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研究生:陳宏慧
研究生(外文):Hung-Hui Chen
論文名稱:液態培養環境對茯苓(Wolfiporiacocos)菌絲體生長及其多醣體成分之影響
論文名稱(外文):Effect of submerged culturing condition on mycelium growth and formation of polysaccharides from Wolfiporia cocos
指導教授:顏文義顏文義引用關係
指導教授(外文):Wen-Yi Yen
學位類別:碩士
校院名稱:東海大學
系所名稱:食品科學系
學門:農業科學學門
學類:食品科學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:104
中文關鍵詞:茯苓多醣體攪拌式發酵槽氣泡塔式發酵槽饋料培養
外文關鍵詞:Wolfiporia cocospolysaccharidesstirred tank fermentorbubble column fermentorFed-batch fermentation
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摘 要
茯苓(Wolfiporia cocos)屬於食藥兼用之真菌菇類。傳統中醫用於治療小多種疾病。藥理研究證實茯苓的有效成分可對人體有抗腫瘤増、抗氧化、抑制發炎、腎臟炎、糖尿病等多種功能。若能以人工培養,則可推廣應用於醫療保健的食品市場。
本研究主要是利用液態培養,在培養基中添加不同濃度的橄欖油,找出最適培養條件,將此最適培養基擴大於發酵槽培養,探討不同通氣條件和不同培養方法,找出茯苓最適培養環境,以利菌絲體生長以及多醣體的代謝,並分析多醣的分子量分佈。
結果顯示,茯苓在搖瓶實驗的培養基中分別添加1至5%橄欖油,在26℃,轉速100rpm,發酵七天的過程中,其最適胞內、胞外多醣的添加濃度為4%;而最適菌絲體的生長則為5%。在不同通氣量部分,5公升的攪拌式發酵槽(stirred tank fermentor)及7公升的氣泡塔式發酵槽(bubble column fermentor),以後者培養較佳,可0.39mg/ml的胞外多醣;在不同的培養方式方面,以攪拌式發酵槽饋料培養較佳,可得0.22mg/ml的胞外多醣。
在茯苓多醣的分子量方面,攪拌式1vvm、氣泡塔式2vvm和氣泡塔式0.5vvm的發酵槽中,在發酵液所形成的胞外多醣,在發酵初期由單一分子量組成,到發酵後期則變為兩種主要分子量所組成,分子量範圍是103Da至108Da。攪拌式0.5vvm則是在發酵初期的兩種胞外多醣分子量變為單一分子量,分子量範圍是107Da至106Da。而攪拌式2vvm和氣泡塔式1vvm胞外多醣分子量由發酵開始至結束,都維持一種,分子量範圍103Da至109Da。饋料式發酵所產生之胞外多醣分子量分佈,其中攪拌饋料式有兩種,範圍分別是106Da至107Da,泡氣泡塔饋料式胞外多醣分子量是單一種,分子量約為103Da。從本實驗發現不同通氣量、不同培養方式也會造成不一樣的分子量分佈。氣泡塔式發酵槽再配合較大的通氣量是茯苓較佳的培養環境。
Abstract
Wolfiporia cocos is an edibles fungi, it has long been used as traditional Chinese herb with curing incontinence, edema, sputum, palpitations and sleeplessness. Pharmacology studies have proven that its anti-tumor, anti-emetic, ant-inflammation, anti- nephritis, diabetes. The potential markets for W.cocos as neutraceutial and pharmaceutical products will stimulate the research for methods of its cultivation.
The results indicated that in shake flask fermentation at 26ºC, 100rpm, a 5% olive oil addition in the medium is the best among different concentrations for the mycelium growth, while the 4% olive favors the exo-polysaccharide formation. In fermentor studies, the 7 liter bubble column fermentor (BCF) with 2 vvm aeration is the best for exo-polysaccharide production, and has a concentration of 0.39mg/ml in 7 days,as compared to 0.23mg/ml by 5 liter stirred tank fermentor(STF) at 2 vvm . At 1 vvm, the polysaccharide is 0.17 mg/ml and 0.21 mg/ml for BCF and STF, respectively.Lower aeration rate resulted in poor polysaccharide production which is caused by the aggregation of the mycelium which accumulated at the bottom of fermentor, and interfered the air supply.
The fermentation condition affect the molecular weight (MW) of the polysaccharides greatly. MW distribution of polysaccharides, as determined by GPC, from STF 1vvm, BCF 2vvm, and BCF 0.5vvm, were in the rang of 103~108Da, and during the 7 days fermentation, the MW changed from one single distribution in early stage into two MW distribution in the late stage. STF 2vvm and BCF 0.5 vvm was in the range of 103~109Da, while the MW was unchanged throught the cultivation period.
目錄
中文摘要................................................I
英文摘要…………………………………………………………….Ⅲ
第一章 緒論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.1
一. 前言‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1
二. 研究目的‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥2
第二章 文獻回顧‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥..‥‥3
一. 茯苓簡介簡介‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥………………3
二. 茯苓之人工培養.‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥…….10
三. 發酵槽之簡介‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥.17
第三章 材料與方法 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥.‥20
一. 實驗菌株 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥‥‥20
二. 實驗藥品 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥‥‥20
三. 實驗儀器與設備 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥‥‥21
四. 培養基組成 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥‥22
五. 發酵槽結構 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥‥‥22
六. 實驗流程 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥‥‥26
七. 菌體培養 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥‥‥27
八. 菌酛培養 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥27
九. 搖瓶培養 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥‥‥‥28
十. 發酵槽培養 ‥‥‥‥‥‥‥‥..‥‥‥‥.‥..‥‥‥‥29
十一. 分析方法 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥‥31
第四章 結果與討論 ‥‥‥‥.‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥38
一. 搖瓶培養 ‥‥‥‥‥‥.‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥38
(一)搖瓶菌絲體型態‥‥……………… …………….‥ 38
(二) 添加不同濃度之橄欖油對茯苓生長之影響…………….40
(三)結果之比較……………………………………………… .48
二.發酵槽培養……………………………………………………..50
(一)不同通氣量……………………………………………….51
(二)不同培養方式…………………………………………….72
第五章 結論………………………………………………………..88
參考文獻‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.‥‥‥‥‥‥…….90
附錄………………………………………………………………….95

