蛹虫草Cordyceps militaris JN168产虫草素液态发酵条件的优化

利用单因素筛选和响应面法对蛹虫草Cordyceps militaris JN168产虫草素的液态发酵培养基进行优化,以确定蛹虫草产虫草素的最佳发酵培养基配方。结果表明,蛹虫草产虫草素的最佳碳源为葡萄糖,最适质量浓度为40 g/L;最佳氮源为牛肉膏,最适质量浓度15 g/L;加入的无机盐及其添加量分别为MgSO40.76 g/L,K2HPO40.63 g/L,CaCl20.66 g/L,Na2HPO40.67 g/L。优化后发酵液中虫草素质量浓度达到633.47 mg/L,是优化前的6倍。     

蛹虫草固态发酵产虫草素的优化

为提高虫草素的产量,本实验对蛹虫草固态发酵产虫草素进行优化。通过一系列单因素实验,确定大米为发酵基质,葡萄糖和黄豆粉分别为最适碳源和氮源,得到最佳培养基组成和最佳培养条件:大米30 g(粒径0.90～1.25 mm),料液比(m/v)1∶1.5,葡萄糖3%(按基质算,下同),黄豆粉2%,麦麸1%,接种量30%,种龄2 d,发酵时间12 d。优化后虫草素产量达到4.69%,约为优化之初(0.74%)6.34倍。     

蛹虫草静置发酵产虫草素的优化

对蛹虫草14014产虫草素的静置发酵培养基和发酵条件进行了优化,旨在探寻大规模制备虫草素的工艺方法。为了提高数理统计的精度,缩短发酵周期,通过单因素实验,获得了种龄为3d,接种量为10%的液体培养物最佳接种方式。通过Placket-Burman设计从7个因素中筛选出了有显著影响的温度、酵母膏和蛋白胨三个因素。通过最陡爬坡实验、中心复合实验设计及响应面分析确定主要影响因素的最佳值及回归模型,并经实验验证模型的可行性。最佳培养基组成和培养条件为:葡萄糖60g/L,KH2PO40.7g/L,MgSO4·7H2O 0.7g/L,酵母膏9.00g/L,蛋白胨17.10g/L,初始pH6.30,温度27.1℃。在优化条件下,虫草素产量达到6.50g/L,含量比优化前提高2倍。      

蛹虫草高产胞外虫草素和虫草多糖的诱变育种

通过诱变获得高产胞外虫草素和虫草多糖的蛹虫草菌株.采用紫外线诱变(UV)、化学诱变(LiCl)、复合诱变(UV-LiCl) 3种方式对蛹虫草孢子进行诱变;发酵检测存活菌株的胞外虫草素和虫草多糖的含量.结果:以胞外虫草素为指标,3种诱变方式的最大正突变率分别为化学突变(29.2％)＞紫外突变(28.6％)＞复合诱变(26.5％);以胞外多糖为指标,最大正突变率分别为紫外诱变(35.7％)＞复合诱变(33.3％)＞化学诱变(27.0％).紫外诱变突变株Z-5-1胞外虫草素产量达0.842g/L,比出发菌株高311％;紫外诱变突变株Z-4-7胞外虫草多糖产量达5.250g/L,比出发菌株高148％.在连续培养5代后,仍具有较好的遗传稳定性.紫外诱变能获得较高的蛹虫草正突变率,同时能获得高产虫草素、虫草多糖的突变株.     

蛹虫草液态发酵过程中有效成分的动态积累变化

通过对蛹虫草4号菌株进行摇瓶液态发酵培养,考察了蛹虫草发酵过程中发酵液及菌丝体生物量、虫草多糖、虫草酸及虫草素含量的动态积累变化情况。结果表明:70%以上的虫草多糖、虫草酸、虫草素分布在发酵液中。蛹虫草菌在第10天生物转化量达到最大值20.44 mg/mL,虫草酸、虫草多糖、虫草素含量分别在第11、13、14天达到最大值,综合考虑3种产物的最佳发酵周期,将蛹虫草发酵时间定为12 d。10 L发酵罐深层培养试验的结果表明,生物量达24.5 mg/mL,比摇瓶培养提高19.86%,而虫草酸、虫草多糖、虫草素含量分别为7.43、2.82、90.73μg/mL,比摇瓶培养分别提高8.3%、13.7%和15.6%。     

高产蛹虫草诱变菌株发酵条件优化及放大

考察高产蛹虫草诱变菌株放大发酵条件,为产业化奠定实验基础。以蛹虫草菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度为指标,采用单因素试验的方法优化5 L发酵罐发酵条件:搅拌转速、发酵培养基初始pH值和接种量,并在此条件下重复4次实验,以考察发酵条件的稳定性;进一步考察15 L和100 L发酵罐发酵条件。5 L发酵罐发酵条件为:转速250 r/min、起始pH值7、接种体积分数6%,发酵温度26℃,通气量250 L/h,菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度分别达到23.29 g/L、0.94 g/L、162.84 mg/L和2.06 g/L,4次重复实验发酵条件稳定(P0.01)。15 L发酵罐的最佳发酵时间为72 h,菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度分别达到30.84g/L、1.10 g/L、233.22 mg/L和1.89 g/L;100 L发酵罐的最佳发酵时间为47 h,菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度分别达到32.05 g/L、1.33 g/L、187.20 mg/L和3.51 g/L。5 L发酵罐发酵条件稳定,以菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度为综合考察指标,分别绘制了高产蛹虫草诱变菌株15 L、100 L发酵罐发酵生长曲线,为生产提供了数据依据。     

