臺灣博碩士論文加值系統

蛹蟲草又稱蛹草、北冬蟲夏草、北方蟲草或北蟲草，蛹蟲草是由蛹蟲草菌 Cordyceps militaris ，感染昆蟲幼蟲或蛹體所形成之藥材。由於天然蟲草資源日益短缺，與冬蟲夏草同樣具有生理活性的蛹蟲草，具有相當之應用潛力。
本研究探討利用不同培養基及不同培養模式，對C. militaris之生物活性成分-蟲草素生成及含量變化，並分析其醱酵產程中(c).菌絲體型態對與蟲草素產出之相關性。結果顯示於化合培養基之碳氮比為15:1時，EPS產量最高。於不同碳源培養下，以蔗糖為碳源時可獲最大量之生質量。以酵母萃取物為有機氮源時，可測得最高之蟲草素產量。無機氮源方面，以硫酸銨培養下其菌絲體生質量及蟲草素之產量較佳。以農產品培養基進行培養下，利用小麥胚芽粉培養，可獲得最高之菌絲體生質量；以黃豆粉為培養基則可獲得最高之蟲草素產量。於二十公升醱酵槽醱酵培養C. militaris二週後，於醱酵週期第五天時，可獲得最大量之菌絲體生質量，醱酵週期第九天時可測得最高含量之蟲草素。於不同培養模式實驗中發現，各類培養基於靜置培養模式下，皆可獲得高於醱酵槽及搖瓶之蟲草素產量。C. militaris菌絲體於氣生菌絲形態下，其蟲草素之含量較浸液菌絲體為高。不同氮源濃度是影響菌絲體形態之重要因素，於氮源濃度越高之培養條件下，C. militaris菌絲體形成菌絲球之數量較多，但相對之菌絲球平均直徑則較小，結果顯示，藉由影像分析來計算醱酵液中菌絲球數量多寡及平均大小，可觀察菌體形態變化對生物活性成分產出之影響。
關鍵詞：蛹蟲草、胞外多醣、蟲草素、形態、菌絲球、影像分析

Pupa-Cordyceps is a famous traditional Chinese medicine, also known as “North Cordyceps” in folk in Chinese. It originates from infected larva or pupa with fruiting body by fungus Cordyceps militaris in nature. Due to the occurrence of natural Pupa-Cordyceps is limited by the factors of environment and the climate, it is potential in viewing of the development of the mycelium and the bioactive ingredients of C. militaris using submerged submerged. This study investigated the production of mycelium biomass and the contents of the bioactive ingredients─cordycepin, adenosine and extracellular polysaccharide (EPS) in medium compositions and culture modes, and demonstrated the relationship between the formation of pellet and the production of cordycepin by C. militaris. In shaken culture, the maximum of EPS production existed in C/N ratio 15:1 of medium. The maximum of mycelium biomass was obtained from sucrose as carbon source in medium. The maximum of cordycepin content appeared in yeast extract as organic nitrogen source in medium. Considering of different kinds of inorganic nitrogen source in medium, ammonium sulfate is the best choice for the production of mycelium biomass and cordycepin. Regarding of the utilization of agricultural products as substrate, the maximum of the mycelium biomass and the cordycepin content were produced in infusion from wheat-germ-powder and soybean powder, respectively. In the 20 L fermentor experiments, the maximum of the mycelium biomass and the cordycepin content occurred in the day 5 and the day 9 during submerged period, respectively. Concerning the culture mode, the content of cordycepin in static culture was better than in shaken culture and in 20 L fermentor. The content of cordycepin in aerial mycelium was higher than in submerged mycelium at the same condition of submerged. It is important that the concentration of nitrogen in medium influences the morphology and size of pellet from mycelium. The higher the nitrogen concentration, the more numbers of the small pellet formed. The dynamics of pellet numbers, size and morphogenesis of mycelium by image analysis is beneficial to follow the metabolism of the active ingredients in broth of C. militaris.
