臺灣博碩士論文加值系統

摘要
本研究探討黃白木耳 (Tremella flava) 菌種液體發酵的條件及生物活性，並由發酵槽提昇多醣及多醣理化分析，進行動物降血脂效力測定。在動物試驗方面，首先誘導為高膽固醇及高血糖雄性ICR老鼠二週，再餵食不同劑量的黃白木耳（T. flava）菌種乾燥發酵液及市售乾燥白木耳（T. fuciformis）菌種子實體，隨機分為八組，以1﹪、3﹪、10﹪不同劑量。自作2×3 factorial之實驗設計，實驗期為四週，犧牲抽血分析膽固醇及血糖。
結果顯示：黃白木耳最適起始pH值為7.0，生長溫度為22℃~26℃，較適碳源為葡萄糖及氮源為酵母抽出物，而當碳氮比為3：1時，在100/250ml的三角搖瓶發酵可獲得胞外多醣為0.0065 g/ml；以五公升發酵槽發酵為0.0163 g/ml；以連續饋料方式，五公升發酵槽可提升胞外多醣收穫率達0.033 g/ml；在放大至100公升發酵槽發酵時，胞外多醣收穫率達0.04 g/ml，同時作為動物飼料的來源。血液分析結果，在膽固醇方面：含1﹪黃白木耳發酵液比對照組下降23.97﹪、含3﹪發酵液下降6.90﹪、含10﹪發酵液下降49.48﹪；含1﹪白木耳乾燥子實體下降47.76﹪、含3﹪子實體下降50.34﹪、含10﹪子實體下降79.79﹪。而在血糖方面：含1﹪黃白木耳發酵液比對照組下降182.95﹪、含3﹪發酵液下降308.53﹪、含10﹪發酵液下降162.02﹪；含1﹪白木耳乾燥子實體下降227.91﹪、含3﹪子實體下降144.96﹪、含10﹪子實體下降226.20﹪。
利用分子篩高效能層析法(size exclusion high performance liquid chromatography，SE-HPLC)可知黃白木耳液體發酵液萃取多醣體，含有大於141萬Da之大分子量。氣相層析分析多醣的單糖組成成分結果為黃白木耳乾燥發酵液的glucose：mannose：xylose：arabinose莫耳比為1：1.824：0.374：0.176；在白木耳子實體方面為1：2.051：1.878：0.449。紅外線光譜內部全反射測定 (ATR) 結果，白木耳子實體和黃白木耳液體發酵液(含菌體)及純發酵菌體的熱水萃取多醣體，於3280cm-1左右處有OH基、2926cm-1左右處有C-H基、1726cm-1左右處有C=O基、1641cm-1左右處有C=C基1411cm-1左右處有C-H基、1247cm-1左右處有C-O基及1023cm-1左右處有-CH-O-CH-基之吸收帶出現，其兩者的結構是相似的，然而純發酵液在1726cm-1左右處C=O基缺乏及純發酵菌體在2850cm-1左右處多了C-H基，顯示黃白木耳之多醣結構的純菌體結構較發酵液為複雜輿而黃白木耳發酵液 (含菌體)與白木耳子實體有極為相似的多醣結構。

ABSTRACT
The purpose of this study is aimed to explore the bioactivities of Tremella flava by liquid culture fermentation, to increase the productivity of the polysaccharides by bioreactor, and to analyze the structure of polysaccharide by Fourier Transform Infrared Spectroscopy. In the study of growth condition, the optimal initial pH was 7.0 at 22~26℃, and the carbon source was glucose, while nitrogen source was yeast extract. When the ratio of carbon source and nitrogen source was designed to 3:1, the productivity of the polysaccharides was up to 0.0065g/ml in 100/250 ml flask. Moreover, the polysaccharides produced in 5L fermentor increased to be 0.033g/ml by feed bath condition with glucose. The same condition used in 100L fermentor, the polysaccharides were harvested up to 0.04g/ml and were dried for further diets sources of animal test.
In the experiment of animal test, the high serum cholesterol and sugar of male ICR mice were fed diets containing 1%, 3%, and 10% doses of fermented and dried T. flava polysaccharides and basidiocarps of T. fuciformis for four weeks. After four weeks of polysaccharides diet consumption, the concentration of total cholesterol in mice was significantly decreased. The result proved that both of Tremella polysaccharides could be help of decreasing the serum cholesterol, sugar, and triglyceride of male ICR mice.
