探討通氣量對於樟芝醱酵生產生物鹼之影響｜國立中央大學博碩士論文系統

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研究生：	朱建儒 Chien-Ju Chu
論文名稱：	探討通氣量對於樟芝醱酵生產生物鹼之影響
指導教授：	徐敬衡 Chin-Hung Shu
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 化學工程與材料工程學系 Department of Chemical & Materials Engineering
畢業學年度：	91
語文別：	中文
論文頁數：	60
中文關鍵詞：	樟芝、生物鹼、通氣量、醱酵
外文關鍵詞：	alkaloids, fermentation, aeration rate, antrodia camphorata
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摘要
樟芝又稱牛樟芝或牛樟菇，只生長在台灣特有的牛樟樹內，屬於
無褶菌目、多孔菌科。由於民間盛傳樟芝的功效頗多，但多未有正式
研究指出何種成分為指標物質。經由初步測試，樟芝抗腫瘤效果和其
中所含生物鹼有關。生物鹼是生藥中一類重要的有效成分，開發分析
樟芝生物鹼對於確認樟芝有效成分是有必要且可行的。為確認樟芝是
否產生生物鹼，本研究利用沉澱反應測試生物鹼的存在與否，發現樟
芝代謝物中的確有生物鹼的存在。
為了解樟芝醱酵產物對腫瘤細胞的影響，便針對醱酵液進行動物
細胞實驗(MTT assay)，從結果中得知，樟芝醱酵液在培養HeLa 及
HepG2 相對於對照組有抑制生長的效果，對於正常細胞則沒有影響，
證實對此兩株腫瘤細胞的確有抗癌的功效。此外，對醱酵液進行固態
萃取去除大部分代謝物後可得到的初步分離生物鹼有著較佳的腫瘤
抑制效果。
初步測試發現，於低通氣量時，以生物鹼比色定量法測試醱酵液
於420 nm 時的吸收值，定出生物鹼的總量，趨勢與通氣量成正比。
由此推斷樟芝生物鹼的代謝生產與氧氣供給量有密不可分的關係。
本研究以通氣量對於生物鹼產量的影響作為主軸，比較於攪拌槽
培養下，比較通氣量1.0 vvm、0.8 vvm、0.6 vvm、0.4 vvm、0.2 vvm
的總生物鹼生成的時間曲線，以研究通氣量和樟芝醱酵生產生物鹼之
關係。由醱酵結果比較得知，通氣量的增加對於菌體大小有些微影
響，菌體粒徑會隨通氣量的上升而減小，對於培養基中添加的vitamin
B1 的消耗量亦有影響，菌體消耗vitamin B1 會隨通氣量的增加而增
加，以通氣量0.8 vvm 進行操作可達消耗量最大值，通氣量1.0 vvm
消耗量略低於通氣量0.8 vvm。通氣量的增加有助於菌體生長，總生
物鹼產量亦會隨通氣量的上升而增加，但會在通氣量為1.0 vvm 時下
降，因此通氣量0.8 vvm 為生產生物鹼的最適操作條件。

目錄
中文摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I
目錄⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯III
表索引⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯VII
圖索引⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯VIII
第一章、緒論⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1
1 研究動機⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1
2 研究目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2
第二章、文獻回顧⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3
1 菇類的介紹⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3
2 樟芝的介紹⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3
3 生物鹼簡介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5
3.1 生物鹼分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5
3.2 生物鹼分類⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6
3.3 物理化學性質⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7
3.4 常用的生物鹼沉澱劑……………………………………9
3.5 顯色反應…………………………………………………10
3.6 含量測定…………………………………………………11
3.7 樟芝生物鹼活性測試……………………………………12
4 樟芝化學成分組成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13
5 深層發酵培養⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13
6 影響醱酵的物理化學因子⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14
6.1 培養基組成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14
6.1.1 碳源⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14
6.1.2 氮源⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15
6.1.3 碳氮比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15
6.1.4 無機鹽類⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15
6.2 攪拌速率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16
6.3 溫度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16
6.4 pH 值對真菌發酵的影響⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16
6.5 黏度(viscosity)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17
6.6 溶氧值(DO)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17
第三章、材料與方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19
1 實驗材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19
1.1 實驗菌株⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19
1.2 實驗藥品⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19
1.3 實驗儀器及其他設備⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20
1.4 實驗裝置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21
2 實驗方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21
2.1 菌株保存⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21
2.2 培養基組成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22
2.3 操作條件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24
2.4 分析方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24
2.5 總生物鹼含量計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯28
3 樟芝生物鹼之生物之生物活性測定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30
3.1 細胞株⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30
3.2 細胞株保存⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30
3.3 細胞株解凍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30
3.4 細胞株繼代培養⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30
3.5 細胞株培養液組成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31
3.6 動物細胞實驗流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32
第四章、結果與討論⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35
1 樟芝菌絲型態⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35
1.1 固態培養⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35
1.2 搖瓶培養⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯36
1.3 攪拌式醱酵槽⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37
2 不同通氣量攪拌槽批次實驗⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯38
2.1 不同通氣量對菌體顆粒大小的影響⋯⋯⋯⋯⋯⋯38
2.2 生物鹼沉澱反應⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯39
2.3 不同通氣量對於菌體消耗vitamin B1 之影響⋯⋯40
2.4 醱酵動力曲線圖比較⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44
2.5 不同通氣量對於最大菌重的影響⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯48
2.6 不同通氣量對於生物鹼產量的影響⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯49
3 樟芝醱酵液之抗腫瘤能力測試⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51
第五章、結論與建議⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯54
1 結論⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯54
2 建議⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯55
參考文獻⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯57

                                

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