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研究生:何其典
研究生(外文):ChiTien Ho
論文名稱:以回應曲面法探討樟芝高密度發酵
論文名稱(外文):Studies on the High Density Culture of Antrodia cinnamomea with Response Surface Methodology
指導教授:何小台
指導教授(外文):Chester S. Ho
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:生物科技研究所
學門:生命科學學門
學類:生物科技學類
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:105
中文關鍵詞:樟芝高密度發酵多醣回應曲面法
外文關鍵詞:Antrodia cinnamomeaHigh cell density fermentationPolysaccharideResponse surface methodologyRSM
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「樟芝」(Antrodia cinnamomea)是一種極為昂貴的藥用真菌,又稱「牛樟芝」、「牛樟菇」、「樟菇」、「紅樟菰」等。自然界中,發現樟芝僅生長於樟科的牛樟樹(Cinnamomum kanehirai Hay),牛樟樹屬於台灣稀有保育樹種,也因此,天然生長的樟芝亦不多。所以本論文的目的是以高密度發酵的方式,大量生產樟芝菌絲體,並瞭解在培養環境改變的情況下,對相關產物、機能性的影響。
研究的試驗菌株是Antrodia cinnamomea CCRC35396,以傳統的一次一因子法配合回應曲面法(RSM),設計並分析樟芝高密度發酵的最適培養條件。先運用一階設計中的二水準因子設計法,將樟芝以搖瓶震盪實驗,探討培養液中碳源的濃度、氮源的濃度、無機鹽類、橄欖油、椰子汁、植物激素、起始pH值及轉速等因子,對樟芝菌絲體生長、發酵液終點pH值及多醣生成量的影響;再利用陡升路徑法、中心混成及二階設計,逐步定出最佳培養條件。
對Antrodia cinnamomea CCRC35396而言,在500 mL有溝槽的搖瓶培養中,裝100 mL培養液,以溫度28 ℃、轉速50 r.p.m.、接種量10 ﹪的固定條件下,先以一次一因子法固定起始pH值為5,然後再由回應曲面法可得最佳培養環境為Glucose 3.6788 ﹪、Sucrose 6.734 ﹪、Peptone 0.58 ﹪、Olive Oil 500λ、Coconut Milk 10ml、Ion 0.03 ﹪、2,4-D 0.5ppm,另由實驗可得最適化起始pH值為4.5,若分兩段式轉速培養則可提升產量(前7天100rpm,後7天50rpm)。跟原培養條件相比,菌絲體產量已經有顯著的提高,由此可知,在尋找樟芝的最適生長條件上,回應曲面法具有良好的契合度。
Antrodia cinnamomea is precious and rare fungus using for Chinese medicine. In the natural world, they are only found in Cinnamomum kanehirai Hay that protecting in Taiwan. The purpose of study is going to enhance production of Mycelium and analyze the Polysaccharide concentration in different conditions.
The strategy is to find out the optimum cultured condition of Antrodia cinnamomea CCRC35396 with one-factor-at-a-time method and experimental design (response surface methodology). Screening for carbon sources and nitrogen sources are tested by one-factor-at-a-time method. Then we can determine the concentration of nutrients by response surface methodology (RSM). RSM is a systemic manner of statistic and including three steps: the two-level factorial of first order, the path of steepest ascent and the central composite design of second order.
The optimum cultured conditions of Antrodia cinnamomea CCRC35396 are Glucose 3.6788 %, Sucrose 6.734 %, Peptone 0.58 %, Olive Oil 500λ,Coconut Milk 10mL,Ion 0.03 %,2,4-D 0.5ppm,when culture in 500 mL Hinton flask containing 100 mL media, 28 ℃, 50 r.p.m., initial pH 5.In our experiment we can demonstrate that the best initial pH 4.5.Our product will be increased if we use two stage submerge cultured(First seven days use 100rpm,Last seven days use 50rpm).Results of Mycelium concentrate and Polysaccharide concentrate are increased significantly.
