張蕊多,劉煥煥,郭 楓,辛 宇,邱智東,王偉楠*
(長春中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,吉林 長春 130117)
不同誘導(dǎo)因子對(duì)靈芝菌液體發(fā)酵的影響研究進(jìn)展
張蕊多,劉煥煥,郭 楓,辛 宇,邱智東,王偉楠*
(長春中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,吉林 長春 130117)
靈芝是我國著名的藥食兩用真菌,近年來對(duì)靈芝菌絲體的液體發(fā)酵研究取得了較好的成果。該文綜述了不同種類的誘導(dǎo)因子(無機(jī)鹽、生長因子及非必須營養(yǎng)因子等)對(duì)靈芝液體發(fā)酵的影響,旨在提高靈芝液體發(fā)酵產(chǎn)物的品質(zhì),為靈芝液體發(fā)酵培養(yǎng)條件的優(yōu)化研究奠定理論基礎(chǔ),以及為靈芝液體發(fā)酵技術(shù)的推廣應(yīng)用提供參考。
靈芝;液體發(fā)酵;誘導(dǎo)因子;無機(jī)鹽;研究進(jìn)展
靈芝(Ganoderma lucidum)古時(shí)亦稱“仙草”、“瑞草”,是擔(dān)子菌綱多孔菌目靈芝科靈芝屬真菌,始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,具有益心氣、安精魂、補(bǔ)肝益氣、堅(jiān)筋骨的功效。靈芝的菌絲、孢子和子實(shí)體均可利用,現(xiàn)代藥理研究表明,其主要生物活性成分有多糖類、三萜類、多肽類、甾醇類、核苷類和生物堿類等[1],對(duì)于增強(qiáng)人體免疫力,調(diào)節(jié)血糖、血壓,輔助腫瘤放、化療,保肝護(hù)肝,治療慢性支氣管炎、冠心病,促進(jìn)睡眠等均具有顯著作用[2-3]。
傳統(tǒng)栽培靈芝因環(huán)境因素和生長條件難以控制,子實(shí)體中活性成分質(zhì)量不穩(wěn)定且生產(chǎn)效率低。目前利用現(xiàn)代生物技術(shù)通過液體發(fā)酵生產(chǎn)靈芝菌絲體,工藝簡便、材料易得、副產(chǎn)物少、占空間少、周期短(10~12 d)、產(chǎn)量高,可在短時(shí)間內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn),為集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化的靈芝活性成分開發(fā)創(chuàng)造有利條件[4-5]。液體發(fā)酵中培養(yǎng)基是靈芝賴以生存的環(huán)境,近年來研究表明[6-8],除了碳源和氮源,不同成分、比例的誘導(dǎo)因子對(duì)靈芝菌絲的生長狀態(tài)、得率及活性成分含量有著重要的影響。
液體發(fā)酵中的誘導(dǎo)因子包括無機(jī)鹽、生長因子及非必須營養(yǎng)因子等。無機(jī)鹽是靈芝深層液體發(fā)酵中必不可少的一類營養(yǎng)物質(zhì),它們是酶活性中心的組成成分和酶的激活劑,參與調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓、控制細(xì)胞氧化還原電位、維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;生長因子是一些特殊的相對(duì)分子質(zhì)量小的有機(jī)化合物,與靈芝活性成分代謝有著密切的關(guān)系;其他非必需營養(yǎng)因子如脂肪酸、茉莉酸甲酯、水楊酸、褪黑素、木質(zhì)素、中藥提取物等,它們添加到培養(yǎng)基后可改善靈芝菌體生長極差的狀態(tài)。因此對(duì)培養(yǎng)基中誘導(dǎo)因子的探討也是提高靈芝生物量、靈芝多糖和靈芝酸產(chǎn)量的必要過程[9-12]。
本文通過綜述了不同誘導(dǎo)因子對(duì)靈芝菌液體發(fā)酵的影響,以明確目前靈芝液體發(fā)酵領(lǐng)域中所應(yīng)用的各種不同誘導(dǎo)因子(無機(jī)鹽、生長因子和非必需營養(yǎng)成分)在靈芝生物量積累、靈芝多糖以及靈芝酸的生物合成過程中所扮演的角色。
1.1 磷、鉀、鎂元素
靈芝在液體發(fā)酵過程中需要添加無機(jī)鹽使菌絲正常生長,最基本元素為磷、鉀和鎂[13]。磷參與糖代謝,影響菌體的呼吸作用;鎂存在于細(xì)胞膜和細(xì)胞壁中,參與菌體生長,含量太少會(huì)影響碳源的氧化;鉀是靈芝酸合成過程中各種酶的激活劑,可以維持細(xì)胞內(nèi)酸堿平衡,同時(shí)還為菌體生長供應(yīng)適宜的滲透壓環(huán)境[14-16]。
