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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:方凱慶
研究生(外文):Fang,Kai-Ching
論文名稱:不同藥用真菌以玉米軸芯基質液態發酵對木寡醣生成之影響
論文名稱(外文):Xylo-oligosaccharides Production of Submerged Fermentation by the Different Medicinal Fungi Using Corn Cob Substrate
指導教授:徐泰浩徐泰浩引用關係林芳儀林芳儀引用關係
指導教授(外文):Hsu,Tai-HauLin,Fang-Yi
口試委員:柳源德陳南吟
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:136
中文關鍵詞:藥用真菌玉米軸芯木聚糖酶木寡醣
外文關鍵詞:medicinal fungicorn cobxylanasexylooligosaccharides
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大多藥用真菌具有豐富的多醣體,可利於抗腫瘤及抑制癌細胞生長,有增強免疫系統或調節身體平衡、抗發炎、降血脂等功能。除此外學者曾指出藥用真菌具有多種酵素,其中有些木聚糖酶可利用半纖維素物質生產木寡醣,使用於藥劑、化妝品和食品工業上。玉米軸芯含有大量之纖維素,因此為生產木寡醣之良好的原料來源。本實驗以雲芝、樟芝、舞茸、桑黃進行振盪培養方式於不同培養基(以玉米軸芯作為碳源,加入R.O水;以紅砂糖做為碳源,加入花生粉萃取液作為氮源;以玉米軸芯及紅砂糖作為碳源,加入花生粉萃取液作為氮源)、溫度(22℃、25℃、28℃)與振盪速率(50rpm、100rpm、150rpm)下探討木寡醣生成之影響。結果顯示在25℃、150rpm振盪培養下,雲芝能得到最佳的生物質量、胞外粗多醣和木聚糖酶產量分別為2.59mg/mL、0.99mg/mL和32.57U/100mL;以不同溫度培養,雲芝在25 ℃可獲得生物質量、胞外粗多醣和木聚糖酶能達較佳的結果,其分別為3.63mg/mL、2.96mg/mL和43.08U/100mL;然而以不同轉速培養,舞茸150rpm可獲較高的生物質量與胞外粗多糖產量,但在100 rpm下可獲較高的木聚糖酶活性其分別為2.53mg/mL、0.89mg/mL和31.30U/100mL;在不同培養基培養條件,以玉米軸芯及紅砂糖作為碳源,加入花生粉萃取液作為氮源條件培養下,以樟芝可獲得較高的生物質量與胞外粗多糖和木聚糖酶活性分別為3.46mg/mL、1.17mg/mL及41.65U/100mL;添加玉米軸芯為碳源,雲芝可獲得較高之生物質量及木寡醣產量其分別為4.82mg/mL、54.32mg/mL,桑黃則得到較佳胞外粗多醣為1.48mg/mL,至於樟芝在添加玉米軸芯後獲得較高木聚糖酶活性為35.83U/100mL。
Most medicinal fungi are rich in polysaccharides, which have been shown to have anti-tumor functions and inhibit cancer cell growth, strengthen the immune system or adjust the balance of the body, and exhibit other medicinally relevant properties such as anti-inflammatory or cholesterol regulatory properties. In addition, scholars have pointed out that medicinal fungi has a variety of enzymes, of which some like xylanase hemicellulose material produce xylooligosaccharides used in the pharmaceutical, cosmetics and food industries. Corn cob contains a lot of cellulose; a good source of raw materials for the production of xylooligosaccharides. In this experiment, cultures of Trametes versicolor, Antrodia camphorata, Grifola frondosa, Phellinus igniarius were placed in different media (corn cob as a carbon source, adding RO water; red sugar as the carbon source, adding peanut powder extract as a nitrogen source to explore xylooligosaccharide generation; corn cob and red sugar as a carbon source, adding add peanut powder extract as nitrogen source) employing temperatures (22℃, 25℃, 28℃) and oscillation rates (50rpm, 100rpm, 150rpm). The results show that at a temperature of 25℃ and an oscillation rate of 150rpm, Trametes versicolor can achieve a biomass and high extracellular polysaccharide and xylanase production, 2.59mg/mL, 0.99mg/mL and 32.57U/100mL respectively. Under the different temperatures condition, it was found that for Trametes versicolor the optimal temperature was 25℃, the biomass and extracellular polysaccharide and xylanase production were 3.63mg/mL, 2.96mg/mL and 43.08U/100mL respectively. Different oscillation rates proved to be optimal for Grifola frondosa, however, as the biomass and production of extracellular polysaccharides were higher at 150rpm, but the xylanase enzyme activity was higher at 100 rpm (2.53mg/mL 0.89mg/mL and 31.30 U/100mL, respectively). In different culture conditions in different media, the corn cob and red sugar as a carbon source with the addition of peanut powder extract as a nitrogen source, Antrodia camphorata was found to achieve a higher biomass and extracellular polysaccharide and xylanase activity (3.46mg/mL, 1.17mg/mL and 41.65U/100mL, respectively). With corn cob as the carbon source, Trametes versicolor achieved the highest biomass and xylooligosaccharides production (4.82mg/mL 54.32mg/mL, respectively), while Phellinus igniarius had the best extracellular polysaccharide production (1.48mg/mL). The highest xylanase activity was found in Antrodia camphorata in the corn cob as a nitrogen source (35.83U/100mL).
目錄