Keywords: Cordyceps militaris; exopolysaccharide; cordycepin; adenosine; static culture

目錄
封面內頁
簽名頁
博碩士論文授權書-------------------------------------------iv
中文摘要---------------------------------------------------v
英文摘要---------------------------------------------------vii
誌謝-------------------------------------------------------ix
目錄-------------------------------------------------------x
圖目錄-----------------------------------------------------xv
表目錄-----------------------------------------------------xviii
第一章 前言-----------------------------------------------1
第二章 文獻回顧-------------------------------------------3
2.1生物學特性----------------------------------------------3
2.2一般化學成分--------------------------------------------3
2.2.1水解胺基酸組成----------------------------------------4
2.2.2微量元素成分------------------------------------------4
2.2.3揮發性香氣成分----------------------------------------5
2.3生物活性成分--------------------------------------------5
2.3.1蟲草素------------------------------------------------5
2.3.2腺苷 --------------------------------------------------6
2.4藥理作用------------------------------------------------7
2.5抗菌能力------------------------------------------------7
2.6 C. militaris之浸液培養---------------------------------8
2.7藥用真菌多醣--------------------------------------------9
2.7.1 C. militaris生物活性聚合物之療效--------------------10
2.8人工培育蛹蟲草子實體之發展-----------------------------10
2.9絲狀真菌之型態變化-------------------------------------11
第三章 材料與方法----------------------------------------14
3.1試驗菌株-----------------------------------------------14
3.2種菌培養基---------------------------------------------14
3.3實驗方法-----------------------------------------------15
3.3.1蛹蟲草醱酵培養---------------------------------------15
3.4醱酵液一般分析方法-------------------------------------18
3.4.1菌絲體生質量-----------------------------------------18
3.4.2菌絲體胞內多醣之萃取---------------------------------18
3.4.3菌絲體胞外多醣之萃取---------------------------------19
3.4.4醱酵液殘糖量分析-------------------------------------19
3.4.5菌絲體化學成分分析-----------------------------------20
3.5生物活性成分分析---------------------------------------24
3.5.1菌絲體胞內蟲草素及腺苷含量分析-----------------------24
3.5.2醱酵液中蟲草素及腺苷含量分析-------------------------24
3.5.3蟲草素及腺苷之標準溶液-------------------------------24
3.5.4 HPLC 操作條件---------------------------------------25
3.6菌絲體影像分析-----------------------------------------25
3.6.1菌絲球直徑測量及計數---------------------------------25
第四章 結果與討論----------------------------------------26
4.1碳氮比對C. militaris生質量及EPS之影響------------------26
4.2碳源種類對C. militaris生質量及EPS之影響----------------27
4.3有機氮源及無機氮源種類與濃度對C. militariss生質量、EPS
及蟲草素含量之影響-------------------------------------28
4.4二十公升醱酵槽之浸液培養-------------------------------34
4.4.1 C. militaris菌絲體生質量之變化----------------------34
4.4.2 EPS含量之變化---------------------------------------34
4.4.3醱酵期間蟲草素及腺苷含量之變化-----------------------35
4.5葡萄糖濃度對C. militaris菌絲體生質量及EPS之影響--------38
4.5.1葡萄糖濃度對C. militaris生質量及EPS之影響------------38
4.5.2醱酵液中蟲草素及腺苷含量之影響-----------------------39
4.6酵母萃出物濃度對C. militaris生質量及EPS之影響----------40
4.6.1菌絲體生質量及EPS含量之影響--------------------------40
4.6.2醱酵液中蟲草素及腺苷含量之影響-----------------------40
4.7碳氮源組合培養基及培養方式對C. militaris菌絲體生質量及
蟲草素產出之影響---------------------------------------47
4.7.1於搖瓶培養下菌絲體生質量及EPS含量之影響--------------47
4.7.2於搖瓶培養下蟲草素及腺苷含量之變化-------------------48
4.7.3於靜置培養下蟲草素含量之變化-------------------------48
4.8不同溫度培養條件下對C. militaris菌絲體生質量及生活性成
分之影響-----------------------------------------------53
4.9搖瓶培養對菌絲體生質量及胞外多醣含量之影響-------------53
4.10搖瓶培養下對醱酵液中蟲草素及腺苷含量之影響------------54
4.11靜置培養下蟲草素含量之變化----------------------------54
4.12農產品培養基對C. militaris菌絲體及EPS產量之影響-------59
4.12.1搖瓶培養下對菌絲體生質量及EPS之影響-----------------59
4.12.2搖瓶培養醱酵液中蟲草素及腺苷含量之變化--------------60
4.12.3 五公升黃豆粉醱酵槽之浸液培養-----------------------60
4.12.4靜置培養下蟲草素含量之變化--------------------------61
4.13化學合成培養基於五公升醱酵槽之浸液培養----------------67
4.13.1菌絲體生質量之變化----------------------------------67
4.13.2胞外多醣含量之變化----------------------------------67
4.13.3醱酵液中蟲草素與腺苷含量之變化----------------------68
4.13.4化學合成培養基之靜置培養----------------------------68
4.14蛹蟲草之人工培育子實體、氣生菌絲體及浸液菌絲體之蟲草素
與腺苷含量之測定--------------------------------------73
4.15比較蛹蟲草菌人工培育子實體、氣生菌絲體及浸液菌絲體之各
種成分分析--------------------------------------------79
4.15.1生物活性成分含量------------------------------------79
4.15.2一般化學成分組成------------------------------------80
