1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
无性型冬虫夏草深层发酵液中含有丰富的生物活性分子,其中甘露醇具有广泛的应用价值。
目前甘露醇的检测主要用高碘酸钠氧化-分光光度法,但是当溶液中存在其他与甘露醇性质相近的物质时,对甘露醇吸光值的测定有明显的影响。
冬虫夏草发酵培养基中所用的碳源为蔗糖,而蔗糖被微生物利用分解为果糖和葡萄糖,葡萄糖被优先利用,故发酵结束时,发酵液中主要残留的单糖为果糖,根据研究,果糖对甘露醇的测定有影响,故本课题设计了一种间接测量发酵液中甘露醇浓度的方法,并对其可行性和准确性进行探究。
2. 研究的基本内容和问题
本课题分为两部分,分别为无性型冬虫夏草深层发酵液中甘露醇的测定方法研究和液体培养基中表面活性剂添加的优化。
目前研究表明,甘露醇的测量常用高碘酸钠氧化法,但当样品中含有果糖时,果糖对甘露醇的测量有一定程度的影响,又因为在这样的混合液(含有果糖的甘露醇溶液)中,甘露醇无法被单独测量,故第一部分实验拟解决的问题即为设计一种可测量发酵液中甘露醇含量的方法,并验证其可行性和准确性,其主要内容有:甘露醇和果糖的标准曲线绘制、甘露醇和果糖吸光度的叠加性实验、甘露醇的加标回收实验。
甘露醇的标准曲线(a)绘制方法利用高碘酸钠氧化法,果糖标准曲线有两条,其中一条(b)同样用高碘酸钠氧化法绘制,另一条(c)利用半胱氨酸盐酸盐法制作。
3. 研究的方法与方案
1.甘露醇测量方法的研究1.1 甘露醇测定方法 甘露醇和果糖的标准曲线绘制、甘露醇和果糖吸光度的叠加性实验、甘露醇的加标回收实验。
甘露醇的标准曲线(a)绘制方法利用高碘酸钠氧化法,果糖标准曲线有两条,其中一条(b)同样用高碘酸钠氧化法绘制,另一条(c)利用半胱氨酸盐酸盐法制作。
甘露醇的测量步骤为:a.高碘酸钠法测量样品的吸光度(y1);b.半胱氨酸盐酸盐法测量样品的吸光度(y2);c.将y2带入标准曲线c中,计算出果糖的浓度x;d.再将x带入b中,计算出果糖本身带有的部分甘露醇的性质所对应的吸光度y3;e.用y1-y3,得到甘露醇的真实吸光度y4;f.将y4带入标准曲线a中,计算出甘露醇的浓度。
4. 研究创新点
目前的研究表明,甘露醇的测量方法主要为高碘酸钠氧化-分光光度法,而当甘露醇溶液中含有其他杂质(果糖等)时,此法测出的吸光值受到杂质的影响,但是暂时还没有效的从杂质中单独测量出甘露醇的方法,故本课题的创新之处就是改变了测量甘露醇的思路,考虑到冬虫夏草的液态深层发酵液所用的碳源为蔗糖,蔗糖被微生物分解为1:1的果糖和葡萄糖,根据生长机理,葡萄糖首先被利用完,故最终残留的影响甘露醇测量的杂质主要为果糖,故实验采用从发酵液的总吸光值中减去杂质的吸光值,从而计算出甘露醇的浓度。
另一方面,表面活性剂的应用广泛,在食品工业中,可用作乳化剂、杀菌剂、起泡剂等,而最近研究表明,其对细胞膜的结构具有影响,主要为改变其通透性,从而促进了细胞内物质向外分泌。
实验利用表面活性剂这一性质,使冬虫夏草无性型菌丝细胞内的多糖及其他产物加速向发酵液中分泌,从而提高胞外多糖的产量。
5. 研究计划与进展
研究计划: 1.冬虫夏草无性型菌株液态深层发酵1周;2.离心分离发酵液和菌丝,收集发酵液冷冻保藏;3.配置测量甘露醇所需的各种试剂;4.制作甘露醇和果糖的标准曲线;5.甘露醇和果糖吸光值叠加性实验;6.发酵液中甘露醇的测定;7.甘露醇的加标回收实验。
1.表面活性剂种类的筛选实验(1周);2.最佳表面活性剂添加浓度的优化(1周)。