蛹虫草液体发酵产虫草素研究

以蛹虫草液体发酵菌丝体为原料,通过超声、微波方法提取蛹虫草中的虫草素,超声提取时间为20min;微波功率为200W,微波提取时间为110s,提取得到虫草素结晶体,含量是0.006mg/g.以虫草素为指标,通过正交试验确定蛹虫草液体发酵条件,虫草素含量最高的方案为:接种量15％,温度25℃,转数140r/min,培养时间96h.     

蛹虫草菌的液态培养基优化

采用响应面法优化蛹虫草菌的液态培养基,以获得最大菌体量为响应值,采用Plackett-Burman试验筛选出主要影响因素为葡萄糖、蛋白胨、七水硫酸镁。再利用最陡爬坡试验确定响应区域的中心点。最后利用中心复合试验确定最优的培养基配方为葡萄糖53.363 6g/L,蛋白胨26.720g/L,七水硫酸镁2.195 2g/L,磷酸二氢钾0.5g/L。蛹虫草菌的最终菌体总干重为3.91g/L,比优化前增加了2.48倍。     

响应面法优化蛹虫草菌丝液体发酵产虫草素培养基

探究利用响应面法优化蛹虫草液体发酵产虫草素的条件,以提高虫草素积累量。以虫草素积累量为指标,同时测定对应的菌丝体产率,利用Plackett-Burman实验筛选影响虫草素积累量的关键因素,再以最陡爬坡实验逼近最大虫草素积累量响应区域,最后应用Box-Behnken方法优化培养基;对虫草素积累量和对应的菌丝体产率数据进行相关性分析。结果表明:在25℃,无光照,160 r/min,p H自然,5 m L/100 m L接种量,优化培养基为:KNO₃0.04 g/100 m L,酵母浸膏1.50 g/100 m L,Fe SO₄·7H₂O 0.03 g/100 m L,KH₂PO₄0.2 g/100 m L,葡萄糖3.82 g/100 m L,Zn SO₄·7H₂O 0.06 g/100 m L,Mg SO₄·7H₂O 0.13 g/100 m L,维生素B₁0.08 g/100 m,虫草素积累量达到852.621μg/m L;在同等条件下,利用优化培养基发酵8 d+静置10 d后,虫草素积累量达到936.225μg/m L。在本实验多组分的条件下,菌丝体产率小于0.857 g/100m L时,虫草素生成的效率较高,而菌丝体产率大于1.703 g/100 m L时,虫草素积累量开始下降;发酵第8 d虫草素积累量和菌丝体产率存在极显著相关关系。      

蛹虫草发酵产虫草素工艺优化

为确定蛹虫草产虫草素放大工艺条件,考察了菌种培养质量和发酵高径比对虫草素合成的影响.确定种子培养最佳条件为:转速250 r/min,接种量15％,扩培级数2次,此条件下虫草素发酵产量可达6g/L左右.另外,装液量最适高径比为2 cm/30 cm.在此条件下,进行了120 L多层反应器发酵工艺验证.发酵25 d,虫草素产...     

前体及营养物提高蛹虫草虫草菌素产量的研究

研究不同前体及营养物对蛹虫草液体深层发酵产胞外虫草菌素的影响,并优化其促进虫草菌素生产的最佳添加条件。结果表明：添加腺嘌呤、甘氨酸、腺苷、L- 谷氨酰胺4 种前体或营养物能大幅提高蛹虫草液体发酵胞外虫草菌素的产量。两种前体和营养物能够通过协同互补作用提高胞外虫草菌素的产量,而且腺嘌呤的组合添加效果明显高于腺苷组合,特别是1g/L 的腺嘌呤与8g/L 的甘氨酸组合添加胞外虫草菌素产量达到1644.21mg/L,是基础培养基的4.66 倍。不同前体及营养物添加发酵后其核苷类物质的含量表明：80% 的虫草菌素被分泌到发酵液中,蛹虫草整个核苷酸代谢系统是紧密相连的,很多核苷类物质都能直接或间接转化成虫草菌素。     