金德寬[17]探討了不同培養(yǎng)基組成對(duì)靈芝菌絲體生物量和靈芝酸產(chǎn)量的影響,結(jié)果表明,隨著培養(yǎng)基中K2HPO4和MgSO4質(zhì)量濃度的增加,菌絲體生物量和靈芝酸產(chǎn)量均有所增加;但當(dāng)MgSO4質(zhì)量濃度>1.5 g/L后,靈芝酸的產(chǎn)量則呈下降的趨勢(shì)。張冬雪等[18]考察了不同無機(jī)鹽對(duì)靈芝菌合成β-葡聚糖的影響,發(fā)現(xiàn)添加K2HPO4后,β-葡聚糖得率最高且明顯高于其他無機(jī)鹽,并通過濃度梯度試驗(yàn)確定,當(dāng)K2HPO4質(zhì)量濃度≤1.5 g/L時(shí),β-葡聚糖得率隨K2HPO4質(zhì)量濃度增加而增大。張璐等[19]在固定碳源和氮源的前提下,分別改變無機(jī)鹽的濃度梯度進(jìn)行培養(yǎng),結(jié)果表明,不同質(zhì)量濃度無機(jī)鹽的添加對(duì)于靈芝多糖的產(chǎn)生均有一定的正向促進(jìn)作用,在以1.5 g/L MgSO4為無機(jī)鹽的培養(yǎng)基中胞外多糖得率最大,進(jìn)一步通過響應(yīng)曲面分析試驗(yàn)得出蛋白胨與MgSO4的交互作用對(duì)胞外多糖產(chǎn)量有顯著影響。以上結(jié)果表明,添加一定質(zhì)量濃度的P、K和Mg元素可以促進(jìn)靈芝菌絲體生長并提高胞外代謝物產(chǎn)量。
1.2 鈣、鐵、錳元素
鈣、鐵、錳元素在液體深層發(fā)酵中也有著至關(guān)重要的作用。鈣離子有調(diào)節(jié)細(xì)胞通透性的作用,可調(diào)節(jié)培養(yǎng)液中磷酸鹽的含量,與細(xì)胞壁的穩(wěn)定性有關(guān);鐵離子是細(xì)胞色素、細(xì)胞色素氧化酶和過氧化氫酶等的組分,是細(xì)胞色素和氧化還原反應(yīng)必不可少的電子載體,在電子傳遞體系中起至關(guān)重要的作用[20];錳元素參與過氧化物歧化酶的活動(dòng),也是磷酸烯醇式脫羧酶、檸檬酸合成酶的輔助因子[21]。
蔡愛群等[22]以赤芝和松杉靈芝為研究對(duì)象,開展了不同含量的Ca2+、Fe2+、Mn2+對(duì)靈芝菌絲體生物量影響的實(shí)驗(yàn)研究。由于不同品種的靈芝對(duì)微量元素的敏感程度不同,因此在液體發(fā)酵過程中根據(jù)不同菌株的特性適量添加無機(jī)鹽。在200~1 200 mg/L范圍內(nèi),隨著Ca2+質(zhì)量濃度的增加,赤芝生物量逐漸減少,而松杉靈芝在Ca2+質(zhì)量濃度為200 mg/L時(shí)生物量最高,之后出現(xiàn)生長抑制現(xiàn)象,其生物量低于空白對(duì)照組;當(dāng)Fe2+質(zhì)量濃度在200~600 mg/L范圍內(nèi)時(shí),赤芝和松杉靈芝的生物量均高于空白對(duì)照組,若質(zhì)量濃度超過此范圍,兩種靈芝的生物量明顯降低;當(dāng)Mn2+質(zhì)量濃度為400mg/L時(shí),兩種靈芝的生物量均達(dá)到最高。熊艷森等[23]研究不同含量Ca2+、Fe2+對(duì)液體搖床培養(yǎng)靈芝的菌絲體生長、胞外多糖及菌絲體鈣、鐵含量的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),靈芝胞外多糖含量和菌絲體中鈣含量最高的最適Ca2+含量為200 mg/L。當(dāng)發(fā)酵液中Fe2+含量為1 000 mg/L時(shí),靈芝胞外多糖和菌絲體中鐵含量最高。李宇偉等[24]考察了Fe2+含量對(duì)靈芝多糖生物合成的影響,結(jié)果表明,當(dāng)液體培養(yǎng)基中Fe2+含量達(dá)到0.2%時(shí),靈芝多糖產(chǎn)量最高,為6.216 g/L,每克干菌絲產(chǎn)胞內(nèi)粗多糖達(dá)428.9 mg。葉麗云等[25]在靈芝的液體培養(yǎng)基中加入10 mol/L Ca2+誘導(dǎo)后,靈芝酸的含量比對(duì)照組提高了64%,多糖含量提高了34%。XU Y N等[26]發(fā)現(xiàn)Mn2+通過調(diào)節(jié)鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)改善靈芝酸產(chǎn)量,在培養(yǎng)基中加入10 mmol/L的MnCl2,12 d時(shí)靈芝菌絲的生物量及靈芝酸產(chǎn)量均達(dá)到最高。
