探討添加氯化鈉對於松杉靈芝發酵產生
多醣體及β-glucanase活性之影響

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：37

、訪客IP：3.147.76.251

姓名

孫俊義(Chun-Yi Sun) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學工程與材料工程學系

論文名稱

探討添加氯化鈉對於松杉靈芝發酵產生多醣體及β-glucanase活性之影響

相關論文

★ 探討菌體形態對於裂褶菌多醣體之影響	★ 探討不同培養方式對猴頭菇抗氧化與抗腫瘤性質的影響
★ 探討不同培養溫度Aspergillus niger 對丹參之機能性影響	★ 光合菌在光生物反應器產氫之研究
★ 探討培養溫度對巴西蘑菇液態醱酵之影響	★ 利用批式液態培養來探討檸檬酸對裂褶菌生長及其多醣體生成影響之研究
★ 探討不同培養基組成對光合菌Rhodobacter sphaeroides生產Coenzyme Q10之研究	★ 利用混合特定菌種生產氫氣之研究
★ 探討氧化還原電位作為Clostridium butyricum連續產氫之研究	★ 探討培養基之pH值與Xanthan gum的添加對巴西蘑菇多醣體生產之影響
★ 探討麩胺酸的添加和供氧量對液態發酵生產裂褶菌多醣體之研究	★ 探討以兩水相系統提昇Clostridium butyricum產氫之研究
★ 探討通氣量對於樟芝醱酵生產生物鹼之影響	★ 探討深層發酵中環境因子對巴西洋菇生產多醣之影響
★ 探討通氣量對於樟芝發酵生產與純化脂解酵素之研究	★ 探討以活性碳吸附酸來提昇Clostridium butyricum產氫之研究

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

蕈類的食用性與藥用的特性，具有提高人體的自然免疫能力之效果，也具有攻擊癌細胞的作用。靈芝含有多種有效成分，諸如：多醣體(polysaccharides)、三萜類(triterpenoids)、腺甘(adenosine)及鍺(germanium)等，具有抗腫瘤、增強免疫力、降血糖、降血壓、降膽固醇及抑制血小板凝集等療效，為廣受歡迎之健康食品。
本研究利用氣泡式反應器於28 ℃恆溫，初始pH值5.5，通氣量0.5 v.v.m條件下，進行松杉靈芝(Ganoderma tsugae)液態發酵。討論在培養基中添加不同氯化鈉濃度(0 g/L、5 g/L、10 g/L、12.5 g/L、15 g/L)，對於菌體生長、β-glucanase酵素活性、多醣體產量及其分子量分布之影響。發酵槽實驗結果顯示，菌體比生長速率(µ)隨氯化鈉添加濃度增加而遞減；添加10 g/L氯化鈉發酵結果，產物多醣體產量較未添加之1.185 g/L提升至1.676 g/L，且菌體對產物之轉化率(Yp/x)由0.103 g/g提高一倍至0.239 g/g；於培養基中添加15 g/L氯化鈉發酵結果有明顯之抑制現象，所得到的多醣產量達到最低值，顯示高濃度氯化鈉不適合菌體之生長與代謝，故氯化鈉的添加有助於刺激多醣的生成，但必須選擇適當的添加濃度。本實驗藉Laminarin為受質，分析β-glucanase酵素活性，發現在研究之濃度範圍內glucanase活性與氯化鈉添加濃度成正比。最後以GPC分析松杉靈芝發酵液中多醣體之分子量分布，松杉靈芝發酵液中多醣體分子量分布主要出現在6.4~6.7分鐘，此滯留時間之平均分子量約為1000 kDa，吾人將多醣體分子量分布劃分為高分子量(Mw＞1000 kDa)、中分子量(500 kDa＜Mw＜1000 kDa)及低分子量(Mw＜500 kDa)三區間，比較分子量分布情形可知，高分子量區域百分比隨氯化鈉濃度增加而呈現遞減並往中低分子量分布。

關鍵字(中)