封面內頁
簽名頁
中文摘要 iii
英文摘要 v
致謝 vii
目錄 viii
圖目錄 xii
表目錄 xvi

1.前言 1
2.文獻回顧 2
2.1雲芝簡介 2
2.1.1雲芝之分類 3
2.1.2雲芝之形態分布 4
2.2牛樟芝簡介 4
2.2.1牛樟芝之命名緣由 5
2.2.2 牛樟芝之型態特徵 6
2.3舞茸簡介 8
2.3.1舞茸之分佈及生長環境 8
2.3.2舞茸之型態特徵 8
2.3.3舞茸之分類地位 9
2.4桑黃簡介 11
2.4.1桑黃之緣由 11
2.4.2桑黃之分類、命名及分佈 11
2.4.3桑黃生態習性 13
2.5影響發酵產物之環境因子 14
2.5.1碳源(Carbon source) 14
2.5.2氮源(Nitrogen source) 14
2.5.3溫度 15
2.5.4轉速 16
2.5.5振盪培養 16
2.6農業纖維性廢棄物 16
2.7木聚糖酶 17
2.7.1木聚糖酶之種類與反應機制 17
2.7.2木聚糖酶之來源 19
2.7.3木聚糖酶之應用 22
2.8木寡醣 24
2.8.1木寡醣之理化特性 24
2.8.2木寡醣之生理機能 26
2.9胞外多醣 29
3.材料與方法 30
3.1實驗設計與架構 30
3.2實驗材料 32
3.2.1實驗菌株 32
3.2.2實驗藥品 32
3.2.3實驗儀器 32
3.3搖瓶培養試驗 36
3.3.1菌種培養 36
3.3.2農產品培養基 36
3.3.3四種不同藥用真菌株搖瓶試驗培養基 36
3.4菌種保存與更新 38
3.5液態培養 38
3.6液態培養基最適培養條件之探討 38
3.6.1不同溫度對藥用真菌之影響 38
3.6.2不同轉速對藥用真菌之影響 38
3.6.3不同培養基對藥用真菌之影響 39
3.7分析方法 39
3.7.1菌體之生物質量 39
3.7.2胞外多醣(總醣)分析測定方法 40
3.7.2.1酚-硫酸分析方法 40
3.7.2.2標準曲線製作 40
3.7.2.3胞外多醣之萃取 40
3.7.3還原糖與木聚糖酶分析測定方法 41
3.7.3.1酸水解分析方法 41
3.7.3.2 DNS試劑配製方法 41
3.7.3.3還原糖量分析方法 41
3.7.3.4木聚糖酶酵素活性分析 42
3.7.4木寡醣含量檢測 44
3.7.4.1醱酵液製備 44
3.7.4.2高效液相層析儀(HPLC)操作條件 44
4.結果與討論 46
4.1玉米軸芯培養藥用真菌形態之差異 46
4.2以搖瓶振盪培養下對四種藥用真菌之生物活性物質之影響 49
4.2.1以搖瓶振盪培養下生物質量與胞外多醣之影響 50
4.2.2以搖瓶振盪培養下還原糖與木聚糖酶之影響 57
4.3不同溫度對四種藥用真菌之生物活性物質之影響 64
4.3.1不同溫度對生物質量及胞外多醣之影響 64
4.3.2不同溫度對還原糖與木聚糖酶活性之產量 70
4.4不同轉速對四種藥用真菌之生物活性物質之影響 76
4.4.1不同轉速對生物質量及胞外多醣之影響 76
4.4.2不同轉速對還原糖與木聚糖酶活性之影響 82
4.5不同培養基對四種藥用真菌之生物活性物質之影響 88
4.5.1不同培養基對生物質量及胞外多醣之影響 88
4.5.2不同培養基對還原糖與木聚糖酶活性之產量 94
4.6添加玉米軸芯對四種藥用真菌之生物活性物質之影響 100
4.6.1添加玉米軸芯對生物質量及胞外多醣之影響 100
4.6.2添加玉米軸芯對木聚糖酶活性及木寡醣產量之影響 105
5.結論 111
參考文獻 113