1.3 鋅、銅、硒、稀土元素
在微生物細(xì)胞生長繁殖過程中,鋅、銅、硒、稀土元素也可以作為其生理活性物質(zhì)的組成或生理活性作用的調(diào)節(jié)物。鋅離子參與乙醇脫氫酶、乳酸脫氫酶、堿性磷酸酶、醛縮酶、核糖核酸(ribonucleic acid,RNA)與脫氧核糖核酸(deoxyribonucleicacid,DNA)聚合酶的活動(dòng);銅離子存在于細(xì)胞色素氧化酶中,參與加氧酶的活動(dòng);硒參與甘氨酸還原酶和甲酸脫氫酶的活動(dòng);稀土元素具有廣泛的生物學(xué)功能,能夠促進(jìn)植物的生長以及細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物的合成[27-29]。
譚才鄧等[30]實(shí)驗(yàn)證明,低含量的Zn2+可以促進(jìn)靈芝菌絲生長和靈芝多糖合成,當(dāng)Zn2+含量為0.01%時(shí),菌絲體生物量最高為6.38 g/L,菌絲多糖含量可達(dá)4.92%;但隨著Zn2+含量的升高,菌絲生長受到不同程度的抑制。魏賽金等[31]研究了不同Zn2+添加量對(duì)靈芝液體培養(yǎng)富鋅的影響,結(jié)果顯示菌絲體鋅含量隨著培養(yǎng)液中Zn2+添加量的增加而有上升趨勢(shì),當(dāng)Zn2+添加量為300mg/L時(shí),菌絲體的富鋅能力最強(qiáng),含鋅量高達(dá)25.09mg/g,鋅元素的富集增長率達(dá)到135.14%,胞外多糖含量為57 g/L;但當(dāng)Zn2+添加量超過300 mg/L時(shí),隨著Zn2+添加量的增加,靈芝菌絲體中鋅含量顯著下降。鮑銳[32]采用單因素法研究了Cu2+對(duì)靈芝深層發(fā)酵的影響,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加入100 μmol/L硫酸銅時(shí),靈芝酸產(chǎn)量較對(duì)照組提高57%,達(dá)到207.773 mg/L。ZHU L W等[33]為了進(jìn)一步增強(qiáng)靈芝酸的積累,采用Cu2+的添加、三階段光照射和多脈沖培養(yǎng)策略,獲得最大靈芝酸含量(即4.1 mg/100 mg干質(zhì)量)和產(chǎn)量(即720.8 mg/L)。胡志斌等[34]就不同水平的亞硒酸鈉對(duì)靈芝液體發(fā)酵的影響進(jìn)行了研究,數(shù)據(jù)顯示,在含硒250 mg/L發(fā)酵液中菌絲體生物量最高,且富硒后的菌絲體其他金屬元素含量沒有呈現(xiàn)規(guī)律性的變化;300 mg/L發(fā)酵液中富硒率最高,但之后隨著硒含量的升高靈芝菌發(fā)生硒中毒現(xiàn)象,生物量大幅度下降。姚強(qiáng)等[35]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同濃度的稀土元素能一定程度上促進(jìn)靈芝多糖和靈芝三萜的合成,其中鐠元素促進(jìn)靈芝胞內(nèi)多糖、胞外多糖和胞內(nèi)三萜生產(chǎn)的效果顯著,鑭元素誘導(dǎo)合成的胞外三萜效果最好。
由此可見,靈芝液體深層發(fā)酵過程對(duì)誘導(dǎo)因子的需求不盡相同,有的無機(jī)鹽如果過量會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用,因此有必要將培養(yǎng)基中誘導(dǎo)因子的量控制在正常范圍內(nèi),并注意各種無機(jī)鹽之間保持恰當(dāng)?shù)谋壤?/p>
維生素作為靈芝液體發(fā)酵培養(yǎng)基中的生長因子,常以輔酶或輔基形式參與生物催化劑——酶系的活動(dòng),以及促進(jìn)甲基的形成和轉(zhuǎn)移,參與細(xì)胞的糖代謝、蛋白質(zhì)代謝、脂肪代謝等重要生命活動(dòng)[36]。常加入的維生素有維生素B1(vitamin B1,VB1)、維生素B2(vitamin B2,VB2)、維生素B12(vitamin B12,VB12)等。
