《表2 发酵工艺对灵芝液态发酵三萜产量的影响》

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《灵芝液态深层发酵三萜类化合物研究进展》


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注:GT:Ganoderma triterpenes;KLa:Volumetric oxygen transfer coefficient;-:文献未报道.

发酵条件主要包括初始p H、温度、供氧量、通气量、补料发酵策略等,发酵工艺的优化如表2所示。Wang等[37]使用响应面方法对发酵的关键条件进行了优化,得出菌丝体三萜的最佳发酵p H为6.0,并在5 L发酵罐中验证,当发酵温度为30.1°C,灵芝三萜酸产量为291.0 mg/L,比未优化条件下得到的三萜产量提高了70.8%,将优化后的条件继续扩大到200 L发酵罐的生产规模,三萜产率达到47.9 mg/(L·d)。Fang等[38]在摇瓶中发酵灵芝,发现当初始p H值在3.5-7.0范围内变化时,对细胞生长和产物合成有显著影响,当初始p H为6.5时,菌丝体生物量为17.3 g/L,灵芝酸含量和总灵芝酸产量分别为12 mg/g和207.9 mg/L。Feng等[39]运用Logistic和Luedeking-Piret方程建立了菌丝生长和灵芝三萜的动力学模型,研究了在6 L发酵罐中23-32°C温度对灵芝G0119产三萜的影响,提出了提高三萜液体发酵生产的最佳温度控制策略为0-61 h在32°C培养,62-127 h之间将温度从31°C逐步降低到30°C,128 h后温度维持在29°C,三萜产量可达到0.27 g/L,比恒温29°C条件下提高了27.32%。Zhang等[40]研究了气相氧水平对灵芝液体静态培养中灵芝酸合成的影响,结果表明最佳氧气浓度为80%,在此条件下菌丝体生物量为29.8 g/L,总灵芝酸产量为1.43 g/L。Tang等[41]采用调控p H和溶解氧张力策略相结合的补料分批发酵工艺,研究发现在p H值为3.0培养4 d、p H值为4.5培养6 d后,继续在溶解氧张力为25%和10%时分别培养6 d的条件下能显著协同增强灵芝酸的产量,达到0.75 g/L。冯杰等[42]将灵芝液态深层发酵扩大到5 L发酵罐中,探究了在4、6、8和10 L/min等4种不同通气量对灵芝三萜合成的影响,得出在通气量为8 L/min时三萜含量最高,为23.3 mg/g。由于灵芝发酵过程中菌丝体生长和产三萜所需要的最佳搅拌速度不同,用传统的恒速搅拌并不能使灵芝三萜高产,因此Feng等[43]提出了两阶段搅拌速度的调控策略,不仅使三萜含量提高了36.48%,达到6.07 mg/g,而且还缩短了发酵时间,节约了成本。赵娜等[44]在灵芝发酵振荡阶段采用变转速调控手段,发现当转速由150 r/min变为100 r/min时,灵芝三萜产量提高,同时与静置培养相结合,通过两阶段培养的方法可使最终菌丝体三萜产量达到45.1 mg/g。冯杰等[45]在50 L发酵罐上分别对分批发酵、间歇式补料培养、恒速补料培养、变速补料培养和指数补料培养等5种培养方式对灵芝液态发酵产灵芝三萜的含量进行比较,结果表明相比其他培养方式,指数补料方式获得的菌丝体生物量和灵芝三萜含量最高,分别为17.68 g/L和45.8 mg/g。