圖目錄

圖 2.1a-b雲芝子實體 3
圖 2.2雲芝在真菌門之分類地位 5
圖 2.3樟芝子實體 7
圖 2.4a舞茸子實體外觀 10
圖 2.4b舞茸菌絲 10
圖 2.5a-b桑黃之外觀形態(a)phellinus igniarius(b)phellinus linteus 13
圖 2.6聚木糖及降解聚木糖協同酵素之假設模式 19
圖 2.7cyrptococcus albidus之聚木糖降解系統 21
圖 3.1實驗流程圖 31
圖 4.1a-d四種藥用真菌於搖瓶振盪培養7天之生長型態 47
圖 4.2a-c以不同轉速探討於搖瓶振盪培養下菌絲體之生長型態 48
圖 4.3a雲芝以振盪培養下生物質量、最終pH與胞外多醣之變化 51
圖 4.3b樟芝以振盪培養下生物質量、最終pH與胞外多醣之變化 52
圖 4.3c舞茸以振盪培養下生物質量、最終pH與胞外多醣之變化 53
圖 4.3d桑黃以振盪培養下生物質量、最終pH與胞外多醣之變化 54
圖 4.3e四種藥用真菌以振盪培養下生物質量之變化 55
圖 4.3f 四種藥用真菌以振盪培養下胞外多醣之變化 56
圖 4.4a雲芝以振盪培養下還原糖與木聚糖酶之變化 58
圖 4.4b樟芝以振盪培養下還原糖與木聚糖酶之變化 59
圖 4.4c舞茸以振盪培養下還原糖與木聚糖酶之變化 60
圖 4.4d桑黃以振盪培養下還原糖與木聚糖酶之變化 61
圖 4.4e四種藥用真菌以振盪培養下還原糖之變化 62
圖 4.4f四種藥用真菌以振盪培養下木聚糖酶之變化 63
圖 4.5a雲芝以22℃振盪培養下生物質量、最終pH與胞外多醣之變化 65
圖 4.5b雲芝以25℃振盪培養下生物質量、最終pH與胞外多醣之變化 66
圖 4.5c雲芝以28℃振盪培養下生物質量、最終pH與胞外多醣之變化 67
圖 4.5d雲芝以不同溫度振盪培養下之生物質量的變化 68
圖 4.5e雲芝以不同溫度振盪培養下胞外多醣之變化 69
圖 4.6a雲芝以22℃振盪培養下還原糖與木聚糖酶之變化 71
圖 4.6b雲芝以25℃振盪培養下還原糖與木聚糖酶之變化 72
圖 4.6c雲芝以28℃振盪培養下還原糖與木聚糖酶之變化 73
圖 4.6d雲芝以不同溫度振盪培養下還原糖之變化 74
圖 4.6e雲芝以不同溫度振盪培養下木聚糖酶之變化 75
圖 4.7a舞茸以50rpm振盪培養下生物質量、最終pH與胞外多醣之變化 77
圖 4.7b舞茸以100rpm振盪培養下生物質量、最終pH與胞外多醣之變化 78
圖 4.7c舞茸以150rpm振盪培養下生物質量、最終pH與胞外多醣之變化 79
圖 4.7d舞茸以不同轉速振盪培養下生物質量之變化 80
圖 4.7e舞茸以不同轉速振盪培養下胞外多醣之變化 81
