藥用真菌深層發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)

前言

藥用真菌是具有藥用價(jià)值，對人體有保健作用，對疾病有治療、預(yù)防或抑制作用的一類真菌，在我國傳統(tǒng)醫(yī)藥中起著重要的作用。真菌的藥用歷史悠久，早在東漢末年編著的《神農(nóng)本草經(jīng)》中就記載了豬苓、茯苓、靈芝、雷丸、木耳等10余種真菌藥物。明代著名的醫(yī)藥學(xué)家李時(shí)珍編著的《本草綱目》記載了藥用真菌40余種。早期獲得的藥食用真菌子實(shí)體來自野生，隨著人們對藥用真菌的形態(tài)特征、生長環(huán)境、營養(yǎng)需求、分布地區(qū)及采集時(shí)間等的認(rèn)識，逐漸實(shí)現(xiàn)了藥用真菌的人工栽培與固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)。20世紀(jì)40年代，為實(shí)現(xiàn)青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)，開發(fā)了深層發(fā)酵技術(shù)，包括菌種擴(kuò)大培養(yǎng)技術(shù)、通氣攪拌供氧技術(shù)、無菌空氣過濾技術(shù)、大型發(fā)酵罐培養(yǎng)基滅菌技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了微生物的大規(guī)模液體深層培養(yǎng)，開創(chuàng)了微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵生產(chǎn)的新局面。1949年，美國人Humfeld和Sugihara首次成功地在發(fā)酵罐中培養(yǎng)出了雙孢蘑菇菌絲體后，國內(nèi)外許多研究人員開展了藥用真菌深層發(fā)酵技術(shù)的研究，并成功實(shí)現(xiàn)了冬蟲夏草、靈芝、猴頭菌、云芝、灰樹花、香菇等藥用真菌的深層發(fā)酵及其相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。隨著對藥用真菌資源、分類、化學(xué)、藥理學(xué)研究的深入，從藥用真菌中發(fā)現(xiàn)了越來越多的活性成分（活性多糖、三萜類化合物、生物堿等）。為實(shí)現(xiàn)這些活性成分的工業(yè)化生產(chǎn)，開展藥用真菌深層發(fā)酵生產(chǎn)及其活性成分的分離制備十分重要。為此，我們結(jié)合自己的研究內(nèi)容及最新的藥用真菌深層發(fā)酵研究文獻(xiàn)，編寫了《藥用真菌深層發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)》一書。本書共分14章，第1章介紹了藥用真菌的種類、活性成分及其藥理活性；第2章系統(tǒng)介紹了藥用真菌深層發(fā)酵的菌種選育、種子制備、發(fā)酵生產(chǎn)及其發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、產(chǎn)物分離純化等內(nèi)容；第3章介紹了藥用真菌深層發(fā)酵生產(chǎn)的裝備；第4章介紹了添加中藥基質(zhì)的藥用真菌深層發(fā)酵技術(shù)；第5～14章對當(dāng)前研究及開發(fā)應(yīng)用較廣泛的藥用真菌及其深層發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)分別進(jìn)行了介紹。本書的編者們都是從事微生物深層發(fā)酵技術(shù)研究的青年學(xué)者，具有多年從事藥用真菌深層發(fā)酵生產(chǎn)研究和產(chǎn)品開發(fā)的工作經(jīng)驗(yàn)。第1、2、4～7、14章由溫州大學(xué)楊海龍博士編寫；第3章由溫州大學(xué)楊海龍博士與溫州市龍?zhí)┹p工機(jī)械有限公司章方龍共同編寫；第8～10、13章由浙江科技學(xué)院活潑博士編寫；第11、12章由上海來益生物藥物研究開發(fā)中心有限責(zé)任公司肖彩霞工程師編寫；另外研究生孔景朝、李基參與了第8～10、13章的編寫工作。本書在編寫過程中參考了許多同仁發(fā)表的著作和科技論文，在此深表謝意！化學(xué)工業(yè)出版社的編輯也為本書的出版付出了辛勤的勞動(dòng)，在此對他（她）們表示衷心的感謝！藥用真菌的研究發(fā)展較快，有許多新技術(shù)、新成果來不及吸收編入，加上編者水平及時(shí)間有限，如有錯(cuò)誤和不足之處，誠懇希望專家和讀者提出批評和建議。編者2009年1月