★ 葡聚醣酵素
★ 多醣體
★ 液態發酵
★ 松杉靈芝
★ 多醣體分子量

關鍵字(英)

論文目次

摘要………………………………………………………….……………I
目錄……………………………………………………………..………III
表索引………………………………………………………...……..…VII
圖索引……………………………………………………………...…VIII
第一章緒論…………………………………………….…………….…1
1.1 研究背景………………………………………………………...1
1.2 研究目的………………………………………………………...2
第二章文獻回顧………………………………………………………..3
2.1 靈芝背景資料……………………………………………….......3
2.1.1 分類……………………………………………………………3
2.1.2靈芝的生長……………………………………………………7
2.1.3靈芝的一般成分………………………………………………8
2.2 靈芝培養方式…………………………………………………...9
2.3 靈芝的活性成分…………………………………………….....11
2.3.1 多醣類 (Polysaccharides)……………………………………11
2.3.2 活性多醣β-(1,3)-D-glucan…………………………..……....16
2.3.3 三萜類………………………………………………………..18
2.3.4 有機鍺類…………………………………….………………..19
2.4酵素…………………………………………..………………...19
2.4.1 β-(1,3)-葡聚醣酵素；β-(1,6)-葡聚醣酵素【β-1,3-glucanase；
β-1,6-glucanase】…………………...………………………..21
2.4.2 纖維酵素（cellulase）…………………………………………22
2.5 深層液態發酵………………………………………………….22
2.6 影響發酵的物理化學因子…………………………………….23
2.6.1 培養基組成…………………………………………………..23
2.6.1.1 碳源………………………………………………………...23
2.6.1.2 氮源………………………………………………………...24
2.6.1.3 碳氮比……………………………………………………...24
2.6.1.4 無機鹽類…………………………………………………...24
2.6.1.5 其他的添加物……………………………………………...25
2.6.2 培養條件……………………………………………………..26
2.6.2.1 pH 值……………………………………………………….26
2.6.2.2 黏度………………………………………………………...27
2.6.2.3 攪拌速率………………………………………………...…27
2.6.2.4 溶氧值……………………………………………………...27
2.6.2.5 溫度………………………………………………………...28
第三章實驗材料與方法
3.1 實驗材料…………………………………………………….…29
3.1.1 實驗菌株……………………………………………………..29
3.1.2 實驗藥品…………………………………………………..…29
3.1.3 實驗裝置……………………………………………………..31
3.1.4 實驗操作設備與規格………………………………………..32
3.2 實驗方法…………………………………………………….....35
3.2.1 菌株保存…..…………………………………………………35
3.2.2 培養基組成………………..…………………………………35
3.2.3 操作條件……………………………………………………..36