在靈芝發(fā)酵培養(yǎng)基中添加適量的維生素類物質(zhì),對(duì)菌絲體的生長和胞外多糖的合成有正向促進(jìn)作用。曾曉希等[37]開展了維生素B族對(duì)靈芝液體發(fā)酵影響的試驗(yàn)研究,分別將維生素B1、B2和B6添加到培養(yǎng)基中。研究結(jié)果表明三種維生素B對(duì)靈芝的生長和胞外多糖的積累均有正向促進(jìn)作用。其中維生素B1的效果最顯著,生物量和胞外多糖分別達(dá)到7.604 g/L和0.863 g/L。陳芳莉等[38]通過對(duì)靈芝菌絲體液體發(fā)酵產(chǎn)胞外多糖條件的優(yōu)選,發(fā)現(xiàn)添加維生素B2和B6均能促進(jìn)菌絲體生長,獲得較多的胞外多糖。其中維生素B2的促進(jìn)作用更為明顯。吳保鋒等[39]采用食用菌菌絲液體培養(yǎng)方法,重點(diǎn)分析不同生長因子對(duì)靈芝菌絲生長的影響。通過不同生長因子處理組間的Duncan's多重比較結(jié)果可知,5種生長因子對(duì)靈芝菌絲生長的促進(jìn)作用大小依次為:維生素B12>維生素B2>維生素C>復(fù)合維生素B>維生素B6。
據(jù)相關(guān)報(bào)道,脂肪酸、茉莉酸甲酯、水楊酸、褪黑素、木質(zhì)素等非必需營養(yǎng)因子對(duì)靈芝液體發(fā)酵中菌絲體的生長和代謝產(chǎn)物合成也有著不同的影響。
3.1 脂肪酸
試驗(yàn)研究表明[36],脂肪酸可促進(jìn)米曲霉、枝頂孢霉等真菌在液體發(fā)酵過程中產(chǎn)生多糖、黃曲霉毒素等代謝產(chǎn)物,各種脂肪酸對(duì)靈芝液體發(fā)酵的不同代謝產(chǎn)物也有著不同的影響。
朱會(huì)霞[40]采用L18(37)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)靈芝液體發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行了優(yōu)化研究。結(jié)果表明,α-萘乙酸、油酸、L-谷氨酸為影響靈芝真菌發(fā)酵產(chǎn)靈芝酸的顯著性因素。孫金旭等[41]研究發(fā)現(xiàn)α-萘乙酸、油酸、L-谷氨酸作為誘導(dǎo)因子都能使靈芝菌絲體產(chǎn)量及多糖產(chǎn)量有不同程度的提高。添加1 g/L的油酸,菌絲體產(chǎn)量增加49.93%,多糖產(chǎn)量提高60%。同時(shí)添加3種生長因子對(duì)菌體及多糖產(chǎn)量都有影響,油酸影響顯著,3種因子添加的適宜組合為α-萘乙酸0.1 mg/L、油酸1 g/L、L-谷氨酸1.5 g/L,在此條件下,菌體最大產(chǎn)量提高76.65%,多糖產(chǎn)量提高95%。姚強(qiáng)等[42]通過研究硬脂酸、亞油酸和棕櫚酸對(duì)靈芝液體發(fā)酵的影響發(fā)現(xiàn),硬脂酸和亞油酸分別對(duì)于胞外多糖和胞內(nèi)多糖的合成具有較好的促進(jìn)作用;在靈芝三萜類物質(zhì)的發(fā)酵合成過程中,亞油酸促進(jìn)作用最強(qiáng),硬脂酸和棕櫚酸則具有一定的抑制作用。
3.2 茉莉酸甲酯
茉莉酸甲酯是一種廣泛存在于植物體內(nèi)的植物激素和信號(hào)分子,其外源性加入可以誘導(dǎo)多種防御基因的表達(dá)和代謝產(chǎn)物的合成,目前已有文獻(xiàn)報(bào)道了茉莉酸甲酯對(duì)靈芝酸的生物合成有正向促進(jìn)作用。CHOI D W等[43]為了提高靈芝酸的產(chǎn)量,使用均勻設(shè)計(jì)法來優(yōu)化有利于靈芝酸生物合成的條件,培養(yǎng)6 d之后在吐溫中加入254 μmol/L的茉莉酸甲酯,得到的靈芝酸產(chǎn)量為45.2 mg/100 g,較空白對(duì)照組提高45.3%。DING Y X等[44]在靈芝酸生物合成的關(guān)鍵基因FPPs中找到了兩個(gè)潛在的茉莉酸甲酯響應(yīng)區(qū)域,這說明基因FPPs可能參與了靈芝酸生物合成途徑中茉莉酸甲酯的信號(hào)傳導(dǎo)過程,為茉莉酸甲酯影響靈芝酸合成的機(jī)理闡述提供了理論依據(jù)。SHANGCH等[45]發(fā)現(xiàn),不同濃度茉莉酸甲酯對(duì)靈芝酸生物合成關(guān)鍵基因Gl-OSC的表達(dá)量有不同程度的調(diào)節(jié)作用,當(dāng)茉莉酸甲酯的加入量達(dá)到200μmol/L時(shí),其表達(dá)量達(dá)到最高。RENA等[46]利用實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR)技術(shù)對(duì)茉莉酸甲酯誘導(dǎo)下的多種靈芝酸生物合成基因表達(dá)情況進(jìn)行了考察,結(jié)果表明,基因Gl-HMGS、Gl-HMGR、Gl-MVD、Gl-FPPs、Gl-SQS和Gl-OSC在茉莉酸甲酯的誘導(dǎo)下,表達(dá)量均有一定程度的提高,提示在加入茉莉酸甲酯的情況下,靈芝酸的產(chǎn)量會(huì)有一定程度的提高。以上這些趨勢(shì)與之前的很多研究報(bào)道[47]一致,進(jìn)一步確證了茉莉酸甲酯可以促進(jìn)對(duì)靈芝酸的生物合成,也為茉莉酸甲酯在靈芝酸工業(yè)合成領(lǐng)域的應(yīng)用提供了參考。