內(nèi)容概要

　　《藥用真菌深層發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)》適于高等院校生物工程、藥學(xué)相關(guān)專業(yè)老師和學(xué)生、天然藥物研究人員閱讀和參考。藥用真菌是具有藥用價(jià)值，對人體有保健作用，對疾病有治療、預(yù)防或抑制作用的一類真菌。隨著對藥用真菌資源、分類、化學(xué)、藥理學(xué)研究的深入，從藥用真菌中發(fā)現(xiàn)了越來越多的活性成分（活性多糖、三萜類化合物、生物堿等）。為實(shí)現(xiàn)這些活性成分的工業(yè)化生產(chǎn)，開展藥用真菌深層發(fā)酵生產(chǎn)及其活性成分的分離制備十分重要。為此，作者結(jié)合自己的研究內(nèi)容及最新的藥用真菌深層發(fā)酵研究文獻(xiàn)，編寫成了《藥用真菌深層發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)》?！端幱谜婢顚影l(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)》共分14章，第1章介紹了藥用真菌的種類、活性成分及其藥理活性；第2章系統(tǒng)介紹了藥用真菌深層發(fā)酵的菌種選育、種子制備、發(fā)酵生產(chǎn)及其發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、產(chǎn)物分離純化等內(nèi)容；第3章介紹了藥用真菌深層發(fā)酵生產(chǎn)的裝備；第4章介紹了添加中藥基質(zhì)的藥用真菌深層發(fā)酵技術(shù)；第5～14章對當(dāng)前研究及開發(fā)應(yīng)用較廣泛的藥用真菌及其深層發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)分別進(jìn)行了介紹。