圖 4.8a舞茸以50rpm振盪培養下還原糖與木聚糖酶活性之產量 83
圖 4.8b舞茸以100rpm振盪培養下還原糖與木聚糖酶活性之產量 84
圖 4.8c舞茸以150rpm振盪培養下還原糖與木聚糖酶活性之產量 85
圖 4.8d舞茸以不同轉速振盪培養下還原糖之產量 86
圖 4.8e舞茸以不同轉速振盪培養下木聚糖酶活性之產量 87
圖 4.9a樟芝以玉米軸芯作為碳源,加入R.O水條件在振盪培養下生物質量、最終pH與胞外多醣之產量 89
圖 4.9b樟芝以紅砂糖作為碳源,加入花生粉萃取液作為氮源條件在振盪培養下生物質量、最終pH與胞外多醣之產量 90
圖 4.9c樟芝以玉米軸芯、紅砂糖作為碳源,加入花生粉萃取液作為氮源條件在振盪培養下生物質量、最終pH與胞外多醣之產量 91
圖 4.9d樟芝以不同培養基在振盪培養下生物質量之產量 92
圖 4.9e樟芝以不同培養基在振盪培養下胞外多醣之產量 93
圖 4.10a樟芝以玉米軸芯作為碳源,加入R.O水條件在振盪培養下還原糖與木聚糖酶活性之產量 95
圖 4.10b樟芝以紅砂糖做為碳源,加入花生粉萃取液作為氮源條件在振盪培養下還原糖與木聚糖酶活性之產量 96
圖 4.10c樟芝以玉米軸芯、紅砂糖作為碳源,加入花生粉萃取液作為氮源條件在振盪培養下還原糖與木聚糖酶活性之產量 97
圖 4.10d樟芝以不同培養基在振盪培養下還原糖之產量 98
圖 4.10e樟芝以不同培養基在振盪培養下木聚糖酶活性之產量 99
圖 4.11a以四種藥用真菌無添加玉米軸芯在振盪培養下生物質量之產量 101
圖 4.11b以四種藥用真菌添加玉米軸芯在振盪培養下生物質量之產量 102
圖 4.11c以四種藥用真菌無添加玉米軸芯在振盪培養下胞外多醣之產量 103
圖 4.11d以四種藥用真菌添加玉米軸芯在振盪培養下胞外多醣之產量 104
圖 4.12a以四種藥用真菌無添加玉米軸芯在振盪培養下木聚糖酶活性之產量 107
圖 4.12b以四種藥用真菌添加玉米軸芯在振盪培養下木聚糖酶活性之產量 108
圖 4.12c以四種藥用真菌無添加玉米軸芯在振盪培養下木寡醣產量之影響 109
圖 4.12d以四種藥用真菌添加玉米軸芯在振盪培養下木寡醣產量之影響 110

表目錄

表 2.1 半纖維素分解酶之種類 20
表 3.1 四種不同藥用真菌名稱、編號、來源地與型態 33
表 3.2 本試驗所使用的實驗藥品 34
表 3.3 本試驗使用之儀器 35
表 3.4 農產品培養基組成 37
表 3.5 DNS試劑組成 43
表 4.1 不同藥用真菌在搖瓶振盪培養下菌絲生長情形 49



參考文獻

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