..,%,...?.,,....:.一.,....,%,,‘,.%一%,,..,/..,.,,,...,。十...,./.,“/.//.,.:;;?;;;.独创性声明本人声明所呈交的学位论文是苯人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均

7、已在论文中作了明确的说明并表示谢意。日签名:煎鳖塾期:鬯:宰:刍:夏关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定:江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文,并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定.签导师签名:名:望益盥日期:第一章绪论第一章绪论.茈醌类色素..简介茈醌类色素主要由真菌产生【见表,图.。根据其化学结

8、构,可以将茈醌类色素分为种类型:弗来菌素型。其结构特征为:在,,,位均有甲氧基取代或者,位次甲氧基,在,位有侧链取代,在和之间有双键。该类型花醌类化合物包括弗莱菌素、枝孢素、痂囊腔菌素、尾孢素和竹红菌素等;