書籍目錄

第1章 藥用真菌概述11.1 藥用真菌及其種類11.2 藥用真菌在我國傳統(tǒng)醫(yī)藥中的應(yīng)用91.3 藥用真菌的現(xiàn)代研究101.3.1 藥用真菌主要活性成分101.3.2 藥用真菌的主要生物活性131.4 藥用真菌的生產(chǎn)141.4.1 藥用真菌的栽培141.4.2 藥用真菌的固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)151.4.3 藥用真菌的液體發(fā)酵生產(chǎn)171.5 藥用真菌產(chǎn)品的開發(fā)18參考文獻(xiàn)19第2章 藥用真菌深層發(fā)酵基礎(chǔ)212.1 深層發(fā)酵技術(shù)的誕生與發(fā)展212.2 深層發(fā)酵的工藝過程242.3 菌種的分離與選育242.3.1 菌種分離252.3.2 菌種選育282.3.3 菌種的退化與復(fù)壯322.3.4 菌種的保藏332.4 培養(yǎng)基的制備342.4.1 培養(yǎng)基的組成342.4.2 培養(yǎng)基的配制352.4.3 培養(yǎng)基的優(yōu)化362.4.4 培養(yǎng)基的滅菌372.5 種子擴(kuò)大培養(yǎng)382.6 深層發(fā)酵生產(chǎn)392.6.1 分批發(fā)酵392.6.2 補(bǔ)料分批發(fā)酵432.6.3 連續(xù)式發(fā)酵442.7 發(fā)酵過程的控制與優(yōu)化472.7.1 發(fā)酵過程的中間分析482.7.2 溫度對發(fā)酵的影響及其控制482.7.3 pH對發(fā)酵的影響及其控制512.7.4 溶解氧對發(fā)酵的影響及其控制522.7.5 基質(zhì)濃度對發(fā)酵的影響及其控制552.7.6 二氧化碳和呼吸商對發(fā)酵的影響及其控制562.7.7 補(bǔ)料的控制572.7.8 泡沫對發(fā)酵的影響及其控制582.7.9 雜菌污染的控制592.7.10 發(fā)酵終點(diǎn)的判斷612.8 發(fā)酵液的后提取612.8.1 概述612.8.2 發(fā)酵液的預(yù)處理612.8.3 固液分離632.8.4 細(xì)胞破碎632.8.5 沉淀分離技術(shù)652.8.6 萃取分離技術(shù)672.8.7 吸附分離技術(shù)702.8.8 膜分離技術(shù)702.8.9 離子交換分離技術(shù)722.8.10 色譜分離技術(shù)742.8.11 成品加工76參考文獻(xiàn)77第3章 藥用真菌深層發(fā)酵生產(chǎn)的裝備793.1 實(shí)驗(yàn)室常用設(shè)備793.2 常用藥品793.2.1 消毒藥品793.2.2 用于培養(yǎng)基配制的藥品793.3 接種設(shè)備803.3.1 接種室803.3.2 潔凈工作臺803.3.3 接種工具803.4 培養(yǎng)基制備設(shè)備803.4.1 固體物料的粉碎設(shè)備803.4.2 滅菌設(shè)備813.5 深層發(fā)酵設(shè)備813.5.1 搖瓶機(jī)813.5.2 發(fā)酵罐823.6 分析設(shè)備843.6.1 分光光度計(jì)843.6.2 高效液相色譜儀853.6.3 氣相色譜儀883.7 發(fā)酵產(chǎn)物的后處理設(shè)備903.7.1 固液分離設(shè)備903.7.2 細(xì)胞破碎設(shè)備913.7.3 濃縮設(shè)備933.7.4 萃取、離子交換與吸附設(shè)備933.7.5 干燥設(shè)備963.8 空氣過濾除菌設(shè)備98參考文獻(xiàn)98第4章 添加中藥成分的藥用真菌深層發(fā)酵生產(chǎn)994.1 概述994.2 中藥對藥用真菌深層發(fā)酵的影響1004.2.1 中藥對靈芝菌深層發(fā)酵的影響1004.2.2 中藥對灰樹花深層發(fā)酵的影響1034.2.3 中藥對木耳深層發(fā)酵的影響1034.2.4 中藥對冬蟲夏草深層發(fā)酵的影響1044.2.5 中藥對雞腿蘑深層發(fā)酵的影響1054.3 發(fā)酵過程中主要活性成分的變化1054.3.1 以薏苡仁為基質(zhì)靈芝發(fā)酵過程中主要活性成分的變化1054.3.2 含鐵皮石斛基質(zhì)靈芝發(fā)酵過程中主要活性成分的變化108參考文獻(xiàn)111第5章 靈芝菌1145.1 概述1145.1.1 靈芝的分類1145.1.2 靈芝的生活史1155.1.3 形態(tài)特征1155.2 靈芝的活性成分與藥理作用1165.2.1 靈芝的活性成分1165.2.2 靈芝的藥理作用1185.3 靈芝菌的深層發(fā)酵生產(chǎn)1235.3.1 生產(chǎn)菌種的選育1235.3.2 培養(yǎng)基1245.3.3 培養(yǎng)條件1285.3.4 深層發(fā)酵動(dòng)力學(xué)1305.4 靈芝深層發(fā)酵產(chǎn)品1325.4.1 富集功能金屬離子的靈芝1325.4.2 深層發(fā)酵產(chǎn)品的開發(fā)133參考文獻(xiàn)135第6章 灰樹花1406.1 概述1406.2 灰樹花多糖的生物活性1416.2.1 抗腫瘤作用1416.2.2 免疫調(diào)節(jié)作用1426.2.3 抗病毒作用1426.2.4 其他藥理作用1436.3 灰樹花的深層發(fā)酵生產(chǎn)1436.3.1 