3.2.4 分析方法…………………………..…………………………39
3.2.4.1 發酵液處理流程…………………………………………...37
3.2.4.2 菌重分析……………..…………………………………….40
3.2.4.3 葡萄糖殘量分析(還原糖測定)……………………………40
3.2.4.4 多醣體分析…………………………..…………………….41
3.2.4.5 分子量測定...………………………………………………41
3.2.4.6 酵素活性之測定…………………………………………...42
3.3 各測試方法之標準曲線………………………………...……..43
3.3.1 葡萄糖殘量之標準曲線……………………………....……..43
3.3.2 酚-硫酸呈色法分析之標準曲線……………………....…...43
3.3.3 酵素活性分析之標準曲線……………………………...…...44
3.3.4 分子量與滯留時間(RT)關係………………………………..44
第四章結果與討論……………………………………………………45
4.1 松杉靈芝平面培養情形………………...……………………..45
4.2 氯化鈉濃度對菌體型態影響的比較………………………….47
4.3 不同氯化鈉添加濃度氣泡式反應器批次實驗…………….…48
4.3.1 發酵時間曲線比較…………………………………………..48
4.3.2 氯化鈉濃度對於菌體生長之影響…………………………..52
4.3.3 氯化鈉濃度對於菌體產生多醣體之影響…………………..54
4.4 氯化鈉濃度對於β-(1,3)-glucanase 活性之影響……………...55
4.5 氯化鈉濃度對於多醣體分子量分布之影響………………….57
第五章結論與建議………..…………………………………………..64
5-1 結論..…………………………………………………………...64
5-2 建議..…………………………………………………………...66
參考文獻………………………………..………………………………67
附錄……………………………...……………………………………...72
表索引
表2-1、靈芝之分類及特徵……………………………………..……...…3
表2-2、PDB培養14天的乾燥菌絲體組成……………..………………...8
表2-3、乾燥靈芝子實體成份……………………………………….……9
表2-4、具有抗腫瘤活性之β-(1,3)-D-glucans 及其分支度…….......…13
表2-5、從不同靈芝分離出具有生物活性之多醣體……………….….15
表2-6、從不同靈芝分離出具有生物活性之三萜類…………….…….18
表2-7、不同酵素活性及其應用方面………………………………….20
表2-8、從不同來源靈芝分離出之酵素……………………………….20
表2-9、酵母抽出物組成…………………….………………………….26
表3-1、實驗藥品詳細目錄…………………………………………….29
表3-2、儀器設備及規格表…….……………………………………….32
表3-3、松杉靈芝種瓶和主發酵槽之培養基組成………..……………36
表4-1、不同氯化鈉濃度菌體平均粒徑………………………………..46
表4-2、不同氯化鈉添加濃度之發酵結果……………………………..51
表4-3、不同氯化鈉添加濃度所得酵素活性最大值……………..……56
圖索引
圖2-1、松杉靈芝子實體圖…………………………………………….…6
圖2-2、靈芝子實體結構圖………………………………………………6
圖2-3、靈芝生長史………………………………………...……………..7
圖2-4、松杉靈芝太空包栽培圖………………………………………10
圖2-5、胞外多醣合成流程圖…………………………………………12
圖2-6、β-(1,3)-D-葡聚糖結晶結構（用Ｘ射線衍射）………………16
