燕麦液体培养灵芝多糖的组分构成与抗氧化活性分析
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摘要
灵芝多糖是灵芝中重要活性成分之一，具有抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂等多种功效。灵芝的人工栽培成本高、工艺复杂、生产周期长、过程不易控制，液体培养具有成本低、工艺简单、生产周期短、过程可控等优点。目前灵芝的液体培养所用的培养基多为合成或半合成培养基，鲜有以谷物为培养基的灵芝液体培养。论文研究了三种燕麦液体培养基（糊化燕麦、发芽燕麦、酶解燕麦）、一种半合成液体培养基和棉籽壳固体栽培所得菌丝体和发酵液（液体培养）或子实体（固体栽培）中多糖的组分构成及其抗氧化活性。研究中对多糖水提物和碱提物进行了分别研究。采用DPPH清除率、·OH自由基清除率和还原力三种方法对灵芝多糖的抗氧化活性进行分析。所得主要结果如下：
（1）燕麦液体培养3~4天，灵芝菌体生长量即可达到最大值，而半合成培养基则需7天，固体培养获得子实体则需90~110天。燕麦液体培养可缩短灵芝菌丝体的培养时间。
（2）与固体栽培所得灵芝子实体相比，燕麦液体培养所得菌丝体的多糖水提物的平均纯度为58.79%，是子实体的2.1倍，是半合成培养基所得菌丝体的90%；多糖碱提物的平均纯度为25.08%，是子实体的33%，是半合成培养基的89%。燕麦液体培养发酵液中的多糖产物的平均纯度为81.10%，是半合成培养基的1.01倍。相同多糖浓度条件下，燕麦液体培养所得菌丝体多糖水提物的平均抗氧化活性低于子实体，多糖碱提物的则高于子实体，两者均高于半合成培养基所得菌丝体多糖。三种燕麦培养基中，发芽燕麦培养所得各多糖提取物的抗氧化活性总体最高，其次为酶解燕麦，糊化燕麦最低。
（3）经DEAE-纤维素分离纯化，固体栽培所得灵芝子实体多糖为四个组分，发芽燕麦培养所得菌丝体多糖水提物和碱提物为三个组分，其他多糖提取物均为两个组分。在所有培养方式中，不同多糖组分中的0.25mol/L NaCl洗脱组分的抗氧化活性最高，其次为0.1mol/L NaCl洗脱组分≈0.5mol/L NaCl洗脱组分，蒸馏水洗脱组分最低。
Ganoderma lucidum polysaccharide is a main effective component of Ganodermalucidum, which has many kinds of biological activities such as antioxidation, immuneregulation, antitumor, reduce blood sugar, reduce blood fat, et al. Artificial cultivation ofGanoderma lucidum is costly and complex, the production cycle of which is long and theprocess of which is hard to control. Liquid culture is a good method to produce Ganodermalucidum base on its advantages of lower cost, simpler technology, shorter production cycleand controllable process. At present, synthetic medium and semisynthetic medium are themain medium of liquid culture for Ganoderma lucidum, while grains are rarely used as themedium. The thesis studied the composition and antioxidant activity of Ganoderma lucidumpolysaccharides produced both in liquid culture with oats and solid culture with cottonseedhulls. Antioxidant activity of polysaccharides was evaluated by means of DPPH,·OH andreducing power. The primary results were as followed:
(1) The cell biomass of Ganoderma lucidum achieve the maximum after cultivated for3-4days in oat culture, or7days in semisynthetic culture, while the maturity of fruit body ofGanoderma lucidum needs90-110days.
(2) The average purity of water soluble polysaccharides produced from oat culture was58.79%, which was2.1times higher than those produced from solid culture and0.1timeslower than those produced from semisynthetic culture. The average purity of alkaline solublepolysaccharides produced from oat culture was25.08%, which was0.67times lower thanthose produced from solid culture and0.11times lower than those produce fromsemisynthetic culture. The average purity of extracellular polysaccharides was81.10%, whichwas1.01times higher than those produced from semisynthetic culture. In the sameconcentration, the average antioxidant activity of water soluble polysaccharides producedfrom oat culture was lower than those produced from solid culture, while the averageantioxidant activity of alkaline soluble polysaccharides produced from oat culture was higherthan those produced from solid culture. Both the water soluble polysaccharides and thealkaline soluble polysaccharides produced from oat culture had a higher antioxidant activitythan those produced from semisynthetic culture. Among the three kinds of oat culture, thegerminant oat culture could produce the highest antioxidant polysaccharides, secondly the zymolytic oat, finally the gelatinized oat.