生產(chǎn)菌種的選育1436.3.2 培養(yǎng)基1446.3.3 培養(yǎng)條件1466.3.4 深層發(fā)酵動(dòng)力學(xué)1476.4 灰樹花深層發(fā)酵產(chǎn)品147參考文獻(xiàn)148第7章 竹黃菌1527.1 概述1527.1.1 竹黃菌的分類1527.1.2 形態(tài)特征1527.2 竹黃菌的主要生物活性1537.2.1 竹紅菌素及其生物活性1537.2.2 抗菌作用1567.2.3 護(hù)肝作用1567.2.4 竹黃菌的其他藥理作用1577.3 竹黃菌的深層發(fā)酵生產(chǎn)1577.3.1 菌種的分離1577.3.2 深層發(fā)酵培養(yǎng)157參考文獻(xiàn)161第8章 香菇菌1648.1 概述1648.2 香菇多糖的生物活性1658.2.1 抗腫瘤作用1658.2.2 治療糖尿病的作用1668.2.3 抗氧化、抗菌作用1678.2.4 增強(qiáng)免疫功能1678.3 香菇菌的深層發(fā)酵生產(chǎn)1678.3.1 菌種選育1678.3.2 培養(yǎng)基1688.3.3 深層發(fā)酵工藝條件1708.3.4 富集微量元素1708.4 香菇深層發(fā)酵產(chǎn)品開發(fā)1718.4.1 香菇飲料1718.4.2 香菇保健醬油1718.4.3 香菇多糖口服液171參考文獻(xiàn)171第9章 冬蟲夏草1749.1 概述1749.2 冬蟲夏草的活性成分與藥理作用1759.2.1 蟲草多糖1769.2.2 核苷類化合物1789.2.3 蛋白質(zhì)和氨基酸1789.2.4 糖醇和甾醇類1789.2.5 其他化合物1789.3 冬蟲夏草的深層發(fā)酵生產(chǎn)1789.3.1 冬蟲夏草菌種分離培養(yǎng)1799.3.2 培養(yǎng)基1809.3.3 培養(yǎng)條件1819.3.4 發(fā)酵過程控制1829.3.5 冬蟲夏草深層發(fā)酵產(chǎn)品183參考文獻(xiàn)184第10章 姬松茸18810.1 概述18810.2 姬松茸多糖的生物活性18910.2.1 抗腫瘤18910.2.2 抗氧化19010.2.3 提高免疫力19010.2.4 抗輻射19010.2.5 其他作用19010.3 姬松茸的深層發(fā)酵生產(chǎn)19110.3.1 菌種的選育19110.3.2 培養(yǎng)基19110.3.3 深層發(fā)酵工藝條件19310.4 發(fā)酵產(chǎn)品的開發(fā)19410.4.1 姬松茸液體保健飲料19410.4.2 保健膠囊19410.4.3 姬松茸膳食纖維面包195參考文獻(xiàn)195第11章 黑木耳19711.1 概述19711.1.1 形態(tài)特征19711.1.2 營養(yǎng)價(jià)值19711.1.3 藥用價(jià)值19811.2 黑木耳多糖的生物活性19811.2.1 降血脂19811.2.2 抗血栓19911.2.3 抗衰老作用19911.2.4 提高免疫、抗腫瘤作用19911.2.5 黑木耳多糖的其他藥理作用20011.3 黑木耳的深層發(fā)酵生產(chǎn)20111.3.1 培養(yǎng)基20111.3.2 培養(yǎng)條件20311.3.3 深層發(fā)酵過程分析20411.4 黑木耳深層發(fā)酵產(chǎn)品205參考文獻(xiàn)205第12章 猴頭菌20812.1 概述20812.1.1 形態(tài)特征20812.1.2 營養(yǎng)與藥用價(jià)值20912.2 猴頭菌多糖的生物活性20912.2.1 免疫調(diào)節(jié)及抗腫瘤作用20912.2.2 養(yǎng)胃作用21012.2.3 抗衰老21012.2.4 其他藥理作用21112.3 猴頭菌的深層發(fā)酵生產(chǎn)21112.3.1 菌種選育21212.3.2 深層發(fā)酵培養(yǎng)21212.4 深層發(fā)酵產(chǎn)品的開發(fā)21512.4.1 猴頭菌多糖的分離提取21512.4.2 猴頭菌發(fā)酵保健產(chǎn)品216參考文獻(xiàn)216第13章 蛹蟲草21913.1 蛹蟲草概述21913.2 蛹蟲草的深層發(fā)酵生產(chǎn)22013.2.1 發(fā)酵培養(yǎng)基22013.2.2 培養(yǎng)條件22013.3 蛹蟲草深層發(fā)酵產(chǎn)物及藥物活性221參考文獻(xiàn)222第14章 其他藥用真菌22314.1 銀耳22314.1.1 銀耳概述22314.1.2 銀耳的藥理作用22314.1.3 銀耳的深層發(fā)酵生產(chǎn)22414.2 蜜環(huán)菌22614.2.1 蜜環(huán)菌概述22614.2.2 蜜環(huán)菌的深層發(fā)酵生產(chǎn)22714.2.3 蜜環(huán)菌發(fā)酵產(chǎn)物及其藥理作用22814.3 桑黃菌22914.3.1 桑黃菌概述22914.3.2 桑黃菌的深層發(fā)酵生產(chǎn)23014.4 松口蘑23314.4.1 松口蘑概述23314.4.2 松口蘑的藥理作用23314.4.3 松口蘑的深層發(fā)酵生產(chǎn)23414.5 竹蓀23514.5.1 竹蓀概述23514.5.2 竹蓀的深層發(fā)酵培養(yǎng)23614.6 長根菇23814.6.1 長根菇概述23814.6.2 長根菇深層發(fā)酵生產(chǎn)238參考文獻(xiàn)240