圖2-7、具抗腫瘤活性的β-(1,6)分支的β-(1,3)-D-葡聚糖結構……….16
圖2-8、β-D-葡聚糖抗腫瘤機制……………………………………….17
圖3-1、氣泡式反應器圖………………………………………………..31
圖3-2、在搖瓶中生長5 天之松杉靈芝菌絲體………………………..37
圖3-3、在氣泡式反應器中生長5 天之松杉靈芝菌絲體……………...38
圖3-4、發酵液樣品處理流程…………………………………………..39
圖4-1、在平面培養基生長4 天之松杉靈芝菌絲體……...……………45
圖4-2、氯化鈉濃度對菌體型態影響的比較…………...……………...47
圖4-3、氯化鈉濃度0 g/L 發酵動力曲線……………..…………...……49
圖4-4、氯化鈉濃度5 g/L 發酵動力曲線……………..………...………49
圖4-5、氯化鈉濃度10 g/L 發酵動力曲線………...……………………50
圖4-6、氯化鈉濃度12.5 g/L 發酵動力曲線……...…….…...………….50
圖4-7、氯化鈉濃度15 g/L 發酵動力曲線…………………...…………51
圖4-8、氯化鈉濃度對於菌體生長的影響……………………………53
圖4-9、氯化鈉濃度對於產物生成的影響……………………………54
圖4-10、氯化鈉濃度對於酵素活性的影響……………………………55
圖4-11、氯化鈉濃度0 g/L 多醣體分子量分布圖………...……………57
圖4-12、氯化鈉濃度5 g/L 多醣體分子量分布圖……………...…...….58
圖4-13、氯化鈉濃度10 g/L 多醣體分子量分布圖………..………...…58
圖4-14、氯化鈉濃度12.5 g/L多醣體分子量分布圖………………..…59
圖4-15、氯化鈉濃度15 g/L 多醣體分子量分布圖…………………….59
圖4-16、氯化鈉濃度0 g/L 多醣體分子量隨發酵天數分布圖…...…....60
圖4-17、氯化鈉濃度5 g/L 多醣體分子量隨發酵天數分布圖…….......61
圖4-18、氯化鈉濃度10 g/L 多醣體分子量隨發酵天數分布圖……….61
圖4-19、氯化鈉濃度12.5 g/L多醣體分子量隨發酵天數分布圖…......62
圖4-20、氯化鈉濃度15 g/L 多醣體分子量隨發酵天數分布圖……….62
附錄
附錄一、氯化鈉濃度0 g/L 多醣分子量分布圖(Day6)…………...……72
附錄二、氯化鈉濃度0 g/L 多醣分子量分布圖(Day8).…………...…...72
附錄三、氯化鈉濃度0 g/L 多醣分子量分布圖(Day10).…………...….73
附錄四、氯化鈉濃度5 g/L 多醣分子量分布圖(Day6)...…………...….73
附錄五、氯化鈉濃度5 g/L 多醣分子量分布圖(Day8)...…………...….74
附錄六、氯化鈉濃度5 g/L 多醣分子量分布圖(Day10).…………...….74
附錄七、氯化鈉濃度10 g/L 多醣分子量分布圖(Day6).…………...….75
附錄八、氯化鈉濃度10 g/L 多醣分子量分布圖(Day8).…………...….75
附錄九、氯化鈉濃度10 g/L 多醣分子量分布圖(Day10)...………...….76
附錄十、氯化鈉濃度12.5 g/L 多醣分子量分布圖(Day6).………….....76
附錄十一、氯化鈉濃度12.5 g/L 多醣分子量分布圖(Day8)………..…77
附錄十二、氯化鈉濃度12.5 g/L 多醣分子量分布圖(Day10)...……….77
附錄十三、氯化鈉濃度15 g/L 多醣分子量分布圖(Day6)….…………78
附錄十四、氯化鈉濃度15 g/L 多醣分子量分布圖(Day8)..……...…....78
附錄十五、氯化鈉濃度15 g/L 多醣分子量分布圖(Day10)……...…....79

