探討添加氯化鈉和供氧量對桑黃生產多醣體之影響

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研究生：	林怡君 Yi-Chun Lin
論文名稱：	探討添加氯化鈉和供氧量對桑黃生產多醣體之影響
指導教授：	徐敬衡 Chin-Hang 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：	94
語文別：	中文
論文頁數：	62
中文關鍵詞：	氯化鈉、桑黃
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摘要
桑黃為一種食藥用菇，早在數百年前，中國明代偉大的藥物家李時珍已將桑黃作為一味藥材收載於《本草綱目》中。在許多古書籍中也曾推崇其各種生理、免疫及治療功能，是中國人自古以來珍貴稀有的藥用真菌之一。一九六八年，日本國立癌症中心研究所及東京大學醫學部的研究團體，進行大量有關蕈類抗腫瘤性的實驗，其中包含大家從未曾聽過的『野生桑黃』。實驗結果發現，野生桑黃腫瘤抑制率高達96.7%而位居第一，因此桑黃可說是未來相當具有潛力開發成為抗癌藥物的藥用真菌之ㄧ。
本研究先利用搖瓶培養實驗，於既有的培養基中添加0、0.02、0.05、0.1、0.2、0.3%不同濃度之氯化鈉。實驗結果發現，添加氯化鈉會抑制菌體生長，隨著添加濃度愈高，菌體量愈少，菌體顆粒也愈小。然而氯化鈉的添加卻促使高分子多醣產生，其原因可能是添加的氯化鈉改變發酵液之滲透壓，促使菌體將胞內多醣釋放於發酵液中，也可能因為添加氯化鈉改變了菌體的代謝行為，促使多醣產生。在適當的添加濃度，隨著添加的氯化鈉濃度愈高，多醣產量愈多。當添加濃度高達0.3%，菌體完全不會生長。
在發酵槽實驗中，添加氯化鈉會促使多醣產生，其中以氯化鈉添加濃度0.1%，其多醣產量最高，為329mg/L。多醣為一次代謝產物，菌體量之多寡可能會間接影響其多醣產量，因此以血清瓶模擬發酵槽，做Fed-Batch實驗，於第一階段先讓菌體生長，在於適當時機添加氯化鈉，促使菌體生產多醣。初步結果顯示，Fed-Batch隨著氯化鈉濃度愈高，其單位菌體所產多醣量也愈高，幾乎呈線性正比關係，印證發酵槽Fed-Batch的可行性。
在改變供氧量對多醣產量影響方面，降低通氣量會使得碳源氧化速率變慢，因此影響菌體生長，當通氣量由0.5vvm降低為0.1vvm時，其菌體量也由11.0587g/L 降低到6.315g/L。雖然整體總多醣量並沒有因為通氣量降低而提升，但是單位菌體所產多醣量確實有提升效果，Yp/x由0.03(高通氣量0.5vvm)提升到0.048(低通氣量0.1vvm)。