章節(jié)摘錄

插圖：第1章藥用真菌概述1.3 藥用真菌的現(xiàn)代研究1.3.1 藥用真菌主要活性成分藥用真菌化學(xué)成分的種類豐富，已成為制取生物活性物質(zhì)的重要資源，其主要活性成分包括萜類、甾醇、生物堿、氨基酸、肽類、多糖等。1.3.1.1 多糖類多糖是生物高分子家族中的一個(gè)最豐富多彩的成員，它是由單糖組成的天然高分子化合物。藥用真菌多糖的分子量從幾萬至幾百萬，由半乳糖、甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖、木糖等單糖組成，多糖分子單體之間大量地以β（1→3）糖苷鍵及β（1→6）糖苷鍵連接，有些真菌多糖還結(jié)合部分蛋白質(zhì)或多肽類成分，稱為糖蛋白或糖肽。真菌多糖存在于真菌的菌絲體、子實(shí)體或孢子中，真菌菌絲在液體發(fā)酵時(shí)，有的將多糖分泌到胞外，形成胞外多糖；有的只留在胞內(nèi)，形成胞內(nèi)多糖。藥用真菌多糖具有多種生物活性，特別是近年來發(fā)現(xiàn)一些藥用真菌多糖具有顯著的抗腫瘤和調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能的生物活性，成為研究的熱點(diǎn)之一。在國際上，藥用真菌多糖被稱為“生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑”（簡稱BRM），作為一種生物非特異性免疫促進(jìn)劑，具有抗腫瘤、抗病毒、延緩衰老、降血脂、護(hù)肝排毒、促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)生物合成等多種生物功效。經(jīng)過廣泛深入的研究，1986年日本衛(wèi)生部門批準(zhǔn)裂褶菌多糖（schizophyllan）和香菇多糖（Lentinan）作為免疫制劑，臨床上與放療和化療聯(lián)合用于癌癥病人的治療。

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《藥用真菌深層發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

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