药用菌新型固体发酵与中药生物工程

药用菌新型固体发酵与中药生物工程庄毅（南京中医学院药用菌研究室２１００２９）主题词药用真菌，发酵，生物医学工程我国是最早应用真菌入药的国家，研究、开发药用菌Ｂ益受到重视，但也存在一些问题。归属陈旧：传统上将药用菌归于植物类，但现代研究已证实真菌与植物...     

中药发酵技术研究进展

现代生物技术与中药传统发酵制药技术的有机结合为中药发酵技术的迅速发展提供了广阔的空间,与传统发酵工艺技术相比,现代中药发酵技术有了长足的进步。对现代中药发酵技术进行初步概述、总结,着重介绍当前发酵技术中的热点——药用真菌双向性固体发酵技术,而后对现代中药发酵技术的优势及前景进行探讨,为进一步的探索研究奠定基础。     

药用真菌白桦茸液体深层发酵条件优化的研究

目的研究采用液体发酵方法培养药用真菌白桦茸时,各种条件对白桦茸生物量形成的影响。方法采用碳源、氮源单因子实验及Plackett-Burman实验设计,筛选出最重要的几个因素,用minitab统计分析软件建立多元二次回归模型程并利用方差分析实验结果,并对最优条件做验证实验。结果在利用液体发酵法培养白桦茸时,酵母膏和装液量是对白桦茸液体培养生物量生成最重要的影响因素,培养的最适条件为温度为27℃,培养基中葡萄糖2%、磷酸二氢钾0.1%、硫酸镁0.05%、VB20.001%、氯化钙0.01%,酵母膏0.3%,装液量150 mL/250 mL,摇床转速140 r·min-1,在此条件下,实测细胞干重收率最高达到12.227 g·L-1。结论优化结果准确可靠,适用于白桦茸的液体发酵培养。     

高等真菌深层发酵生产有用生物活性物质

简单介绍了高等真菌深层发酵生产有用生物活性物质的种类、药用价值、结构和生物合成途径以及影响高等真菌深层发酵的因素，剖析了高等真菌大规模液体培养存在的问题，并展望了其发展前景。     

真菌功能性发酵制品研究创新途径

大型真菌（larger fungi）是一类独特的微生物。中国传统应用大型真菌是以其天然或人工培养的于实体（fruit body）或菌核（sclerotium）作为食用或药用部位。现代研究应用生物技术制备咸的各种真菌类功能性发酵制品,都是利用微生物的菌体（Mycelium,PI）或其代谢产物,都具有相同的生物合成机制,有相似的筛选研究程序和生产工艺。本文分析了各种不同性质、不同功能、不同用途的大型真菌发酵制品的研究现状;指出了中药微生物转化发酵研究的巨大价值;讨论了大型真菌与中药复方固体发酵工程的创新途径。     

茯苓的摇瓶补料发酵和发酵罐补料液体发酵

本文在茯苓摇瓶液体发酵条件研究的基础上,进一步探讨了茯苓的摇瓶补料培养液体发酵和发酵罐补料液体发酵的发酵工艺.新发酵工艺缩短了茯苓液体发酵的时间,并提高了茯苓菌体产量.     

钩吻发酵减毒的谱效关系

目的研究钩吻发酵解毒的机理。方法运用双向固体发酵原理与技术,将不同药用真菌接种到灭菌的钩吻药性基质上,在特定条件下进行发酵,得到药性菌质;用HPLC法对发酵前后菌质中的钩吻碱甲、钩吻素子、葫蔓藤碱甲、钩吻绿碱、葫蔓藤碱乙含量进行测定。结果相同发酵条件下,不同真菌对钩吻的发酵情况有所不同,灵芝、云芝、赤芝能够正常生长,其生物碱含量与钩吻生品比较呈下降趋势。结论双向固体发酵后菌丝体生长良好的菌质中,钩吻的液相色谱行为发生了质和量的变化。     

灵芪菌质发酵工艺初报

目的:探讨灵芪菌质发酵的工艺,验证药用真菌新型固体发酵的优越性.方法:将灵芝分别在普通基质、药性基质(含黄芪)、富硒药性基质中发酵,对三种基质中菌质的有效部位多糖的含量进行测定及动态研究,比较其变化.结果:三种基质中菌质有效部位多糖含量及其相对标准差分别为4.65%、1.61%,3.76%、1.99%,4.50%、1.86%;对灵芝和黄芪发酵组合的有效成分多糖、蛋白质及总皂苷进行动态变化研究,发现第28天是发生次生代谢最旺盛的时候,确定为发酵终点.结论:灵芝和黄芪发酵组合是可行的.     