Polysaccharides of T. flava extracted by hot water was separated by using size exclusion high performance liquid chromatography (SE-HPLC), and which showed a molecular weight higher than 1.41x106 Da. The data of gas liquid chromatography showed the mole ration of glucose: mannose: xylose: arabinose was 1:1.824:0.374:0.176 by liquid culture fermentation of T. flava as well as 1:2.051:1.878:0.449 by basidiocarps of T. fuciformis. The profile of Fourier Transform Infrared Spectroscopy showed that water polysaccharides of cells contained OH, C-H, C=H, C=C, C-O, -CH-O-CH-, differing from that of fermented liquid which did not contained C-H and C=O groups.

目 次
中文摘要 vii
英文摘要 vii
誌謝 vii
目次 vii
表目錄 vii
圖目錄 vii
第一章 前言 1
第二章 文獻整理 3
2.1 白木耳（T. fuciformis）菌種的介紹 3
2.1.1 形態 (杜, 1980) 4
2.1.2 生活史 (攀, 1980) 5
2.1.3 生長條件 5
2.1.4 應用 6
2.2 白木耳的化學成分 7
2.2.1 一般成分 7
2.2.2 氨基酸 7
2.2.3 白木耳多醣 7
2.2.4 白木耳有關的醫療特性 8
2.3 白木耳的功能性 9
2.3.1 抗腫瘤活性 9
2.3.2 免疫調節的效力 10
2.3.3 血管內皮細胞的刺激 10
2.3.4 抗輻射效力和造血功能 12
2.3.5 抗糖尿症活性 12
2.3.6 保肝效能 13
2.3.7 降低血膽固醇的活性 14
2.3.8 抗發炎和創傷痊癒的效力 14
2.3.9 超氧化物歧化酶的活性 15
2.3.10 白木耳合法產品的使用 15
2.4 深層發酵培養及傳統固態培養的比較 17
2.5 深層發酵培養的定義及培養基組成 17
2.6 影響深層發酵培養的其他因子 18
第三章 實驗材料與方法 20
3.1 實驗架構（圖二、三） 20
3.2 研究目的 20
3.3 實驗用菌株： 20
3.4 實驗用藥品： 20
3.5 實驗用儀器： 22
3.6 樣品製備 23
3.7 實驗方法 24
第四章 結果與討論 34
4.1 最適條件的探討 34
4.2 探討改變生長因子的影響 35
4.3 調控5公升發酵槽以提昇多醣 36
4.4 100公升發酵槽 38
4.5 誘導高血脂動物模式探討 38
4.6 降高膽固醇、高血糖動物試驗探討 41
4.7 分子量大小的探討 43
4.8 多醣之單糖組成分析 44
4.9 傅利葉紅外線光譜儀【紅外線光譜內部全反射測定(ATR)】 44
4.10 清除1,1-diphenyl-2-picrylhydeazyl能力 (Shimada et al.,1992) 45
4.11 抗生活性 45
參考文獻 47
第五章 結論 103
表目錄
表一、菇類的藥效成分 (賴,1997)。 51
表二、調查白木耳不同種液體發酵的胞內異質多醣的單醣比例。 52
表三、餵食含不同量的高油脂飼料兩週，對雄性ICR老鼠血清之生化試驗結果的影響。 53
表四、餵食含不同量的高油脂飼料四週，對雄性ICR老鼠血清之生化試驗結果的影響。 54
表五、餵食含不同量的高油脂飼料四週，對雄性倉鼠血清之生化試驗結果的影響。 55