3.3 中藥提取物
近年來研究發(fā)現(xiàn),向靈芝液體培養(yǎng)基中加入某些中藥可以作為提高靈芝酸產(chǎn)量的一種穩(wěn)定手段。朱強(qiáng)等[48]對(duì)比了不同中藥提取物對(duì)靈芝生長和代謝產(chǎn)物合成的影響,發(fā)現(xiàn)甘草對(duì)胞外靈芝酸的合成有正向促進(jìn)作用,山茱萸既能促進(jìn)靈芝菌體快速生長,又可以促進(jìn)靈芝胞外多糖的合成。劉媛等[49]報(bào)道結(jié)果表明,金銀花、淡豆豉、淡竹葉、連翹和甘草對(duì)菌體的生長及靈芝酸的含量的增加具有顯著效果。劉高強(qiáng)等[50]開展了不同藥用昆蟲對(duì)靈芝多糖生物合成影響的試驗(yàn)研究。結(jié)果顯示,5 g/L的藥用蜣螂能顯著促進(jìn)靈芝胞內(nèi)多糖和胞外多糖的形成(P<0.05)。胞內(nèi)多糖和胞外多糖的產(chǎn)量分別由(1.93±0.09)g/L和(520.3±20.2)mg/L提高至(2.41±0.12)g/L和(608.9±20.2)mg/L,且培養(yǎng)基中靈芝多糖中沒有出現(xiàn)新組分,即靈芝多糖的主要合成途徑并未改變。
3.4 其他非必須營養(yǎng)因子
水楊酸作為酚類化合物可提高抗氧化酶活力,促進(jìn)抗病蛋白的合成,調(diào)節(jié)基因的表達(dá)并參與胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)[51-52]。
葉麗云等[25]研究表明濃度為150 μmol/L的水楊酸不同誘導(dǎo)時(shí)間對(duì)靈芝多糖和三萜均有顯著影響,在誘導(dǎo)的前期能促進(jìn)靈芝多糖和三萜的合成,隨著誘導(dǎo)時(shí)間的增加誘導(dǎo)作用減弱,甚至產(chǎn)生抑制作用,并且試驗(yàn)進(jìn)一步闡明了其促進(jìn)靈芝酸生物合成的機(jī)理,即水楊酸提高了靈芝三萜在合成過程中鯊烯合酶(squalene synthase,SQS)、羊毛脂醇合酶(lanosterol synthase,LS)和法尼基焦磷酸合酶(farnesyl pyrophosphate synthase,FPS)基因的表達(dá)量。鮑銳等[32]采用單因素試驗(yàn)考察了褪黑素靈芝深層發(fā)酵的影響,結(jié)果表明,加入20 μmol/L褪黑素時(shí),靈芝酸產(chǎn)量較對(duì)照組提高73%,達(dá)到244.528 mg/L。裴海生等[53]考察了外源添加木質(zhì)纖維素主要組分對(duì)靈芝菌體生長的影響,發(fā)現(xiàn)少量添加木質(zhì)素對(duì)靈芝菌絲體生長有明顯促進(jìn)作用,木質(zhì)素加量為1.0%時(shí),靈芝菌絲體生長情況最好,生物量最多,同時(shí)靈芝胞外多糖、胞內(nèi)多糖及靈芝胞內(nèi)三萜、胞外三萜的合成均有明顯提高。ZHANG J等[54]研究發(fā)現(xiàn)纖維素酶也是提高靈芝酸合成的有效誘導(dǎo)劑,在發(fā)酵的第3天向液體培養(yǎng)基中加入5 mg/L纖維素酶,可以使靈芝酸的最大產(chǎn)量達(dá)到1608mg/L。
靈芝中主要的活性成分靈芝多糖和靈芝酸是當(dāng)代新藥和保健食品開發(fā)的重要原料,然而由于靈芝子實(shí)體生長周期較長,且活性成分含量較低,故限制了該類成分的大規(guī)模研發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)。靈芝液體深層發(fā)酵技術(shù)的出現(xiàn)一定程度上解決了靈芝活性成分開發(fā)來源不足的問題,為了提高靈芝液體發(fā)酵合成活性代謝產(chǎn)物的效率,研究人員對(duì)培養(yǎng)基中外源誘導(dǎo)物的篩選、培養(yǎng)條件的優(yōu)化及發(fā)酵工藝的改良等方面進(jìn)行了大量的探索,其中,外源誘導(dǎo)因子的添加是解決靈芝活性代謝產(chǎn)物合成效率的關(guān)鍵問題。雖然一些誘導(dǎo)因子在工業(yè)生產(chǎn)中難以大量使用或?qū)夹g(shù)過程要求較高,但該類結(jié)果對(duì)于明確靈芝菌絲體生長、代謝以及活性成分合成的機(jī)理奠定了基礎(chǔ),為靈芝多糖和靈芝酸的進(jìn)一步大規(guī)模生產(chǎn)加工提供了技術(shù)依據(jù),促進(jìn)了靈芝活性成分在醫(yī)藥食品等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