標號 標題 頁碼
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
總目錄 iv
附錄 實驗目的與策略 vii
壹 序言簡介 1
貳 文獻回顧 5
參 研究方法 26
肆 實驗結果與討論 35
表4-1:點滴培養觀察記錄 36
圖4-1:樟芝的固態與液態培養形態 37
表4-2:液態培養觀察記錄 38
表4-3:菌種35396的碳源篩選 40
圖4-2:不同種類碳源對菌種35396菌絲體濃度與終點pH值的影響 40
圖4-3:不同種類碳源對菌種35396培養濾液中多醣濃度的影響 41
表4-4:菌種35396的氮源篩選 42
圖4-4:不同種類氮源對菌種35396菌絲體濃度與終點pH值的影響 42
圖4-5:不同種類氮源對菌種35396培養濾液中多醣濃度的影響 43
表4-5:一階設計,23部份因子設計 49
表4-6:一階設計之組別與菌乾重結果 50
表4-7:一階設計之組別與多醣量 53
表4-8:一階設計之組別與終點pH值結果 54
圖4-6:一階設計中,各組別的菌乾重 55
表4-9:最陡升設計 58
表4-10:最陡升設計的菌乾重與終點pH值 59
圖4-7:最陡升菌乾重圖 59
表4-11:二階設計層階 60
表4-12:二階設計 61
表4-13:培養基配置 62
表4-14:二階組別與菌乾重結果 63
表4-15:二階組別與多醣量結果 64
表4-16:二階菌乾重統計分析結果 65
表4-17:二階多醣量統計分析結果 65
圖4-8:Sucrose與Peptone對菌乾重的二階曲面圖 66
圖4-9:Sucrose與Peptone對菌乾重的等高線圖 66
圖4-10:Glucose與Peptone對菌乾重的二階曲面圖 67
圖4-11:Glucose與Peptone對菌乾重的等高線圖 67
圖4-12:Glucose與Sucrose對菌乾重的二階曲面圖 68
圖4-13:Glucose與Peptone對菌乾重的等高線圖 68
圖4-14:Sucrose與Peptone對多醣的二階曲面圖 69
圖4-15:Sucrose與Peptone對多醣的等高線圖 69
圖4-16:Glucose與Peptone對多醣的二階曲面圖 70
圖4-17:Glucose與Peptone對多醣的等高線圖 70
圖4-18:Glucose與Sucrose對多醣的二階曲面圖 71
圖4-19:Glucose與Sucrose對多醣的等高線圖 71
表4-18:不同濃度之Olive Oil對菌種35396之影響 72
圖4-20:不同濃度之Olive Oil對菌種35396菌體濃度之影響 73
表4-19:起始pH值對菌種35396之影響 74
圖4-21:起始pH值對菌種35396菌體濃度 75
圖4-22:起始pH值對菌種35396培養濾液多醣量之影響 75
表4-20:不同濃度之無機鹽類對菌種35396之影響 76
圖4-23:不同濃度之無機鹽類對菌種35396培養濾液菌乾重之影響 76
表4-21:不同濃度之Coconut Milk對菌種35396之影響 77
圖4-24:Coconut Milk對菌種35396菌體濃度之影響 77
圖4-25:Coconut Milk對菌種35396培養濾液多醣量之影響
表4-22:不同濃度之植物生長激素對菌種35396之影響
圖4-26:2,4-D對菌種35396培養濾液菌乾重之影響
圖4-27:NAA對菌種35396培養濾液菌乾重之影響
表4-23:轉速(25rpm)對菌種35396之影響
表4-24:轉速(50rpm)對菌種35396之影響
表4-25:轉速(75rpm)對菌種35396之影響
表4-26:轉速(100rpm)對菌種35396之影響
表4-27:不同轉速對菌種35396之影響
表4-28:兩階段轉速對菌種35396之影響
圖4-28:本實驗所使用的500mL有擋板震盪搖瓶與一般實驗用搖瓶
伍 結論與展望 78
陸 參考文獻 80
編號 文獻資料
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