表六、餵食含不同量的黃白木耳乾燥發酵液、白木耳乾燥子實體粉四週，對雄性ICR老鼠血清之生化試驗結果的影響。 56
表七、白木耳及黃白木耳多醣經水解成單糖後，再將其衍生化成糖醇乙酸酯衍生物後，配合氣相色層分析儀分析，得不同莫耳比例的單糖組成。 57
圖目錄
圖一、黃木耳的酸性多醣體結構（Fraster et al., 1973） 58
圖二、實驗架構 (一) 59
圖三、實驗架構 (二) 60
圖四、黃白木耳最適生長溫度的探討（三重複）。 61
圖五、黃白木耳最適pH的探討（三重複）。 61
圖六、黃白木耳最適碳源的探討（三重複）。 62
圖七、黃白木耳最適氮源的探討（三重複）。 62
圖八、選擇六組生長較佳的碳氮比例組合。最適碳氮源比的探討（三重複）。 63
圖九、黃白木耳最適培養基的探討（三重複）。 64
圖十、使用酚硫酸法各種不同濃度的葡萄標準溶液作出的標準曲線 (三重複)。 65
圖十一、探討黃白木耳多醣的生成量 (三重複)。 66
圖十二、探討黃白木耳pH及轉速等四組交叉培養組合對生長速度影響 。 67
圖十三、探討黃白木耳pH及轉速等四組交叉培養組合對多醣的產量的影響。 68
圖十四、探討黃白木耳不同培養溫度對多醣的產量的影響 (三重複)。 69
圖十五、黃白木耳培養24℃下，400倍光學顯微鏡下的類酵母型態特徴。 70
圖十六、黃白木耳培養34℃下，400倍光學顯微鏡下的類酵母 型態特徴。 71
圖十七、探討黃白木耳不同調控條件對多醣產量的影響 (三重複)。 72
圖十八、黃白木耳於400倍光學顯微鏡下的類酵母budding型態特徴。 73
圖十九、黃白木耳調控pH，所獲得之多醣體分子量分佈圖。 74
圖二十、黃白木耳五公升發酵槽，生長速度與多醣的產量的影響 (三重複)。 75
圖二十一、黃白木耳 100公升發酵槽，生長速度與多醣產量的影響 (三重複)。76
圖二十二、餵食含不同量的高油脂飼料兩週，對ICR老鼠平均增加的體重。 77
圖二十三、餵食含不同量的高油脂飼料四週，對ICR老鼠平均增加的體重。 78
圖二十四、餵食含不同量的高油脂飼料兩週，對ICR老鼠攝食量的影響。 79
圖二十五、餵食含不同量的高油脂飼料兩週，對ICR老鼠飲水量的影響。 80
圖二十六、餵食含不同量的高油脂飼料四週，對倉鼠攝食量的影響。 81
圖二十七、餵食含不同量的高油脂飼料四週，對倉鼠飲水量的影響。 82
圖二十八、餵食含不同量的黃白木耳發酵液、白木耳子實體四週，對ICR老鼠攝食量的影響。 83
圖二十九、餵食含不同量的黃白木耳發酵液、白木耳子實體四週，對ICR老鼠飲水量的影響。 84
圖三十、分子篩高效能層析法之聚乙烯氧化物標準品曲線 85
圖三十一、黃白木耳五公升發酵槽，不同時間的分子篩高效能層析法圖譜。 86
圖三十二、黃白木耳100公升發酵槽，不同時間的分子篩高效能層析法圖譜。 87
圖三十三、各種單糖標準品，經衍生化成糖醇乙酸酯之氣相成析圖譜。 88
圖三十四、黃白木耳發酵液，萃取多醣的單糖組成之氣相層析圖。 89
圖三十五、黃白木耳發酵液中的菌體，萃取多醣的單糖組成之氣相層析圖。 90
圖三十六、乾燥白木耳子實體，經熱水萃取多醣的單糖組成之氣相層析圖譜。 91
圖三十七、黃白木耳發酵液含菌體經熱水萃取多醣的單糖組成之氣相層析圖。 92
圖三十八、市售乾燥白木耳子實體，經熱水萃取多醣之ATR光譜。 93
圖三十九、黃白木耳發酵液含菌體，經熱水萃取多醣之ATR光譜。 94
圖四十、黃白木耳發酵液不含菌體，經熱水萃取多醣之ATR光譜。 95
圖四十一、黃白木耳發酵液中的菌體，經熱水萃取多醣之ATR光譜。 96
圖四十二、黃白木耳，不同培養條件下之發酵液，相對於VitC濃度 。 97
圖四十三、黃白木耳，不同培養條件下之發酵液，相對於trolox濃度。 98
圖四十四、黃白木耳的抗生活性對照組的攝影圖。 99
圖四十五、黃白木耳發酵液對金黃色葡萄球菌的抗生活性照片。 100
圖四十六、黃白木耳發酵液對大腸桿菌的抗生活性照片。 101
圖四十七、黃白木耳發酵液濃縮四倍對傷寒沙門氏桿菌的抗生活性照片。 102

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