[1]姜芳燕,馬 軍,陳永敢,等.靈芝活性成分的研究進(jìn)展[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2014(8):137-142.
[2]葉鵬飛,張美萍,王康宇,等.靈芝主要成分及其藥理作用的研究進(jìn)展綜述[J].食藥用菌,2013,21(3):158-161.
[3]楊錦生.靈芝主要化學(xué)成分及其藥理作用研究述評(píng)[J].中華中醫(yī)藥學(xué)刊,2012,30(4):906-907.
[4]周連玉.靈芝深層發(fā)酵條件的優(yōu)化與優(yōu)良菌株的篩選[D].長沙:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2005.
[5]賀 紅.靈芝液體深層發(fā)酵技術(shù)研究進(jìn)展及展望[J].基層中藥雜志,2000,14(2):48-49.
[6]YANG F,KE Y,KUO S.Effect of fatty acids on the mycelial growth and polysaccharide formation byGanoderma lucidumin shake flask cultures[J].Enzyme Microb Tech,2000,27(3-5):295-301.
[7]PAPINUTTIL.Effectsofnutrients,pHand water potential on exopolysaccharides production by a fungal strain belonging toGanoderma lucidum,complex[J].Bioresource Tech,2010,101(6):1941-1946.
[8]HUANG H C,LIU Y C.Enhancement of polysaccharide production by optimization of culture conditions in shake flask submerged cultivation ofGrifola umbellata[J].J Chin Inst Chem Eng,2008,39(4):307-311.
[9]XU P,DING Z Y,QIAN Z.Improved production of mycelial biomass and ganoderic acid by submerged culture ofGanoderma lucidumSB97 using complex media[J].Enzyme Microb Tech,2008,42(4):325-331.
[10]LIU G Q,WANG X L,HAN W J.Improving the fermentation production of the individual key triterpene ganoderic acid me by the medicinal fungusGanoderma lucidumin submerged culture[J].Molecules,2012,17(11):12575-12586.
[11]FANG Q H,ZHONG J J.Submerged fermentation of higher fungus Ganoderma lucidum,for production of valuable bioactive metabolitesganoderic acid and polysaccharide[J].Biochem Eng J,2002,10(1):61-65.
[12]FANG Q H,ZHONG J J.Two-stage culture process for improved production of ganoderic acid by liquid fermentation of higher fungusGanoderma lucidum[J].Biotech Progress,2002,18(1):51-54.