參考文獻

許瑞祥。1993。靈芝概論。萬年出版社。
李時珍。1590。本草綱目。卷二十八。
田蔚城。1997。生物技術的發展與應用。九州圖書文物有限公司。
李思樺。2002。松杉靈芝β-葡聚醣酶純化及定性之研究。大葉大學食品科學系。碩士論文。
劉勝宇。2001。探討培養溫度對巴西磨菇液態發酵之影響。中央大學
化學工程研究所。碩士論文。
許英欽。2002。探討麩胺酸的添加和供氧量對液態發酵生產裂褶菌多醣體之研究。中央大學化學工程研究所。碩士論文。
梁志欽。1991。松杉靈芝浸漬培養產生的β-(1,3)-glucanase對菌體外醣的影響。國立台灣大學農業化學研究所。碩士論文。
王伯徹、陳啟楨。1994。常見食藥用菇類介紹。食品工業發展研究所。
林哲聖。1990。靈芝在深層培養之研究。中興大學食科所。碩士論文。
水野卓、川合正允。菇類的化學，生化學。1997。賴慶亮譯，國立編譯館。
李心允。2003。以β-(1,3)-D-葡聚醣為指標培養具有提升免疫功能之靈芝發酵液。台灣大學食品科技研究所。碩士論文。
王湘伶。2004。以豆科植物為基質生產靈芝發酵及發酵產物對過敏反應之影響。台灣大學食品科技研究所。碩士論文。
楊芳鏘、楊明哲。絲狀真菌之深層培養技術。化工技術。2001。176-189。
觀賞鮮活蘑菇園, 南台科大生物技術系, 李國陽http://www.stut.edu.tw/biotech/mail/life-mushrooms.htm.
Aoshima, Sasaki T., ‘Antitumor Polysaccharides from Some Polyporaceae, ganoderma Applanatum(Pers.) Pta and Phellinus linteus(Berk. Et Curt)’, Chem. Pharm. Bull., No.4, 821, 1971.
Bohn J. A., Bemiller J. N., ‘(1→3)-β-D-glucans biological response modifiers: a review of structure-functional activity relationships’, Carbohydr. Polym., 28, 3-14, 1995.
Chiu S. W., David M.,’ Deciphering Fungal Morphogenesis’, http://ihome.cuhk.edu.hk/~b456741/
Carmen W., Huie X. D., ‘Chromatographic and electrophoretic methods for Lingzhipharmacologically active components’, Journal of Chromatography B, 812, 241-257, 2004.
Chaplin M. F., Kennedy J. F., ‘Carbohydrate analysis-a practical approcach’, 2ndedition.Oxford University Press Inc.,3, 1994.
Carolan G., Catley B. J., Mcdougal F. J., ‘The location of tetrasaccharide units in pullulan’, Carbohydrate Research., 114, 237-243, 1983.
Chain E. B., Gualandi G., Morisi G., ‘Aeration studies. IV. Aeration condition in 3000-liter submerged fermentation with various microorganisms’, Biotechnology and Bioengineering, 8, 595-619, 1966.
Eo S. K., Kim Y. S., Lee C. K., Han S. S., ’Antiherpetic activities of various protein bound polysaccharides isolated from Ganoderma lucidum’, J. Ethnopharmacology, 68, 175-181,1999.
Ellison, J.The Brewer, 1973, 601-606.
Fang Q. H., Zhong J. J., ‘Two-stage culture process for improved production of Ganoderic acid by liquid fermentation of higher fungus Ganoderma lucidum’, Biotechnol. Prog., 18, 51-54, 2002.
Fang Q. H., Zhong J. J., ’Submerged fermentation of higher fungus Ganoderma lucidum for production of valuable bioactive metabolites—ganoderic acid and polysaccharide’, Journal of Biochemical Engineering, 10, 61-65, 2002.
Fang Q. H., Zhong J. J., ’ Effect of initial pH on production of ganoderic acid andpolysaccharide by submerged fermentation of Ganoderma lucidum’, Process Biochemistry, 37, 769-774, 2002.
Fevre M., Rougier M., ‘Beta-1-3-glucan and Beta-1-4-glucan synthesis by membrane-fractions from the fungus Saprolegnia’, PLANTA., 151, 232-241, 1981.
Hawksworth D. L., Kirk P. M., Sutton, B. C., Pegler D. N., ’ Dictionary of the fungi. International Mycological Institute’, 1996.
Hikino H., Ishiyama M., Suzuki Y., Konno C., ‘Mechanism of hypoglycemic activity of ganoderan B: a glycan of Ganoderma lucidum fruit bodies’, Planta Med., 55, 423- 428, 1989.
Images of fungi, http://www.fieldmuseum.org/research_collections/botany/botany_sites/US-China_macrofungi/fungi.html.
Kim S. W., Kim E. S., ‘Studies on the immunomodulating effects of polysaccharides extracted from Ganoderma lucidum on macrophage’, Korean Soc, Food Sci, Nutr, 1226-3311, 1997.
Kim K. C., Kim I. G., ‘Ganoderma lucidum extract protects DNA from strand breakage caused by hydroxyl radical and UV irradiation’, Int. J. Mol. Med, 4, 273-277, 1999.
Kim D. H., Shim S. B., Kim N. J., Jang I. S.,’ Beta-glucuronidase-inhibitory activity and hepatoprotective effect of Ganoderma lucidum’, Biol. Pharm. Bull, 22, 162-164, 1999b.