中药内的菌物药

现代生命科学已确证真菌独立成为真菌界,又以其为主出现了“菌物”（fungi）的概念和名词。因此,以往归属于中药“植物药”内的“真菌类中药”应冠名为“菌物药”,仍归属于中药,这将有助于对其所研发的新药进行合理定位。菌物药具有“药用真菌”和“真菌药物”二类药用方式,前者以真菌自身组织入药（如灵芝、茯苓等）,后者是中药所独创也是唯一的一类生物制药工艺（如古代中药神曲和现代槐耳菌质）。新创立的基于药性基质的“双向固体发酵”工程取得了良好进展,如具抗病毒作用的“槐芪菌质”及对雷公藤进行解毒持效的“灵雷菌质”等;利用中药药渣作为药性基质,进行中药二次开发并涉及环境保护等研究已引起业内各方的高度重视,对此取得的新进展进行简要概述。     

五台山香蕈菌菌丝发酵及原生态扩繁研究

目的:筛选出3～5种菌种,确定小香蕈菌种的液体发酵配方,考察原生态扩繁的条件和方法,增加台蘑产量,开发真菌资源产品。方法:利用液体发酵确定最佳培养条件。结果:筛选出小香蕈、大香蕈、五台山杯菌(鸡爪子香蕈)、红银盘、白银盘五个菌种;确定液体发酵工艺:蔗糖1.0%,麸皮汁3.0%,玉米粉5.0%,土豆汁30%,NaNO3 0.2%,K2HPO40.1%,KCL 0.05%,FeSO4 0.001%;原生态扩繁。结论:最佳液体发酵工艺能大大提高小香蕈的菌丝浓度;原生态扩繁可以增加台蘑产量。     

红缘拟层孔菌液体发酵培养液条件的研究

目的：研究不同培养条件对红缘拟层孔菌菌丝产量和多糖量的影响。方法：通过单因素试验确定液体发酵培养的最佳温度、起始pH值、摇瓶装液量、接种量、摇床转速和发酵天数。结果：最适菌丝体液体发酵的条件是培养温度28 ℃,发酵液起始pH 6.5,250 mL摇瓶装40 mL培养液,接种量30％,摇床转速175 r / min,发酵9 d。结论：优选的培养条件有利于提高红缘拟层孔菌菌丝产量和多糖的量。     

甘草对液体发酵中槐耳菌丝体生长及多糖影响初探

[目的] 以槐耳菌丝体生物量及多糖为主要指标,探究槐耳-甘草液体共发酵中最佳甘草的添加量和发酵时长。[方法] 采用液体发酵技术,在液体发酵培养基中加入甘草提取液,共发酵获得槐耳-甘草共发酵产物,苯酚-硫酸法及DNS法结合测定多糖含量。[结果] 槐耳-甘草液体共发酵实验中,添加甘草8 g/L、发酵终点设为192 h时,槐耳生物量和胞内多糖产量达到最大值。[结论] 运用槐耳-甘草液体共发酵可以提高槐耳生物量及多糖的含量,为深入研究槐耳-甘草液体共发酵机制提供了理论依据。     

红缘拟层孔菌液体发酵培养基配方的研究

目的：研究不同培养基组成成分对红缘拟层孔菌菌丝产量和多糖量的影响,优选出的红缘拟层孔菌液体发酵培养基的最佳配方。方法：以菌丝体生物量和胞内多糖的量为指标,通过单因素试验确定液体培养基中最佳碳源、氮源及维生素B₁的用量。通过L₉(3⁴)正交试验确定红缘拟层孔菌的液体发酵培养基配方的最佳组合。结果：优选出的红缘拟层孔菌液体发酵培养基最佳配方为（g/100 mL）：大米粉5,酵母粉1,磷酸二氢钾0.1,硫酸镁0.15,维生素B₁0.04。结论：优选出红缘拟层孔菌的液体发酵培养基的最佳配方,为今后大规模液体发酵研究奠定了基础。     

红曲洛伐他汀的高产策略

红曲的药用价值和保健功效日益引人关注,其中洛伐他汀作为红曲主要的调脂因子成为科研热点和红曲产业发展的重点。概述红曲洛伐他汀的药理作用及其生物合成途径,并结合国内外的研究进展,从优化发酵工艺和菌种改良两个层面阐述提高红曲洛伐他汀产量的途径,并对今后的研究方向进行了展望。     

茯苓摇瓶液体发酵复合药性培养基及其化学成分研究

目的 筛选茯苓摇瓶液体发酵最适复合药性培养基,并对复合药性发酵茯苓的化学成分进行研究。方法 在不同复合药性培养基中进行茯苓摇瓶液体发酵,测定其胞外多糖和菌丝体产量。根据复合药性发酵茯苓化学成分的理化性质进行提取分离和定量测定。结果 在发酵基础培养基中添加0.75%薏苡仁和枸杞子组成最适复合药性培养基,茯苓菌丝体干质量达14.29 g/L,茯苓胞外多糖达8.22 g/L。药性发酵茯苓中总多糖、总糖、总灰分、氨基酸总量分别为25.35%、45.73%、4.79%、21.43%。结论 不同种类和不同数量的中药材组成的复合药性培养基对茯苓摇瓶液体发酵有较大影响,为其液体发酵产业化提供理论依据。     

