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研究生:唐溱筑
研究生(外文):Tang, Chenchu
論文名稱:培養基組成與饋料控制對桑黃菌Phellinus igniarius胞外多醣體量產之影響
論文名稱(外文):Effects Of Medium Composition And Fed-batch Cultures Control On Polysaccharide Production By Phellinus igniarius Fermentation
指導教授:柳源德林芳儀林芳儀引用關係
指導教授(外文):Liou, YuandeLin, Fangyi
口試委員:柳源德林芳儀徐泰浩陳南吟
口試委員(外文):Liou, YuandeLin, FangyiHsu,TaihauChen, Nanyin
口試日期:2012-07-12
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:生物產業科技學系
學門:生命科學學門
學類:生物科技學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:桑黃菌饋料批次發酵抗氧化
外文關鍵詞:Phellinus igniariusFed-batch fermentationsantioxidant activity
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桑黃Phellinus igniarius為寄生於桑樹上的橙黃色藥用真菌。桑黃含有豐富的多醣體,許多研究指出桑黃的多醣體具有抗腫瘤活性、抗癌、降血壓、降膽固醇和提高免疫力等療效。本研究使用Phellinus igniarius 菌種先以搖瓶試驗探討不同碳、氮源對菌絲生質量、胞外多醣體產量之影響,再以5L發酵槽進行批次饋料式醱酵槽培養,探討培養條件對菌絲生質量、胞外多醣體產量之影響,更進一步評估胞內、外多醣體之抗氧化活性。結果顯示,以搖瓶試驗得出,桑黃菌的最適碳、氮源分別為葡萄糖及酵母萃取物,以葡萄糖作為碳源時菌絲生質量及胞外多醣體含量分別為11.29mg/mL及6.38mg/mL,而以酵母萃取物為氮源時分別可得產量為8.5mg/mL及0.81mg/mL。利用5L攪拌式發酵槽探討不同溫度及不同初始pH值對桑黃菌之影響,結果得出以25℃對菌絲生質量及多醣體生產量較佳,於不同初始pH培養對桑黃菌絲生質量及胞外多醣體之影響,分別在pH 6及pH 5.5時有較佳的產量,各為11.00 mg/mL及7.21 mg/mL。在體外抗氧化活性中,清除DPPH試驗中,當胞內多醣體濃度為10mg/mL時,最高清除率可達86.9%;在還原力試驗中,當胞外多醣體濃度10mg/mL時,還原力吸光值可達1.57;在螯合亞鐵離子試驗中,當胞外多醣體濃度10mg/mL時,最高螯合率可達93.5%。
Phellinus igniarius is a yellowish-orange parasitic mushroom commonly found on the mulberry tree. P. igniarius are rich in polysaccharides. Many studies have pointed out that P. igniarius’s polysaccharides demonstrate antitumor activity, and have other medicinal properties such as: anti-cancer, hypertension reduction, down- regulation of cholesterol and stimulation of immune efficacy. In this study we investigate the effects of different carbon and nitrogen sources on the mycelium biomass and exopolysaccharide (EPS) production in cultures of P. igniarius in a shake flask. Then, we used 5L fed-batch fermenters to investigate the effects of the culture conditions on the mycelium biomass and exopolysaccharide production by the fermentation of P. igniarius for further assessment of the antibacterial and anti-oxidation activity. The results show that P. igniarius’s optimal carbon and nitrogen sources were glucose and yeast extract, respectively. Employing glucose as a carbon source, we obtained an additional mycelium biomass of 11.29 mg/mL and exopolysaccharide production was increased by 6.38 mg/mL. Using yeast extract as a nitrogen source, we obtained an additional mycelium biomass of 8.5 mg/mL and exopolysaccharide production was increased by 0.81 mg/mL. We then investigated the effects on mycelium biomass and exopolysaccharide production by fermentation of P. igniarius at different temperatures and different initial pH in a 5L Mechanical Agitating Fermentor. The results showed that when the culture temperature was at 25 ℃ we obtained the greatest boost in mycelium biomass and exopolysaccharide production. It was also found that the optimal pH levels for the culture were pH 6 and pH 5.5; products of each condition were 11.00 mg/mL and 7.21 mg/mL, respectively. To measure in vitro antioxidant activity, the DPPH radical scavenging assay was employed. When the intracellular polysaccharide (IPS) concentration was 10mg/mL, the highest scavenging ratio was up to 86.9%. In the reducing power test, absorbance values were up to 1.57 when the exopolysaccharide concentration was at 10mg/mL. And finally, in the ferrous ion chelating ability test, when the exopolysaccharide concentration was 10mg/mL, the ferrous ion chelating ability reached to 93.5%.
目錄