[13]楊 德,周 明,高 虹,等.靈芝液體發(fā)酵培養(yǎng)基篩選研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(30):18536-18538.
[14]趙 翾.靈芝菌絲體液體深層發(fā)酵研究進(jìn)展[J].食品研究與開發(fā),2011,32(12):225-228.
[15]韋朝陽,賀 亮,邵雙雙,等.外源添加物對(duì)食藥用菌液體發(fā)酵影響的研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2015,36(7):245-250.
[16]陶如玉,郝利民,陳 強(qiáng),等.靈芝菌絲體液態(tài)發(fā)酵及多糖藥理活性研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2015,36(9):260-264.
[17]金德寬.靈芝酸發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化[J].中國釀造,2011,30(9):93-98.
[18]張冬雪,王曉玲,劉高強(qiáng).靈芝菌絲液體深層發(fā)酵產(chǎn)β-葡聚糖的培養(yǎng)基優(yōu)化[J].菌物學(xué)報(bào),2016,35(6):750-759.
[19]張 璐,馬沁沁,袁向華,等.金地靈芝液體發(fā)酵產(chǎn)胞外多糖的營養(yǎng)條件優(yōu)化[J].北方園藝,2016(9):133-136.
[20]ABBASPOUR N,HURRELL R,KELISHADI R.Review on iron and its importance for human health[J].J Res Med Sci,2014,19(2):164-174.
[21]EMR R,STEWART G G.The effects of increased magnesium and calcium concentrations on yeast fermentation performance in high gravity worts[J].J Inst Brewing,2013,103(5):287-291.
[22]蔡愛群,張鵬財(cái).鈣、鐵和錳對(duì)兩種靈芝液體培養(yǎng)菌絲體生物量的影響[J].食用菌學(xué)報(bào),2011,18(4):40-42.
[23]熊艷森,郭成志,魏賽金.富集鈣·鐵離子對(duì)靈芝菌絲體培養(yǎng)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(35):17365-17366,17389.
[24]李宇偉,連瑞麗,李利紅,等.靈芝液體深層發(fā)酵菌株篩選與培養(yǎng)基優(yōu)化的研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,37(6):52-55.
[25]葉麗云,林 強(qiáng),劉 梅,等.鈣離子和水楊酸誘導(dǎo)靈芝多糖和三萜的合成[J].菌物學(xué)報(bào),2017,36(2):220-228.
[26]XU Y N,XIA X X,ZHONG J J.Induction of ganoderic acid biosynthesis by Mn2+in static liquid cultivation ofGanoderma lucidum[J].Biotechnol Bioeng,2014,111(11):2358-2365.
[27]MUDHOO A,KUMAR S.Effects of heavy metals as stress factors on anaerobic digestion processes and biogas production from biomass[J].Int J Environ Sci Tech,2013,10(6):1383-1398.
[28]SHAHID M,POURRUT B,DUMAT C,et al.Heavy-metal-induced reactive oxygen species:Phytotoxicity and physicochemical changes in plants[J].Rev Environ Contam Toxicol,2014,232:1-44.
[29]JAISHANKAR M,TSETEN T,ANBALAGAN N,et al.Toxicity,mech-anism and health effects of some heavy metals[J].Interd Toxicol,2014,7(2):60-72.
[30]譚才鄧,廖延智,吳裕豪,等.靈芝液體發(fā)酵產(chǎn)胞內(nèi)多糖的培養(yǎng)基優(yōu)化[J].現(xiàn)代食品科技,2013(3):549-552.
[31]魏賽金,程 新,涂曉嶸.靈芝液體發(fā)酵富集鋅離子研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(1):242-244.
[32]鮑 銳.外源物質(zhì)提高靈芝酸產(chǎn)量的應(yīng)用效果研究[D].滁州:安徽科技學(xué)院,2016.
[33]ZHU L W,ZHONG J J,TANG Y J.Multi-fed batch culture integrated with three-stage light irradiation and multiple additions of copper ions for the hyperproduction of ganoderic acid andGanodermapolysaccharides by the medicinal mushroomGanoderma lucidum[J].Process Biochem,2010,45(12):1904-1911.
[34]胡志斌,甘 泉,魏賽金.靈芝液體發(fā)酵富集硒元素研究[J].中國釀造,2010,29(4):36-39.
[35]姚 強(qiáng),高興喜,宮志遠(yuǎn),等.部分稀土元素對(duì)靈芝多糖和三萜類物質(zhì)液體發(fā)酵的影響[J].食品科學(xué),2011,32(5):224-227.
[36]SETH E C,TAGA M E.Nutrient cross-feeding in the microbial world[J].Frontiers Microbiol,2014,5(350):1-5.