Koyama K., Imaizumi T., Akiba M., Kinoshita K.,Takahashi K., Suzuki A., Yano S., Horie S., Watanabe K., Naoi Y., ‘Antinociceptive components of Ganoderma lucidum’, Planta Med. 63, 224-227, 1997.
Kohda H., Tokumoto W., Sakamoto K., Fujii M., Hirai Y., Yamasaki K., Komoda Y., Nakamura H., Ishihara S., Uchida M., ‘The biological active constituents of Ganoderma lucidum (Fr. ) Karst. Histamine release-inhibitory triterpenes’, Chem. Pharm. Bull., 33, 1367-1374, 1985.
Lei L. S., Lin Z. B., ‘Effect of Ganoderma polysaccharides on T cell subpopulstions and production of interleukin2 in mixed lymphocyte response’, Acta Pharmaceutica Sinica, 27, 331-335, 1992.
Miyazaki T., Nishijima M., ’Studies on fungal polysaccharides.XXVII. Structural examination of a water-soluble, antitumorpolysaccharide of Ganoderma lucidum’, Chem. Pharm. Bull., 29, 3611-3616, 1981.
Peng Y., Zhang L., Zeng F., Kennedy J. F., ‘Structure and antitumor activities of the water-solublepolysaccharides from Ganoderma tsugae mycelium’, Carbohydrate Polymers, 1-8, 2004.
Quigley D. R., Selitrennikoff C. P., ‘Beta-(1-3)glucan synthase activity of neurospora-crassa-stabilization and partial characterization’, Experimental Mycology, 8, 202-214, 1984.
Rau U., Gura E., Olszewski E., Wagner F., ’Enhanced glucan formation of filamentous fungi by effective mixing oxygen limitation and feed-batch processing’, J. Industrial Microbiology, 9, 19-26, 1992.
Ringler R. L., Byerrum R. U., Steven T. A., Clark P. P., Stock C. C., Antibiot. Chemother. 7, 1, 1957.
Shiao M. S., Lee K. R., Lin L. J., Wang C. T., ‘Natural products and biological activities of the Chinese medicinal fungus Ganoderma lucidum’, In: Food Phytochemicals for Cancer Prevention II.Washington, D. C. American Chemical Society., 333-354, 1994.
Su C. Y., Shiao M. S., Wang C. T., ‘Differential effects of ganodermic acid S on the thromboxane A2- signaling pathways in human platelets’, Biochem. Pharmacol, 58, 587-595, 1999.
Su C. Y., Shiao M. S., Wang C. T., ‘Potentiation of ganodermic acid S on prostaglandin E1-induced cyclic AMP elevation in human platelets’, Thromb. Res., 99(2), 135-145, 2000.
Spring W.G., Gadient M., ‘Application of enzymes in compound feeds’, F. HOFFMANN-LA ROCHE LTD BASEL SWITZERLAND.
Tseng T. C., Shiao M. S., Shieh, Y. S., Hao Y. Y. ‘Studies on Ganoderma lucidum I. Liquid culture and chemical composition of mycelium’, Bot. Bull. Academia Sinica, 29, 23-32, 1984.
Tasaka K, Akagi M, Miyoshi K, Mio M, Makino T., ‘Anti-allergic constituents in the culture medium of Ganoderma lucidum. (I) Inhibitory effect of oleic acid on histamine release’, Agents actions. 23(3/4), 153-156, 1988.
Tang Y. J., Zhong J. J., ’Role of oxygen supply in submerged fermentation of Ganoderma lucidum for production of Ganoderma polysaccharide and ganoderic acid’, Enzyme and Microbial Technology, 32, 478-484, 2003.
Taurhesia S., McNeil B., ‘Physicochemical factors affecting the formation of the biological response modifier Scleroglucan,’ Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 59, 157-163, 1994.
Usama B., Hesham, E. E., Ismail I. M. K., Hassan M., Ewa W., Sawsan A. E. G., ‘b-Glucanase production from genetically modified recombinant Escherichia coli: Effect of growth substrates and development of a culture medium in shake flasks and stirred tank bioreactor’, Process Biochemistry, 39, 307-/313, 2003.
Yang F.C, Liau C.B, ’The influence of environmental conditions on polysaccharide formation by Ganoderma lucidum in submerged cultures’, Process Biochemistry, 33, 547-553, 1998.

指導教授

徐敬衡(Chin-Hang Shu)

審核日期

2005-7-19

推文