封面內頁
簽名頁
中文摘要 iii
英文摘要 iv
誌謝 vi
目錄 vii
圖目錄 x
表目錄 xii

1. 前言 1
2. 文獻回顧 2
2.1 桑黃簡介 2
2.2 桑黃之生理活性 3
2.2.1桑黃菌化學成分 3
2.2.2 抑菌作用 4
2.2.3降血糖及降血脂 4
2.2.4抗發炎 5
2.2.5增強人體的自然免疫力 5
2.2.6對癌症有抑制及預防的效果 6
2.2.7抗氧化能力 7
2.3液態發酵影響因子 7
2.3.1液態發酵 7
2.3.2碳源 8
2.3.3氮源 8
2.3.4無機鹽類 8
2.3.5溫度 9
2.3.6 pH值 9
3. 材料與方法 10
3.1試驗菌株 10
3.2菌株保存 10
3.3菌種培養 10
3.4搖瓶培養試驗 11
3.4.1碳源對桑黃菌的影響 11
3.4.2氮源對桑黃菌的影響 12
3.5 5L發酵槽批次式與批次饋料式液態發酵生產條件之探討 12
3.5.1不同溫度之影響 12
3.5.2不同初始pH值之影響 12
3.5.3不同饋料濃度培養之影響 13
3.6分析方法 13
3.6.1胞外多醣體之萃取 13
3.6.2胞內多醣體之萃取 14
3.6.3多醣體含量測定 14
3.6.4殘糖分析 14
3.6.5抑菌活性測定 15
3.7抗氧化活性之分析 16
3.7.1還原力之測定 17
3.7.2亞鐵離子螯合能力 17
3.7.3 DPPH自由基清除能力 18
3.8 傅立葉紅外線光譜儀(FTIR)圖譜分析 18
4. 結果與討論 19
4.1 搖瓶試驗 19
4.1.1 碳源種類對生質量及EPS之影響 19
4.1.2氮源對桑黃菌之影響 19
4.2 5L發酵槽批次式液態發酵 20
4.2.1 碳源種類對生質量及EPS之影響 20
4.2.2 不同初始pH值對菌絲與胞外多醣體之 27
4.2.3不同饋料濃度培養之影響 35
4.3發酵液與萃取液對不同菌株之抑菌能力試驗 39
4.4抗氧化能力試驗 44
4.4.1 DPPH清除能力 44
4.4.2 亞鐵離子螯合能力 45
4.4.3還原力 46
4.5傅立葉紅外線光譜儀(FTIR)圖譜分析 46
5. 結論 52
參考文獻 53


圖目錄

圖4.1不同碳源對桑黃菌產生菌絲體與胞外多醣體之影響 22
圖4.2不同氮源對桑黃菌產生菌絲體與胞外多醣體之影響 26
圖4.3培養於25℃對桑黃生產菌絲體與胞外多醣體之影響 27
圖4.4培養於28℃對桑黃生產菌絲體與胞外多醣體之影響 28
圖4.5培養於30℃對桑黃生產菌絲體與胞外多醣體之影響 29
圖4.6初始 pH4 於五公升發酵槽培養7天對桑黃菌之影響 31
圖4.7初始 pH4.5於五公升發酵槽培養7天對桑黃菌之影響 32
圖4.8初始 pH5 於五公升發酵槽培養7天對桑黃菌之影響 33
圖4.9初始 pH5.5於五公升發酵槽培養7天對桑黃菌之影響 34
圖4.10初始 pH6於五公升發酵槽培養7天對桑黃菌之影響 32
圖4.11不同初始 pH 於五公升發酵槽培養對桑黃菌之菌絲體生物質量之變化 36
圖4.12不同初始 pH 於五公升發酵槽培養對桑黃菌之胞外多醣體之變化 37
圖4.13饋入2%之葡萄糖溶液於5L發酵槽培養7天對桑黃菌之胞外多醣體之變化 38
圖4.14饋入1%之葡萄糖溶液於5L發酵槽培養7天對桑黃菌之胞外多醣體之變化 40
圖4.15饋入不同濃度溶液於5 L發酵槽培養對桑黃菌之菌絲體生物質量及胞外多醣體之比較 41
圖4.16以發酵液與胞內、外多醣體對抑制致病菌生長之影響 43
圖4.17多醣體與菌絲甲醇萃取液對清除DPPH能力之影響 52
圖4.18多醣體與菌絲甲醇萃取液對螯合亞鐵離子能力之影響 53
圖4.19多醣體與菌絲甲醇萃取液對還原力能力之影響 54
圖4.20 β-1,3-Glucan 與桑黃菌多醣體之FTIR 圖譜分析 55


表目錄

表 3.1 液態培養基組成 11
表 4.1 桑黃菌發酵液最低抑菌濃度 41
表 4.2 桑黃菌胞內多醣體最低抑菌濃度 42
表 4.3 桑黃菌胞外多醣體最低抑菌濃度 43

參考文獻

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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