碳源對兩種大型真菌胞外多糖結構及生物活性的影響.pdf

1、培養(yǎng)基中的碳源是多糖結構糖單元的主要來源，會影響胞外多糖（exopolysaccharide，EPS）的分子結構，進而影響與結構相關的生物活性。以研究不同碳源對大型真菌胞外多糖分子結構及生物活性的影響為目標，本論文選用楊樹桑黃（Phellinus vaninii Ljup）和馬勃狀硬皮馬勃（Scleroderma areolatum Ehrenb）為研究對象，優(yōu)化了其搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)條件，研究了最佳培養(yǎng)條件下的菌絲形態(tài)學特征；選取五種較佳碳

2、源，發(fā)酵罐培養(yǎng)制備粗EPS，經除蛋白和色素及凝膠柱層析后制備獲得精制EPS；利用凝膠過濾色譜法測定了其分子量，并分別采用紅外光譜、氣相色譜-質譜聯(lián)用（GC/MS）、尺寸排阻色譜(SEC)-多角度激光光散射檢測器(MALLS)及示差折光檢測器(RI)聯(lián)用及粘度法表征了其分子結構；最后測定了EPS對·OH和·DPPH的清除效果。主要研究結果如下。
　?。?）楊樹桑黃產EPS的最佳培養(yǎng)條件為：40g/L蔗糖，4g/L玉米粉，4mmol/

3、L KH2PO4，28℃，pH7，160r/min。在最佳培養(yǎng)條件下，最大EPS產量為0.352g/L。馬勃狀硬皮馬勃產EPS的最佳發(fā)酵條件為：20g/L果糖，5g/L大豆粉，2.5mmol/L KH2PO4，2.5mmol/L MgSO4，26℃，pH8，160r/min。在最佳培養(yǎng)條件下，最大EPS產量為2.627g/L。楊樹桑黃菌絲球隨著培養(yǎng)時間的延長逐漸增大，其平均直徑、緊密度均逐漸增加，圓度先增加再急劇減小，粗糙度與圓度表現(xiàn)為

4、負相關，呈現(xiàn)為先減小再增加。馬勃狀硬皮馬勃的菌絲體呈分枝狀生長，群體呈片層狀而不是多數(shù)絲狀真菌的菌球狀；發(fā)酵液粘度與培養(yǎng)時間正相關，pH與培養(yǎng)時間呈負相關。
　　（2）利用葡萄糖、蔗糖和果糖發(fā)酵培養(yǎng)楊樹桑黃產生的EPS Fr-I的相對分子量是627.5KDa；利用麥芽糖發(fā)酵培養(yǎng)產生的EPS Fr-I的相對分子量是1153.5KDa；利用葡萄糖和蔗糖發(fā)酵培養(yǎng)得到的EPS Fr-II的相對分子質量為55.0KDa；利用果糖和麥芽糖發(fā)酵

5、培養(yǎng)得到的EPS Fr-II的相對分子量分別是74.5KDa和137.0KDa；利用乳糖培養(yǎng)制得的EPS相對分子質量是101.0KDa。
　　利用葡萄糖、蔗糖和果糖發(fā)酵培養(yǎng)馬勃狀硬皮馬勃產生的EPS Fr-I的相對分子量是627.5KDa；麥芽糖和乳糖發(fā)酵培養(yǎng)得到的EPS Fr-I的相對分子量是1563.9KDa；利用葡萄糖、蔗糖、果糖、麥芽糖和乳糖發(fā)酵培養(yǎng)制得的EPS Fr-II的相對分子質量是4.82KDa。
　?。?）

6、紅外光譜分析結果表明，利用葡萄糖發(fā)酵培養(yǎng)獲得的楊樹桑黃EPS Fr-I為酸性β-吡喃型雜多糖，利用果糖和麥芽糖發(fā)酵培養(yǎng)獲得的EPS Fr-I為α-甘露吡喃型酸性雜多糖，以蔗糖為碳源發(fā)酵培養(yǎng)獲得的EPS Fr-I為α-、β-兩種構型共存的甘露吡喃型酸性雜多糖；以麥芽糖為碳源發(fā)酵培養(yǎng)獲得的EPS Fr-II為β-甘露吡喃型酸性雜多糖，利用葡萄糖、蔗糖和果糖發(fā)酵培養(yǎng)獲得的EPS Fr-II為α-甘露吡喃型酸性雜多糖，以乳糖為碳源發(fā)酵培養(yǎng)獲得的

7、EPS為酸性甘露聚糖。五種碳源發(fā)酵培養(yǎng)獲得的精制EPS組分都含有大量葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸；單糖組分中含量最多的是甘露糖，其次為葡萄糖，鼠李糖和核糖所占的比例最少。SEC/MALLS測定發(fā)現(xiàn)，EPS的多分散性很低，溶解度很小，在水溶液中的構象為球形，表現(xiàn)為緊致并帶有分支的多糖聚合物。分析粘度測定的k’和ρ值，可知其EPS精制組分在水溶液中的溶解性較低，為高度緊密且?guī)в蟹种У亩嗵蔷奂w構象。
　　五種碳源發(fā)酵培養(yǎng)馬勃狀硬皮馬勃產生的

8、EPS Fr-I均為α-吡喃型酸性雜多糖，并含有甘露糖的特征吸收峰。利用葡萄糖、果糖、乳糖和麥芽糖發(fā)酵培養(yǎng)產生的EPS Fr-II為α-甘露吡喃型酸性雜多糖，而以蔗糖為碳源發(fā)酵培養(yǎng)產生的EPS Fr-II為β-甘露吡喃型酸性雜多糖。EPS精制組分的單糖組分主要包括阿拉伯糖、鼠李糖、核糖、木糖、葡萄糖醛酸、半乳糖、葡萄糖、甘露糖和半乳糖醛酸，其種類和含量均有顯著的差別；且都含有葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸。SEC/MALLS分析可知，EPS各精

9、制組分的多分散性很低，溶解度很小，在水溶液中均以球形構象存在，是一種高度緊密且具有分支結構的多糖聚合體。分析粘度測定的k’和ρ值，可知其EPS精制組分在水溶液中的溶解性也較低，為高度緊密且具有分支結構的多糖聚集體構象。
　?。?）利用蔗糖、果糖、乳糖、葡萄糖和麥芽糖發(fā)酵培養(yǎng)楊樹桑黃產生的EPS，當多糖濃度到達10mg/mL時，清除?OH的能力最大，分別為38.58％、34.50%、30.18%、26.60%和20.68%；當多糖濃

10、度為5mg/mL時，對?DPPH的清除能力達到最大，分別為59.17%、44.38%、34.32%、22.78%和33.43%。利用果糖、乳糖、蔗糖、麥芽糖和葡萄糖發(fā)酵培養(yǎng)馬勃狀硬皮馬勃產生的EPS多糖濃度為10mg/mL時，對?OH的清除率達到最大，分別為22.65%、18.87%、16.69%、14.86%和13.66%；當多糖濃度為5mg/mL時，對?DPPH的清除能力達到最大，分別為41.32%、33.53%、31.10%、20