表目錄
表一 茯苓之化學成分………………………………………………….4
表二 搖瓶培養下不同濃度之橄欖油對茯苓菌絲生長及胞內、外濃
度之影….……………………………………………………….49
表三 不同通氣量對菌絲體生長、還原醣、胞外多醣以及分
子量‥……………………………………………..‥‥‥‥..71
表四 不同培養方式對茯苓pH、還原醣、以及胞外多醣分子量分部之
影響………………………………………………………………87

圖目錄
圖一 攪拌式發酵槽‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥…23
圖二 攪拌式發酵槽之攪拌葉片‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥..24
圖三 氣舉式發酵槽‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥..25
圖四 葡萄糖標準曲線…………………………………………………33
圖五 還原醣糖標準曲線………………………………………………34
圖六 分子量標準曲線…………………………………………………36
圖七 培養第三天茯苓菌絲體的型態…………………………………39
圖八 培養第七天茯苓菌絲體的型態…………………………………39
圖九 搖瓶培養下以不同橄欖油濃度對茯苓菌絲體生長之影響……42
圖十 搖瓶培養下茯苓在搖瓶培養中pH的變化…………………….44
圖十一 搖瓶培養下不同橄欖油濃度對茯苓胞外多醣產量的影響....46
圖十二 搖瓶培養下不同橄欖油濃度對茯苓胞內多醣產量的變化…47
圖十三 培養第七天茯苓菌絲體的型態………………………………50
圖十四 攪拌式發酵槽2vvm通氣量對茯苓胞外多醣、培養液還原
醣濃及pH值之變化……………………………………..……53
圖十五 攪拌式發酵槽1vvm通氣量對茯苓胞外多醣、培養液還原
醣濃度及pH值之變化………………………………………..54
圖十六 攪拌式發酵槽0.5vvm通氣量對茯苓胞外多醣、培養液還原
醣濃度及pH值之變化………………………………………..55
圖十七 氣泡塔式發酵槽2vvm通氣量對茯苓胞外多醣、培養液還
原醣濃度及pH值之變化………...…………………………….56
圖十八 氣泡塔式發酵槽1vvm通氣量對茯苓胞外多醣、培養液還
原醣濃度及pH值之變化………...…………………………….57
圖十九 氣泡塔式發酵槽0.5vvm通氣量對茯苓胞外多醣、培養液
還原醣濃度及pH值之變化…...……………………………….58
圖二十 不同通氣量對茯苓胞外多醣含量之變化……………………….59
圖二十一 攪拌式發酵槽2vvm通氣量對茯苓多醣體膠體層析沖提
圖(第三天和第七天)..…………………………………..63
圖二十二 攪拌式發酵槽1vvm通氣量對茯苓多醣體膠體層析沖提
圖(第三天和第七天)…………………………………..64
圖二十三 攪拌式發酵槽0.5vvm通氣量對茯苓多醣體膠體層析沖
提圖(第三天和第七天).……………………………….65
圖二十四氣泡塔式發酵槽2vvm通氣量對茯苓多醣體膠體層析沖提
圖(第三天和第七天)….…………………………………66
圖二十五 氣泡塔式發酵槽1vvm通氣量對茯苓多醣體膠體層析沖
提圖(第三天和第七天).………………………………..67
圖二十六 氣泡塔式發酵槽0.5vvm通氣量對茯苓多醣體膠體層析
沖提圖(第三天和第七天).……………………………..68
圖二十七 不同通氣量對茯苓胞外多醣分子量分佈之影響(第三天
和第七天)………………………………………………..69
圖二十八 攪拌批式培養對茯苓胞外多醣、還原醣濃度及pH值之
變化…….………………………………………………….74
圖二十九 攪拌饋料式培養對茯苓胞外多醣、還原醣濃度及pH值之
變化…………………………………………………………75
圖三十 氣泡塔批式培養對茯苓胞外多醣、還原醣濃度及pH值之
變化……………………………………………………………76
圖三十一 氣泡塔饋料式培養對茯苓胞外多醣、還原醣濃度及pH值
之變化…..…………………………………………………..77
圖三十二 不同培養方式對茯苓胞外多醣含量之變化………………78
圖三十三 攪拌批式發對茯苓多醣體膠體層析沖提圖(第三天和第
七天).…….……………………………………………….81
圖三十四 攪拌饋料式發對茯苓多醣體膠體層析沖提圖(第三天和
第七天)…………………………………………………..82
圖三十五 氣泡塔批式對茯苓多醣體膠體層析沖提圖(第三天和第
七天)..…………………………………………………..83
圖三十六 氣泡塔饋料式對茯苓多醣體膠體層析沖提圖(第三天和
第七天)…………………………………………………….84
圖三十七 不同培養方式對茯苓pH、殘醣、以及胞外多醣分子量分
部之影響(第七天和第七天)………………………………85
參考文獻

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