高效液相色谱法测定3 种蛹虫草中虫草素及比较分析

对3 种蛹虫草中虫草素含量进行高效液相色谱法测定并比较,以查看不同地区来源的蛹虫草中虫草素含量
的区别,为选育高含量虫草素蛹虫草菌种及改变其培养条件指明方向。首先采用正交试验研究虫草素的提取条件,
获得最适提取工艺,即料液比1∶80、提取时间5 h、提取温度70 ℃,在此条件下虫草素的得率达0.604%（以湖北地区
的蛹虫草作为原料）。然后在此条件下分别对湖北地区（A）、云南地区（B）和本实验室培养（C）的蛹虫草中提
取虫草素并进行测定,结果表明：样品C的虫草素含量远高于A（6.041 mg/g）和B（7.606 mg/g）,为26.071 mg/g。
结果显示,不同产地的蛹虫草中虫草素含量有一定区别,这可能与培养蛹虫草所用的菌种和培养条件差异有关。本
研究筛选出来的菌种以及获得的培养方法,对后续研究补硒栽培对蛹虫草中的活性成分虫草素含量的影响提供了技
术基础。     

蛹虫草液体种制备及发酵生产菌丝体和虫草菌素工艺优化

为获得蛹虫草液体种制备和液体发酵生产菌丝体和虫草菌素的最佳工艺,以蛹草拟青霉Peacilomyces militarisBCEC07菌株为菌种,通过对接种量(孢子浓度)的考察,探索不同孢子浓度对蛹虫草液体母种制作效果的影响;通过单因素和正交试验,优化生产虫草菌素各营养因子的最佳种类和配比。结果表明:在1.5×1010孢子数的接种量时制作的母种最适合用于蛹虫草液体发酵产菌丝体和虫草菌素;蔗糖、蛋白胨、MgSO4.7H2O、K2HPO4和NAA是最适合的碳源、氮源、无机盐及生长因子;工艺优化后得出蛹虫草液体发酵产菌丝体的最佳配方为30g/L蔗糖、25g/L蛋白胨、1.5g/L KH2PO4、0.5g/L MgSO4.7H2O和4.0mg/L NAA;产虫草菌素的最佳配方为:30g/L蔗糖、25g/L蛋白胨、1.5g/L KH2PO4、0.5g/L MgSO4.7H2O和3.0mg/L NAA。优化后生物量和虫草菌素总产量分别提高了43.00%(达31.60g/L)和31.60%(达645.12mg/L)。为进一步提高蛹虫草菌丝体及虫草菌素的单位产量提供参考。     

虫草素的微波- 超声波协同提取

研究蛹虫草菌丝体中虫草素的提取工艺及检测方法。确定微波- 超声波协同提取法为虫草素提取的最佳方法,依据单因素和正交试验获得最佳的提取工艺：乙醇体积分数70%、提取功率200W、提取时间110s、料液比1:240(g/mL)。此时虫草素含量达9.228mg/g。采用紫外分光光度法测定样品中虫草素含量,回收率为97.41%～99.60%,RSD 为1.469%,准确度和精密度都较高,是一种方便、成本较低的检测方法。     

人工蛹虫草固体培养残基中虫草素的提取分离研究

以人工蛹虫草固体培养残基为原料,采用索氏提取后,用离子交换层析进行分离研究。索氏提取结果表明水比乙醇更优于提取虫草素;离子交换层析分离提取固体培养残基中虫草素的正交实验表明洗脱流速、料水比为主要影响因子,最优条件为:料水比1:16,离子柱pH3.5;洗脱流速为1滴/2秒。     

蛹虫草虫草素合成代谢网络及其关键节点的研究进展

虫草素（Cordycepin）是虫草属（Cordyceps）真菌产生的核心高附加值次级代谢产物之一。与其他工业菌种相比,蛹虫草在腺苷结构类似物（如虫草素）合成方面有天然的代谢通量优势。近年,随着组学分析技术和蛹虫草基因编辑技术的发展,蛹虫草虫草素合成代谢网络,尤其是关键的底物合成途径得到了完整的解析。因此,该综述对目前已知的蛹虫草虫草素合成代谢网络进行了模块化梳理,将其划分为中心碳代谢途径、单磷酸肌苷（Inosinate,IMP）途径和虫草素底物合成途径,并分析了前体物质组成和多个分散途径、关键节点对虫草素合成的影响,系统阐述了IMP物质的合成与流向,佐证了IMP的合成与代谢是虫草素合成的关键节点,为未来通过代谢工程与合成生物学策略优化蛹虫草虫草素代谢网络、构建稳定高产虫草素的蛹虫草菌株提供相对详实的背景参考。     

大孔吸附树脂分离纯化蛹虫草固体培养基中虫草素工艺

比较D101、AB-8、HPD-100、HPD-400、HPD-500、HPD-722、DM130七种大孔吸附树脂对蛹虫草固体培养基中虫草素的吸附与解吸性能,筛选出HPD-100树脂为最佳树脂,并确定HPD-100树脂吸附分离最佳工艺条件：上样液质量浓度0.6mg/mL、上样流速3BV/h、上样体积6BV;解吸剂为体积分数25%乙醇溶液、解吸流速2BV/h、解吸体积4BV。根据此工艺条件,蛹虫草固体培养基粗提物经HPD-100树脂纯化后,虫草素产品纯度可达14.1%,较粗提物产品提高了8倍多。