4.15.3元素重量百分比--------------------------------------81
4.15.4水解胺基酸含量--------------------------------------81
4.16 C. militaris菌絲體影像分析實驗-----------------------86
4.16.1不同碳源濃度搖瓶培養下其菌絲球分佈對蟲草素產量之影響
----------------------------------------------------86
4.16.2不同氮源濃度搖瓶培養下其菌絲球分佈對蟲草素產量之影響
----------------------------------------------------87
第五章 結論----------------------------------------------92
參考文獻--------------------------------------------------94
圖目錄
圖4.1蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於不同碳氮比培養條件下，對其
菌絲體生質量及EPS含量之影響--------------------------30
圖4.2蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於2 % 不同碳源培養條件下，對
其菌絲體生質量及EPS含量之影響------------------------31
圖4.3蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於二十公升醱酵槽培養期間菌絲
體生質量、胞外多醣、醱酵液pH值及殘糖含量之變化-------36
圖4.4蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於二十公升醱酵槽培養期間醱酵
液中蟲草素及腺苷含量之變化---------------------------37
圖4.5蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於不同葡萄糖濃度搖瓶培養下，
對菌絲體生質量及胞外多醣含量之影響-------------------42
圖4.6蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於不同濃度葡萄糖搖瓶培養下，
對其醱酵液中蟲草素及腺苷含量之影響-------------------43
圖4.7蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於不同濃度酵母萃出物培養基搖
瓶培養下，對菌絲體生質量及胞外多醣含量之影響---------44
圖4.8蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於不同濃度酵母萃出物搖瓶培養
下，對其醱酵液中蟲草素及腺苷含量之影響---------------45
圖4.9蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 以碳氮源組合培養基於搖瓶培養
下，對菌絲體生質量及胞外多醣含量之影響---------------50
圖4.10蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 碳氮源組合培養基於搖瓶培養
下，對醱酵液中蟲草素及腺苷含量之影響----------------51
圖4.11蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於碳氮源組合培養基靜置培養期
間，醱酵液中蟲草素含量之變化------------------------52
圖4.12蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於不同溫度條件搖瓶下，對菌絲
體生質量及胞外多醣含量之影響------------------------56
圖4.13蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於不同溫度條件搖瓶培養下，對
醱酵液中蟲草素及腺苷含量之影響----------------------57
圖4.14蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於不同溫度條件下靜置培養期間
，醱酵液中蟲草素含量之變化--------------------------58
圖4.15蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於不同農產品培養基搖瓶培養下
，對菌絲體生質量及胞外多醣含量之影響----------------62
圖4.16蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於不同農產品培養基搖瓶培養下
對醱酵液中蟲草素及腺苷含量之影響--------------------63
圖4.17蛹蟲草菌( CCRC 32219 ) 於五公升黃豆粉培養基醱酵槽培
養期間菌絲體生質量、胞外多醣、醱酵液pH值及殘糖含量之
變化------------------------------------------------64
圖4.18蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於五公升黃豆粉培養基醱酵槽培
養期間醱酵液中蟲草素及腺苷含量之變化----------------65
圖4.19蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於五種農產品培養基靜置培養期
間，醱酵液中蟲草素含量之變化------------------------66
圖4.20 C. militaris ( CCRC 32219 ) 於五公升化合培養基醱酵
槽培養期間菌絲體生質量、胞外多醣、醱酵液pH值及殘糖含
量之變化--------------------------------------------70
圖4.21蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於五公升化學合成培養基醱酵槽
培養期間，醱酵液中蟲草素及腺苷含量之變化------------71
圖4.22蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 以化學合成培養基靜置培養期間
醱酵液中蟲草素及腺苷含量之變化----------------------72
圖4.23蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 於500mL 錐形瓶中靜置培養----74
圖4.24 (a) 蛹蟲草菌氣生菌絲體 (b) 氣生菌絲體菌絲影像圖----75
圖4.25 (a) 蛹蟲草人工培育子實體 (b) 蛹蟲草菌浸液菌絲體----75
圖4.26比較不同萃取時間對乾燥蛹蟲草子實體中蟲草素及腺苷之萃
取效果----------------------------------------------76
圖4.27比較不同水萃時間對蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 乾燥氣生菌
絲體中蟲草素及腺苷之萃取效果------------------------77
圖4.28比較不同熱萃時間對蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 浸液菌絲體
中蟲草素及腺苷之萃取效果----------------------------78
圖4.29 MID-C顯微鏡下蛹蟲草菌浸液菌絲體型態圖(10 x)--------89
圖4.30蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 菌絲球直徑及數量對不同葡萄糖
濃度之醱酵液中蟲草素生成量之影響--------------------90
圖4.31蛹蟲草菌菌絲球直徑及數量於不同酵母萃出物濃度之醱酵液
中蟲草素生成量之影響--------------------------------91
表目錄
表4.1有機氮源培養基搖瓶培養蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 對菌絲
體生質量及生物活性成分之影響-------------------------32
表4.2無機氮源培養基搖瓶培養蛹蟲草菌 ( CCRC 32219 ) 對菌絲
體生質量及生物活性成分之影響-------------------------33
表4.3實驗中各類培養基之成分含量---------------------------46
表4.4比較蛹蟲草人工培育子實體、氣生菌絲體及浸液菌絲體之生
物活性成分含量---------------------------------------82
表4.5比較蛹蟲草人工培育子實體、氣生菌絲體及浸液菌絲體之一
般化學成分含量---------------------------------------83
表4.6比較蛹蟲草人工培育子實體、氣生菌絲體及浸液菌絲體之主
要元素含量-------------------------------------------84
表4.7比較蛹蟲草人工培育子實體、氣生菌絲體及浸液菌絲體之胺
基酸含量---------------------------------------------85

參考文獻
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