[37]曾曉希,周洪波,符 波,等.靈芝多糖液體發(fā)酵條件的研究[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2007,7(6):830-832.
[38]陳芳莉,冮 潔,李曼曼,等.靈芝菌絲體液體發(fā)酵產(chǎn)胞外多糖的研究[J].飼料工業(yè),2008,29(16):40-42.
[39]吳保鋒,方志宏.液體培養(yǎng)條件下生長因子對(duì)靈芝菌絲作用效果研究[J].林業(yè)實(shí)用技術(shù),2008(11):7-8.
[40]朱會(huì)霞.靈芝真菌發(fā)酵產(chǎn)靈芝酸培養(yǎng)基優(yōu)化研究[J].北方園藝,2013(22):154-155.
[41]孫金旭,朱會(huì)霞.生長因子對(duì)靈芝生長及多糖產(chǎn)量的影響[J].中國釀造,2008,27(24):69-71.
[42]姚 強(qiáng),高興喜,宮志遠(yuǎn),等.不同脂肪酸對(duì)靈芝液體發(fā)酵的影響[J].食用菌學(xué)報(bào),2010,17(3):55-59.
[43]CHOI D W,JUNG J,HA Y I,et al.Analysis of transcripts in methyl jasmonate-treated ginseng hairy roots to identify genes involved in the biosynthesis of ginsenosides and other secondary metabolites[J].Plant Cell Rep,2005,23:557-566.
[44]DING Y X,OU-YANG X,SHANG C H,et al.Molecular cloning,characterization,and differentialexpression of a farnesyl-diphosphate synthase gene from thebasidiomycetous fungusGanoderma lucidum[J].Biosci Biotechnol Biochem,2008,72:1571-1579.
[45]SHANG C H,SHI L,REN A,et al.Molecular cloning,characterization,anddifferentialexpressionofalanosterolsynthasegene fromGanoderma lucidum[J].Biosci Biotechnol Biochem,2010,74(5):974-978.
[46]REN A,QIN L,SHI L,et al.Methyl jasmonate induces ganoderic acid biosynthesis in the basidiomycetous fungusGanoderma lucidum[J].Bioresource Technol,2010,101(17):6785-6790.
[47]HAYASHI H,HUANG P,INOUE K.Up-regulation of soyasaponin biosynthesis by methyl jasmonate in cultured cells ofGlycyrrhiza glabra[J].Plant Cell Physiol,2003,44(4):404-411.
[48]朱 強(qiáng),熊曉輝,王 芳.甘草對(duì)靈芝發(fā)酵產(chǎn)靈芝多糖影響初探[J].中國釀造,2009,28(2):86-88.
[49]劉 媛,丁重陽,章克昌,等.10種中藥對(duì)靈芝液體發(fā)酵的影響[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào),2008,27(2):123-126.
[50]劉高強(qiáng),丁重陽,章克昌,等.藥用昆蟲蜣螂對(duì)靈芝多糖生物合成的影響[J].生物工程學(xué)報(bào),2009,25(6):914-919.
[51]TATEDA C,GREENBERG J T.Salicylic acid regulates Arabidopsis microbial pattern receptor kinase levels and signaling[J].Plant Cell,2014,26(10):4171-4187.
[52]KENJI M,YASUOMI T.Regulation of water,salinity,and cold stress responses by salicylic acid[J].Front Plant Sci,2014,5(2):4-15.
[53]裴海生,孫君社,王民敬,等.木質(zhì)素對(duì)靈芝菌絲體生長的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2017,33(6):309-314.
[54]ZHANG J,ZHONG J J,GENG A.Improvement of ganoderic acid production by fermentation ofGanoderma lucidum,with cellulase as an elicitor[J].Process Biochem,2014,49(10):1580-1586.
ZHANG Ruiduo,LIU Huanhuan,GUO Feng,XIN Yu,QIU Zhidong,WANG Weinan*
(School of Pharmaceutical Sciences,Changchun University of Chinese Medicine,Changchun 130117,China)
TS262.6
0254-5071(2017)11-0015-05
10.11882/j.issn.0254-5071.2017.11.004
2017-07-04
吉林省科技廳重大科技攻關(guān)項(xiàng)目(20160201001YY);吉林省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目(吉教科合字【2016】第26號(hào))
張蕊多(1994-),女,碩士研究生,研究方向?yàn)橹兴幓瘜W(xué)成分生物轉(zhuǎn)化研究。
*通訊作者:王偉楠(1985-),男,副教授,博士,研究方向?yàn)榛钚蕴烊划a(chǎn)物挖掘與生物轉(zhuǎn)化研究。