程俊文,賀亮*,胡傳久,魏海龍,付立忠,鄒景泉,韓素芳,韋朝陽(yáng)
(1.浙江省林業(yè)科學(xué)研究院,浙江省森林資源生物與化學(xué)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,杭州 310023;2.浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,杭州 310058)
桑黃(Phellinusigniarius)俗稱桑黃菇、桑臣、桑耳等,是一種珍貴的大型藥用真菌。目前,桑黃是國(guó)際公認(rèn)的生物抗癌領(lǐng)域中效果最好的真菌[1]。桑黃具有抗癌、抗炎、抗氧化、提高免疫力、保肝護(hù)肝等多種藥用功效[2-3],現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,三萜、多糖和黃酮類物質(zhì)是其關(guān)鍵藥性成分[4]。目前,桑黃在國(guó)際市場(chǎng)上供不應(yīng)求,野生桑黃資源有限,桑黃的人工栽培研究在國(guó)內(nèi)又剛剛起步,因此,采用液體發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行桑黃的規(guī)?;a(chǎn)具有廣闊的前景。
中藥中含有豐富的纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、脂類等營(yíng)養(yǎng)成分以及萜類、黃酮類、生物堿、皂甙類等活性物質(zhì)[5],有研究表明,在培養(yǎng)基中添加適量中藥成分,可促進(jìn)藥用真菌的生長(zhǎng)或提高活性產(chǎn)物的產(chǎn)量[6],但中藥在桑黃液體發(fā)酵上的應(yīng)用尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究選用5味不同中藥添加到桑黃發(fā)酵培養(yǎng)基中,探究中藥對(duì)其菌體生長(zhǎng)、代謝產(chǎn)物的合成的影響,為提高桑黃活性物質(zhì)的液體發(fā)酵生產(chǎn)探索一條新的途徑。
桑黃(Phellinusigniarius):由浙江省林業(yè)科學(xué)研究院生物技術(shù)研究所實(shí)驗(yàn)室保藏。
1.1.2 中藥材
薏苡仁、苦蕎、銀杏葉、連翹、金銀花購(gòu)自杭州華東醫(yī)藥中藥材分公司,粉碎后備用。
1.1.3 培養(yǎng)基
斜面培養(yǎng)基(PAD):馬鈴薯浸出液200g/L,葡萄糖20g/L,瓊脂15g/L,pH自然,在121℃下滅菌30min,備用。
液體種子培養(yǎng)基:葡萄糖20g/L,酵母粉5g/L,KH2PO41.0g/L,MgSO40.5g/L,pH 自然,在121℃下滅菌30min,備用。
液體發(fā)酵培養(yǎng)基:葡萄糖20g/L,酵母粉3g/L,蛋白胨4g/L,KH2PO41.0g/L,MgSO40.5g/L,pH自然。
1.1.4 主要儀器
可見(jiàn)分光光度計(jì)(U-1900);超凈工作臺(tái)(SWCJ-2F);電子分析天平(BSA224S);高壓滅菌鍋(SX500);恒溫振蕩器(ZHWY-211B);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(R-210);多功能高速離心機(jī)(CL31R);真空干燥箱(DZF6020);冷凍干燥機(jī)(LGJ-10C)等。
1.2.1 中藥提取液的制備
稱取適量中藥材(已粉碎,過(guò)60目),加6倍水浸泡0.5h,用電爐煎熬,調(diào)整適當(dāng)?shù)募訜釡囟?,保持溫和的沸騰狀態(tài),煮沸30min,過(guò)濾收集提取液。重復(fù)提取1次,合并2次藥汁,用8層紗布過(guò)濾,所得藥汁用于桑黃液體搖瓶培養(yǎng)。
1.2.2 搖瓶液體培養(yǎng)
種子液培養(yǎng):將在PDA斜面培養(yǎng)基中活化后的桑黃菌種,取5mm2(即黃豆大?。┙尤霚缇蠓N子液培養(yǎng)基中,150mL/500mL錐形瓶,28℃,130 r/min下?lián)u床培養(yǎng)7d。