目   錄
摘要............................................................................................................ I
目錄......................................................................................................... III
圖目錄..................................................................................................... VI
表目錄.................................................................................................. VIII
第一章  緒論............................................................................................	1
1-1 研究動機	1
1-2 研究目的	2
第二章  文獻回顧....................................................................................	3
2-1 菇類	3
2-2 桑黃簡介	3
2-3 桑黃多醣	5
2-3-1 桑黃多醣之組成	6
2-3-2 活性多醣及其抗腫瘤機制	8
2-4 桑黃多醣體之藥理活性	10
2-5 深層發酵培養	12
2-5-1 何謂深層發酵培養	12
2-5-2 深層發酵培養的好處	12
2-6 影響發酵的物理化學因子	13
2-6-1 物理因子	13
2-6-2 化學因子	16
2-7 氯化鈉效應	20
第三章  材料與方法..............................................................................21
3-1 實驗材料	21
3-1-1 實驗菌株	21
3-1-2 培養基組成	21
3-1-3 實驗藥品	23
3-1-4 實驗儀器及其他設備	24
3-1-5 實驗裝置	26
3-2 實驗方法	26
3-2-1 菌種培養	26
3-2-2 分析方法	28
第四章  結果與討論..............................................................................34
4-1 桑黃平面培養菌絲形態	34
4-2 氯化鈉搖瓶培養實驗	35
4-3 批次發酵培養實驗	39
4-3-1 氯化鈉濃度效應	39
4-3-1-1 發酵動力曲線	39
4-3-1-2 氯化鈉濃度對菌體生長之影響	43
4-3-1-3 氯化鈉濃度對多醣生成之影響	46
4-3-1-4 氯化鈉濃度對多醣分子量之影響	48
4-3-2 供氧量不同效應	50
4-3-2-1 供氧量對菌體生長及多醣生成之影響	50
4-3-2-2 供氧量對多醣分子量之影響	52
4-4 氯化鈉Two-stage	54
第五章 結論與建議................................................................................57
5-1 結論	57
5-2 建議	58
參考文獻..................................................................................................59
圖目錄
圖2-1 桑黃子實體	4
圖2-2 胞外多醣合成流程圖	8
圖2-3 β-(1-3)-D-葡聚糖結晶結構	9
圖2-4 有抗腫瘤活性的β-(1-6)分支的β-(1-3)-D-葡聚糖結構	9
圖3-1 發酵槽裝置實圖	26
圖3-2 發酵液處理流程	28
圖3-3 還原糖法之葡萄糖標準曲線圖	30
圖3-4 酚硫酸法之葡萄糖標準曲線圖	32
圖3-5 分子量標準曲線圖	33
圖4-1 桑黃平面固態培養情形	34
圖4-2 搖瓶氯化鈉濃度對菌體生長之影響	37
圖4-3 搖瓶氯化鈉濃度對多醣生成之影響	37
圖4-4 搖瓶氯化鈉濃度對單位菌體生產多醣之影響	38
圖4-5 搖瓶氯化鈉濃度對菌態之影響	38
圖4-6 溫度28℃、通氣量0.5vvm、0%NaCl之發酵動力曲線	40
圖4-7 溫度28℃、通氣量0.5vvm、0.02%NaCl之發酵動力曲線	41
圖4-8 溫度28℃、通氣量0.5vvm、0.1%NaCl之發酵動力曲線	41
圖4-9 溫度28℃、通氣量0.5vvm、0.2%NaCl之發酵動力曲線	42
圖4-10 溫度28℃、通氣量0.5vvm、0.3%NaCl之發酵動力曲線	42
圖4-11 發酵槽不同氯化鈉濃度菌體生長比較	44
圖4-12 桑黃於發酵槽生長情形	45
圖4-13 發酵槽不同氯化鈉濃度多醣生成比較	47
圖4-14 發酵槽氯化鈉濃度對單位菌體生產多醣之影響	47
圖4-15 氯化鈉濃度對多醣分子量影響分布圖	48
圖4-16 不同氯化鈉添加濃度GPC圖譜	49
圖4-17 溫度28℃、通氣量0.1vvm、0.1%NaCl之發酵動力曲線	51
圖4-18 溫度28℃、0.1%NaCl，不同通氣量對菌體生長及多醣產量之影響	52
圖4-19 供氧量對多醣分子量影響分布圖	53
圖4-20 不同供氧量GPC圖譜	53
圖4-21 Two-stage實驗裝置圖	55
圖4-22 Two-stage不同氯化鈉濃度單位菌體所產多醣之比較	56
表目錄
表2-1 桑黃多醣之單醣組成	6
表2-2 桑黃之胺基酸組成	7
表2-3 工業發酵上常用的碳源和氮源	17
表2-4 酵母抽出物組成	19
表3-1 桑黃固態培養基組成	22
表3-2 種瓶及深層發酵培養基組成	22
表3-3 實驗藥品詳細目錄	23
表3-4 實驗儀器設備	24
表3-5 GPC標準品分子量與相對滯留時間	33
表4-1 搖瓶培養下氯化鈉濃度影響結果	39
表4-2 發酵槽不同氯化鈉添加濃度比較	43
表4-3 氯化鈉Two-stage發酵結果	56

                                

