蛹虫草诱变菌株多糖的提取及其抗氧化活性分析

蛹虫草[Cordyceps militaris (L. ex Fr) Link],又名北冬虫夏草、蛹草、北虫草、蛹草菌等,分类学上属于子囊菌亚门(Ascomycotina)、核菌纲(Pyrenomycetes)、球壳菌目(Sphaeriales)、麦角菌科(Claviciptiaceae)、虫草属(Cordyceps)。富含多种生物活性物质,蛹虫草多糖在抗氧化、增强免疫力等方面有重要作用,是一种名贵的食药用真菌。 紫外线孢子诱变技术是一种行之有效的育种方法,至今仍广泛应用。真菌多糖在国际上被称为“生物反应调节物”,由于其独特的生理活性,目前正成为国内外众多学科领域研究的热点之一。 蛹虫草多糖不仅存在于子实体中,经发酵获得的菌丝体和发酵液也是多糖的主要来源之一。经液态深层发酵培养获得的蛹虫草菌丝体和发酵液,其营养价值和有效成分与子实体相当,并且液态深层发酵法具有生产周期短、生长条件易控制、产量高等优点,相对传统方法而言更易实现大规模产业化、周年化生产。 蛹虫草多糖的药用价值及其应用已为世界各国重视。近年来,国内的研究重点已经由蛹虫草的栽培及菌种的驯化转移到蛹虫草多糖的提取及活性功能等方面。 本课题采用蛹虫草孢子悬液紫外诱变的方法选育出了高产多糖且遗传稳定的诱变菌株SU5-8,初步确定了最适紫外线照射时间为120s。 利用Plackett-burman(PB)实验和响应面法(response surface methodology, RSM)优化了SU5-8胞内多糖(intracellular polysaccharide, IPS)和胞外多糖(exopolysaccharide, EPS)的分离提取条件。胞内多糖提取最佳条件是超声波处理次数60、超声波功率545W、乙醇倍数3.3、提取温度80℃,在此优化条件下,多糖得率达9.23%;胞外多糖优化条件是pH7.4、乙醇浓度95%、乙醇倍数3.5,在此优化条件下,多糖得率达2.91μg/mL。 以二苯基苦基苯肼自由基(DPPH)、超氧阴离子自由基(O2-·)、羟基自由基(·OH)和总还原力为指标,对蛹虫草多糖体外抗氧化能力进行了初步探讨。结果表明,胞内多糖和胞外多糖对上述三种自由基都有很好的清除作用,清除率均在50%以上。在还原力方面,IPS和EPS有明显的差别,相差在50%以上。 通过测定小鼠心、肝、脾、肾组织和全血的脂质过氧化物含量、谷胱甘肽过氧化物酶及超氧化物歧化酶的活性,观察了多糖对机体各组织及全血抗氧化能力的影响。结果表明,EPS和IPS均能提高小鼠组织及全血超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidsade, GSH-Px)活性,并能降低丙二醛(malondialdehyde, MDA)的含量,提高了机体抗活性氧损伤的能力,为防止或减轻脂质过氧化损伤提供了试验依据。综合来看,IPS提高SOD和GSH-Px活性与降低MDA含量的能力要高于EPS;未除蛋白的比去除蛋白的要高。 试验结果表明,蛹虫草胞外多糖和胞内多糖均具有较强的体内和体外抗氧化能力,为蛹虫草多糖的抗氧化机制及构效关系的深入研究奠定了基础。