大肠杆菌半胱氨酸合成途径强化对谷胱甘肽生物合成的影响

谷胱甘肽（Glutathione,GSH）是一种细胞中广泛存在的活性巯基短肽,因其具有重要的生理活性功能而得到广泛关注。通过在Escherichia coli MG1655中过表达3-磷酸甘油酸脱氢酶（PGDH）和丝氨酸酰基转移酶（SAT）,并与来源于Actinobacillus succinogenes的谷胱甘肽双功能合成酶GshF串联表达,成功构建了半胱氨酸合成途径强化的重组菌株。摇瓶发酵结果显示,在含有5 g/L葡萄糖的LB培养基中,重组菌株的生长相对于原始菌降低,但其GSH的产量达到了0.97 mmol/L,为原始菌的1.56倍,表明通过增加GSH合成前体半胱氨酸的供应可以显著提高GSH的生物合成水平。     

高密度发酵解脂假丝酵母生产RNA的工艺研究

为进一步优化RNA生产工艺,通过对解脂假丝酵母发酵培养,研究了pH、溶氧、还原糖浓度、高密度补料分批发酵和高密度连续发酵等因素对RNA产量及还原糖转化成菌体的转化率（g-DCW/g-reducing sugar）的影响。实验结果表明,最佳培养条件为pH 4,溶氧30%。在分批发酵中,培养基糖浓度为40 g/L时,最高DCW (dry cell weight)可达19.5 g/L,培养时间为8 h,RNA最高含量达到14.3%（g-RNA/g-DCW）,转化率为48.2%。在最佳pH和溶氧条件下进行pH-stat补糖分批发酵,控制罐内培养基糖浓度始终维持在15 g/L以下,最高核酸含量达到14.2%,转化率达到43.5%,最高菌体浓度35.6 g/L,比40 g/L糖浓度条件下分批发酵时的菌体浓度提高了75%。在此基础上进行高密度连续发酵,最终结果与高密度分批发酵相似。首次实现了高密度发酵解脂假丝酵母制备RNA。     

灵芝双向固体发酵雷公藤后菌质化学成分变化初步研究

目的 对灵芝双向固体发酵雷公藤所得菌质化学成分的变化进行初步研究,针对性地分离并鉴定出发酵过程中有明显变化规律的化学成分。方法 采用高效液相色谱法对雷公藤药材及灵芝双向固体发酵雷公藤所得到的不同时间点灵雷菌质的醋酸乙酯提取物进行化学成分分析,采用溶剂法、柱色谱法、高效液相制备法、核磁共振等对HPLC色谱图中部分具有明显变化规律的化学成分进行提取分离、结构鉴定。结果 与雷公藤生药相比,发酵所得菌质的液相色谱图具有明显规律性的改变;针对性地分离并鉴定出4个化合物,分别为12-甲氧基雷酚萜（1）、雷酚萜（2）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP,3）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP,4）;其中菌质中化合物DIBP、DBP的量随发酵时间的延长而降低。结论 灵芝双向固体发酵雷公藤的过程中,菌质中DIBP、DBP等邻苯二甲酸酯类有毒化合物的量降低。     

维生素C混菌发酵中地衣芽胞杆菌对氧化葡萄糖酸杆菌伴生活性的研究

对维生素C混菌发酵中地衣芽胞杆菌的伴生活性进行了研究。分别对单独培养、混合培养条件下地衣芽胞杆菌的生长特性进行分析,并以氧化葡萄糖酸杆菌的生长密度、产酸量为指标,考察地衣芽胞杆菌胞外液的伴生活性以及蛋白酶抑制剂对活性的影响。结果表明,活性物质在地衣芽胞杆菌对数生长期阶段合成并释放至胞外,使胞外液上清对氧化葡萄糖酸杆菌的生长和产酸产生促进作用。随着伴生菌培养时间的延长,其胞外上清活性也逐渐提高,18 h胞外液活性达到最高。蛋白酶抑制剂（苯甲基磺酰氟,PMSF）对胞外液活性并没有表现出抑制作用,可能没有参与伴生过程。     

马钱子发酵品中生物碱化学成分研究

目的 研究马钱子经朱红栓菌固体发酵产物（发酵品）的生物碱成分。方法 采用溶剂提取、硅胶柱色谱等方法对马钱子发酵品的生物碱成分进行分离纯化,根据化合物的理化常数和波谱数据鉴定其结构。结果 从马钱子发酵品中共分离得到10个生物碱成分,分别鉴定为士的宁（1）、马钱子碱（2）、伪士的宁（3）、16-甲氧基士的宁（4）、番木鳖次碱（5）、士的宁氮氧化物（6）、马钱子碱氮氧化物（7）、士的宁氯甲氯化物（8）、马钱子碱氯甲氯化物（9）和喜树次碱（10）。结论 马钱子发酵品的大部分化学成分仍然是吲哚类生物碱,其中仅有10是单萜吡啶生物碱,为首次从该种植物中分离得到;化合物4是首次从该植物的种子中分离得到;化合物8和9可能为氯仿提取过程中产生的人工加合物。迄今未见朱红栓菌中含有上述生物碱的报道。与生品相比,马钱子发酵品中生物碱成分发生了一定的变化,其中化合物4、6、7和10可能为发酵品新增成分,这些生物碱成分的鉴定为马钱子发酵“去毒存效”原理提供了理论依据。