參考文獻
水野卓，“菇類的化學‧生化學”，賴慶亮譯，國立編譯館，1997。
楊芳鏘、楊明哲，“菌絲狀真菌之深層發酵培養技術”，化工技術，176-189，2001。
陳勁初、呂鋒洲，“靈芝之王：台灣樟芝”，元氣齋出版社，2001。
孫俊義，“探討添加氯化鈉對松杉靈芝發酵產生多醣體及β-glucanase活性之影響”，國立中央大學化學工程與材料工程學系，碩士，2005。
Bae, J. T., Sinha J., Park J. P., Song C. H., Yun J. W.,“Optimization of submerged culture conditions for exo-biopolymer production by Paecilomyces japonica”,Journal of Microbiol Biotechnol, 10, 482-487, 2000.
Carolan, G., Catley, B. J., Mcdougal, F. J.,“The location of tetrasaccharide units in pullulan”, Carbohydrate Research, 114, 237-243, 1983.
Choi, K. H. and Lee, C. W.,“Submerged culture of Phellinus linteus in a stirred tank fermenter and an airlift fermenter”, J. Korean Inst Chem Eng, 38, 310-315, 2000.
Ellison, J., The Brewer, 601-606, 1973.
Fevre, M. and Rougier, M.,“Beta-1-3-glucan and Beta-1-4-glucan synthesis by membrane-fractions from the fungus Saprolegnia”, PLANTA, 151, 232-241, 1981.
Forgae, R. G., Harrison, D. E. F., Pitt, D. E.,“Effect of environment on microbial activity”, Comprehensive Biotechnology, 1, 253-279, 1985.
Han, S. B., Lee, C. W., Jeon, Y. J., Hong, N. D., Yoo, I. D., Yang, K. H., Kim, H. M.,“The inhibitory effect of polysaccharides isolated from Phellinus linteus on tumor growth and metastasis”, Immunopharmacology, 41, 157-164, 1999.
Hwang, H. J., Kim, S. W., Choi, J. W., Yun, J. W.,“Production and characterization of exopolysaccharides from submerged culture of Phellinus linteus KCTC6190”, Enzyme and Microbial Technology, 33, 309-319, 2003.
Kang, A., Wang, Y., Harvey, L. M., McNeil, B.,“Effect of air flow rate on scleroglucan synthesis by Sclerotium glucanicum in an airlift bioreactor with an internal loop”, Bioprocess Engineering, 23, 69-74, 2000.
Kim, D. H., Yang, B. K., Jeong, S. C., Park, J. B., Cho, S. P., Das, J., Yun, J. W., Song, C. H.,“Production of a hypoglycemic, extracellular polysaccharide from the submerged culture of the mushroom, Phellinus linteus”, Biotechnology Letters, 23, 513-517, 2001.
Lee, B. C., Bae, J. T., Pyo, H. B., Choe, T. B., Kim, S. W., Hwang, H. J., Yun, J. W.,“Submerged culture conditions for the production of mycelial biomass and exopolysaccharides by the edible Basidiomycete Grifola frondosa”, Enzyme and Microbial Technology, 35, 369–376, 2004.
Park, J. P., Kim, S. W., Hwang, H. J., Yun, J. W.,“Optimization of submerged culture conditions for the mycelial growth and exo-biopolymer production by Cordyceps militaris”, Letters in Applied Microbiology, 33, 76–81, 2001.
Park, J. P., Kim Y. M., Kim, S. W., Hwang, H. J., Cho, Y. J., Lee, Y. S., Song, C. H., Yun, J. W.,“Effect of aeration rate on the mycelial morphology and exo-biopolymer production in Cordyceps militaris”, Process Biochemistry, 37, 1257-1262, 2002.
Neysens, p., Messens, W., Vuyst, L. D.,“Effect of sodium chloride on growth and bacteriocin production by Lactobacillus amylovorus DCE 471”, International Journal of Food Microbiology, 88, 29-39, 2003.
Neysens, P., Vuyst, L. D.,“Kinetics and modelling of sourdough lactic acid bacteria”, Trends in Food Science and Technology, 16, 95-103, 2005.
Quigley, D. R. and Selitrennikoff, C. P.,“Beta-(1-3)glucan synthase activity of neurospors-crassa-stabilization and partial characterization”, Experimental Mycology, 8, 202-214, 1984.
Shon, Y. H. and Nam, K. S.,“Antimutagenicity and induction of anticarcinogenic phase II enzymes by basidiomycetes”, Journal of Ethnopharmacology, 77, 103-109, 2001.
Shu, C. H., Lung, M. Y.,“Effect of pH on the production and molecular weight distribution of exopolysaccharide by Antrodia camphorata in batch cultures”, Process Biochemistry, 39, 931–937, 2004.
Song, K. S., Cho, S. M., Lee, J. H., Kim, H. M., Han, S. B., Ko, K. S., Yoo, I. D., “B-Lymphocyte-Stimulating Polysaccharide from Mushroom Phellinus linteus”, Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 43, 2105-2108, 1995.
Taurhesia, S. and McNeil, B.,“Physicochemical factors affecting the formation of the biological response modifier Scleroglucan”, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 59, 157-163, 1994.
Zhang, Y. H., Zhong, J. J., Yu, J. T.,“Effect of osmotic pressure on cell growth and production of ginseng saponin and polysaccharide in suspension culture of Panax notoginseng”, Biotechnology Letters, 12, 1347-1350, 1995.

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