液體發(fā)酵:將一定量的中藥水提物加入液體發(fā)酵培養(yǎng)基中,充分溶解混勻,分裝于500mL錐形瓶中,裝液量為200mL,將裝有培養(yǎng)基的錐形瓶放入高溫滅菌鍋中,在121℃下滅菌30min。冷卻后以10% 的接種量接入培養(yǎng)基中,在25℃,60r/min搖床中培養(yǎng)5d。每個(gè)試驗(yàn)設(shè)3個(gè)平行,并設(shè)置1組對(duì)照試驗(yàn)(不添加中藥水提物的液體發(fā)酵培養(yǎng)基,其他條件相同)。
1.2.3 菌絲生物量的測(cè)定
發(fā)酵液經(jīng)離心,沉淀,用水洗滌3次,再次離心,沉淀的菌絲體,置于65℃的干燥箱內(nèi)干燥至恒重,稱重得桑黃生物量。
1.2.4 胞外多糖含量的測(cè)定
取發(fā)酵上清液,加4倍95%乙醇沉淀,4℃放置24h,3000r/min離心20min,棄去上清液,用85%乙醇洗滌沉淀兩次,3000r/min離心20min棄去上清液。所得沉淀待酒精完全揮發(fā)后,溶于蒸餾水以硫酸-苯酚法進(jìn)行測(cè)定[7]。
表1 中藥提取物對(duì)桑黃深層發(fā)酵的影響
由表1可知,從桑黃發(fā)酵生物量來(lái)看,在所試驗(yàn)的5種中藥水提物中,銀杏葉、苦蕎、薏苡仁對(duì)桑黃菌絲體的生長(zhǎng)具有較好的促進(jìn)作用,這3種中藥對(duì)應(yīng)各組的生物量分別是對(duì)照組的1.29~1.54倍;金銀花、連翹對(duì)桑黃生長(zhǎng)具有一定的抑制作用,生物量為對(duì)照的61.9%和47.4%。
從桑黃發(fā)酵胞外多糖來(lái)看,在所試驗(yàn)的5種中藥水提物中,銀杏葉、薏苡仁、苦蕎對(duì)桑黃胞外多糖的生長(zhǎng)具有一定的促進(jìn)作用,這3種中藥對(duì)應(yīng)各組的胞外多糖分別是對(duì)照組的1.16~1.59倍;金銀花、連翹對(duì)桑黃胞外多糖生成具有一定的抑制作用,胞外多糖僅為對(duì)照的41%和44.5%。
圖1 不同中藥對(duì)桑黃深層發(fā)酵菌絲生物量的影響
由圖1可知,薏苡仁、苦蕎和銀杏葉3味中藥在低濃度時(shí)均能促進(jìn)桑黃的生長(zhǎng),但隨著添加量的增加,其生物量呈現(xiàn)了下降的趨勢(shì),說(shuō)明這幾味中藥的用量應(yīng)該控制在一定范圍內(nèi),其中薏苡仁和苦蕎的最佳添加量在2%,銀杏葉的最佳添加量在4%。在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi),金銀花和連翹隨著濃度的增加,對(duì)桑黃深層發(fā)酵菌體生長(zhǎng)的抑制作用越明顯。
圖2 不同中藥對(duì)桑黃深層發(fā)酵胞外多糖生產(chǎn)的影響
由圖2可知,薏苡仁、苦蕎和銀杏葉3味中藥在低濃度時(shí)均能促進(jìn)桑黃胞外多糖的分泌,但隨著添加量的增加,其胞外多糖都呈現(xiàn)了下降的趨勢(shì),說(shuō)明這幾味中藥的用量應(yīng)該控制在一定范圍內(nèi),其中薏苡仁和苦蕎的最佳添加量在2%,銀杏葉的最佳添加量在4%。在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi),金銀花和連翹隨著濃度的增加,對(duì)桑黃深層發(fā)酵菌體生長(zhǎng)的抑制作用越明顯。
中藥中的成分與藥用真菌的生長(zhǎng)代謝間存在著相互作用,因此中藥中的某些成分可能刺激藥用真菌的生長(zhǎng)或活性代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生[8]。本文開(kāi)展了添加多種中藥進(jìn)行桑黃發(fā)酵的試驗(yàn)研究,對(duì)適合桑黃發(fā)酵的中藥種類進(jìn)行篩選,以期提高桑黃液體發(fā)酵菌絲體生長(zhǎng)及其胞外多糖的生產(chǎn)。研究表明,薏苡仁、苦蕎和銀杏葉這3味中藥在低添加量時(shí),不僅對(duì)桑黃深層發(fā)酵菌絲體生長(zhǎng)有促進(jìn)作用,還能促進(jìn)胞外多糖的分泌,隨著添加量的升高,生物量和胞外多糖在一定劑量下都出現(xiàn)了峰值。金銀花和連翹對(duì)桑黃桑黃深層發(fā)酵菌絲體生長(zhǎng)和胞外多糖的分泌具有一定的抑制作用。至于中藥對(duì)桑黃發(fā)酵的影響機(jī)理目前尚不清楚,還有待于進(jìn)一步研究。
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