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题目:桑黄胞外活性多糖合成及其分离和结构鉴定

关键词:分子鉴定,胞外活性多糖,苯酚硫酸法,响应面设计

  摘要


桑黄(Phellinus igniarius)是一种多年生药用真菌,主要含有多糖,其次还含有三萜、落叶松覃酸和黄酮等化合物,具有增强免疫力、抗脂肪过氧化、抗血管生成、抗癌等功效。由于桑黄对外部生长环境要求较高,其在自然界中很难形成子实体。加之,人们对野生桑黄的大量采集,致使天然桑黄资源稀少。利用人工栽培获得子实体,可以满足人们对桑黄的需求,但桑黄人工栽培技术还不成熟,并且成熟子实体的形成需要3~5年时间,而以液体发酵法生产菌丝体,不受季节影响、发酵周期短,具有广泛的应用前景。
为获得大量桑黄菌丝体和胞外活性多糖,本文建立了一种培养基优化模型。利用优化后培养基对桑黄菌进行液体发酵,提取、分离、纯化桑黄胞外活性多糖,并对其纯品进行结构解析,推断出桑黄活性多糖的可能结构。
主要结果如下:
1.基于rDNA ITS序列分析的桑黄真菌分子鉴定
。.     纯化们之间的亲源关系最接近。
化基.1养物质对真菌胞外多糖的产生在之前已经有人报道过,但是中本文通过对本实验室采集的野生桑黄菌进行严格的分子鉴定,结果表明此桑黄菌rDNA的ITS序列与Phellinus sp.真菌rDNA的ITS序列的同源性最高,其亲源关系最接近。
2.合成桑黄胞外活性多糖培养基优化模型的建立
药用真菌在深层发酵过程中可以产生多种胞外多糖,据报道这些多糖大多都具有生物学活性。为了得到大量真菌胞外多糖,人们把注意力放在了发酵培养基的优化上面,但是很少有人对发酵过程中多糖的活性进行监测和优化。本文介绍了一种建立桑黄合成胞外活性多糖培养基优化模型的方法,利用优化后培养基培养桑黄菌不仅可以得到高产量的胞外多糖,而且保证了所得多糖的总抗氧化活性。模型建立过程如下所述:首先利用PB实验对可能影响桑黄发酵及胞外活性多糖合成的8种化学因子进行筛选,确定麦芽粉、Vp、硫酸亚铁和天门冬氨酸为影响最显著因子;接着利用响应面设计中的中心复合实验确定出当多糖含量和多糖总抗氧化活性都达到最大值时各筛选因子的最佳浓度,模型中独立变量的显著性,因子间的交互作用都是通过方差分析和T或F检验法所得。利用优化后培养基对桑黄菌进行10 L发酵罐扩大培养,其胞外多糖产量和多糖总抗氧化活性分别达到10.9 g/L和8.5 mM,比三角瓶发酵中多糖含量和多糖总抗氧活性分别提高了60 %和31 %。优化后的桑黄发酵培养基成分简单、成本廉价,利于桑黄菌丝体的生长和胞外活性多糖的合成。
3.化学因子对桑黄发酵过程中胞外多糖产量及活性和菌丝生物学行为的影响
目前化学因子对药用真菌多糖活性的影响很少有文献报道。本文研究了几种对桑黄发酵过程中胞外多糖产量及活性、菌丝体形态、细胞生存有明显影响的化学因子。在桑黄的液体发酵过程中添加Vp、硫酸亚铁、吐温80、复合维生素和天门冬氨酸对桑黄合成胞外活性多糖有明显的促进作用,但对菌丝量的影响却不显著,其中Vp和天门冬氨酸对桑黄多糖总抗氧化活性的影响显著(P<0.05),硫酸亚铁和吐温80对桑黄胞外多糖产量的影响显著(P<0.05)。
4.桑黄胞外活性多糖的分离纯化及初步结构鉴定
本文以乙醇沉淀法提取得到的桑黄胞外粗多糖为研究对象,采用DEAE纤维素阴离子交换柱和Sepharose CL-6B凝胶柱对其进行分离纯化,得到水溶性多糖SH1-3和酸性多糖SH4-1。凝胶渗透色谱法和紫外光谱法研究表明这两种多糖为相对均一组分。对其单糖组成进行研究,结果显示SH1-3由甘露糖和葡萄糖组成,其摩尔质量比为0.45 : 1.00;SH4-1由甘露糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成,其摩尔质量比为0.16 : 1.00 : 0.05 : 0.12。SH1-3和SH4-1的表观分子量分别为:2.5×104和1.6×105。通过红外光谱分析和NMR分析,两种多糖都含有β糖苷键。