(3) The polysaccharides were seperated using DEAE-cellulose. Polysaccharidesextracted from fruit body had4compositions. Water soluble polysaccharides and alkalinesoluble polysaccharides produced from germinant oat culture had3compositions. Otherpolysaccharides had2compositions. Of all the compositions, the0.25mol/L NaCl elutionfraction showed the highest antioxidant activity, Next were the0.1mol/L NaCl elution fractionand the0.5mol/L NaCl elution fraction, finally the water elution fraction.
（1）燕麦液体培养3~4天，灵芝菌体生长量即可达到最大值，而半合成培养基则需7天，固体培养获得子实体则需90~110天。燕麦液体培养可缩短灵芝菌丝体的培养时间。
（2）与固体栽培所得灵芝子实体相比，燕麦液体培养所得菌丝体的多糖水提物的平均纯度为58.79%，是子实体的2.1倍，是半合成培养基所得菌丝体的90%；多糖碱提物的平均纯度为25.08%，是子实体的33%，是半合成培养基的89%。燕麦液体培养发酵液中的多糖产物的平均纯度为81.10%，是半合成培养基的1.01倍。相同多糖浓度条件下，燕麦液体培养所得菌丝体多糖水提物的平均抗氧化活性低于子实体，多糖碱提物的则高于子实体，两者均高于半合成培养基所得菌丝体多糖。三种燕麦培养基中，发芽燕麦培养所得各多糖提取物的抗氧化活性总体最高，其次为酶解燕麦，糊化燕麦最低。
（3）经DEAE-纤维素分离纯化，固体栽培所得灵芝子实体多糖为四个组分，发芽燕麦培养所得菌丝体多糖水提物和碱提物为三个组分，其他多糖提取物均为两个组分。在所有培养方式中，不同多糖组分中的0.25mol/L NaCl洗脱组分的抗氧化活性最高，其次为0.1mol/L NaCl洗脱组分≈0.5mol/L NaCl洗脱组分，蒸馏水洗脱组分最低。
Ganoderma lucidum polysaccharide is a main effective component of Ganodermalucidum, which has many kinds of biological activities such as antioxidation, immuneregulation, antitumor, reduce blood sugar, reduce blood fat, et al. Artificial cultivation ofGanoderma lucidum is costly and complex, the production cycle of which is long and theprocess of which is hard to control. Liquid culture is a good method to produce Ganodermalucidum base on its advantages of lower cost, simpler technology, shorter production cycleand controllable process. At present, synthetic medium and semisynthetic medium are themain medium of liquid culture for Ganoderma lucidum, while grains are rarely used as themedium. The thesis studied the composition and antioxidant activity of Ganoderma lucidumpolysaccharides produced both in liquid culture with oats and solid culture with cottonseedhulls. Antioxidant activity of polysaccharides was evaluated by means of DPPH,·OH andreducing power. The primary results were as followed:
(1) The cell biomass of Ganoderma lucidum achieve the maximum after cultivated for3-4days in oat culture, or7days in semisynthetic culture, while the maturity of fruit body ofGanoderma lucidum needs90-110days.
(2) The average purity of water soluble polysaccharides produced from oat culture was58.79%, which was2.1times higher than those produced from solid culture and0.1timeslower than those produced from semisynthetic culture. The average purity of alkaline solublepolysaccharides produced from oat culture was25.08%, which was0.67times lower thanthose produced from solid culture and0.11times lower than those produce fromsemisynthetic culture. The average purity of extracellular polysaccharides was81.10%, whichwas1.01times higher than those produced from semisynthetic culture. In the sameconcentration, the average antioxidant activity of water soluble polysaccharides producedfrom oat culture was lower than those produced from solid culture, while the averageantioxidant activity of alkaline soluble polysaccharides produced from oat culture was higherthan those produced from solid culture. Both the water soluble polysaccharides and thealkaline soluble polysaccharides produced from oat culture had a higher antioxidant activitythan those produced from semisynthetic culture. Among the three kinds of oat culture, thegerminant oat culture could produce the highest antioxidant polysaccharides, secondly the zymolytic oat, finally the gelatinized oat.
(3) The polysaccharides were seperated using DEAE-cellulose. Polysaccharidesextracted from fruit body had4compositions. Water soluble polysaccharides and alkalinesoluble polysaccharides produced from germinant oat culture had3compositions. Otherpolysaccharides had2compositions. Of all the compositions, the0.25mol/L NaCl elutionfraction showed the highest antioxidant activity, Next were the0.1mol/L NaCl elution fractionand the0.5mol/L NaCl elution fraction, finally the water elution fraction.
引文
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