戴氏虫草产多糖的固体发酵工艺优化

韩鹏飞; 朱璇; 杨敏; 黄贵强

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022090117

戴氏虫草产多糖的固体发酵工艺优化

韩鹏飞^{1, 2,},
朱璇¹,
杨敏¹,
黄贵强^1, ,

1.
六盘水师范学院生物科学与技术学院，贵州六盘水 553000
2.
大连大学生命健康学院，辽宁大连 116622

基金项目: 六盘水师范学院2021年度联合培养研究生专项基金项目（LPSSYLPY202115）。

详细信息

作者简介:
韩鹏飞（1998−），男，硕士研究生，研究方向：微生物工程，E-mail：2558555050@qq.com

通讯作者:
黄贵强（1988−），男，博士，副教授，研究方向：昆虫系统学，E-mail：hgqnasa@163.com

中图分类号: Q946.92
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出版历程
- 收稿日期: 2022-09-12
- 网络出版日期: 2023-05-17
- 刊出日期: 2023-07-14

Solid-state Fermentation of Cordyceps taii for Polysaccharide Production

1.
College of Biological Science and Technology, Liupanshui Normal University, Liupanshui 553000, China
2.
College of Life and Health, Dalian University, Dalian 116622, China

摘要

摘要: 以大米为原料进行戴氏虫草真菌发酵，通过优化发酵条件提高戴氏虫草多糖含量。采用单因素实验和多因素实验优化戴氏虫草产多糖的固体发酵条件。Plackett-Burman试验结果表明，影响戴氏虫草多糖含量的主要因素是发酵温度、接种量和料水比。最陡爬坡试验和Box-Behnken试验得出产戴氏虫草多糖的最适条件为：发酵温度25 ℃，接种量8%，料水比（g/mL）=1:1.5，基质重量10 g，发酵时间5 d，得到的戴氏虫草多糖含量为5.31%±0.11%，与理论值的误差为0.93%±1.8%。本文旨在为戴氏虫草多糖的工业化生产提供理论依据，同时为其它虫草真菌固体发酵生产虫草多糖提供理论参考。
- 戴氏虫草 /
- 固体发酵 /
- 大米 /
- 多糖 /
- 条件优化
Abstract: Rice was used as materials for Cordyceps taii fermentation, the content of Cordyceps taii polysaccharide was increased through optimizing fermentation conditions. Single-factor and multi-factor experiments were used to optimize the solid fermentation conditions of Cordyceps taii producing polysaccharide. The results of Plackett-Burman test showed that fermentation temperature, inoculation quantity and the ratio of material to water were main affecting factors for the content of Cordyceps taii polysaccharide. Then the steepest ascent experiment and Box-Behnken experiment were conducted to obtain the optimum conditions of Cordyceps taii producing polysaccharide as follows: Fermentation temperature 25 ℃, inoculation amount 8%, the ratio of material to water (g/mL) 1:1.5, the weight of substrate 10 g and the fermentation time 5 days. The content of Cordyceps taii polysaccharide was 5.31%±0.11%, and the error was 0.93%±1.8% comparing with the theoretical value. It would provide a theoretical basis for the industrial production of Cordyceps taii polysaccharide and a theoretical reference for other Cordyceps spp. producing polysaccharide by solid fermentation.
- Cordyceps taii /
- solid fermentation /
- rice /
- polysaccharide /
- condition optimization

HTML全文

戴氏虫草（Cordyceps taii）是一种虫草菌属真菌^[1]，与中国传统的药用真菌蛹虫草、冬虫夏草、蝉花等为同属真菌，通常可入药和制成保健食品^[2]。郭锡勇等^[3]通过对戴氏虫草菌丝体和代谢产物的研究发现，其氨基酸、微量元素和维生素成份等与冬虫夏草中对应物质的含量相近，且对戴氏虫草的代谢产物进行成分分析和药理研究得出，其代谢产物包括：多糖、腺苷、甘露醇等^[1,4]，且具备抗肿瘤^[5-10]、抗菌^[11-15]、抗虫^[16]和免疫调节^[17-21]等作用，戴氏虫草有望成为冬虫夏草的替代品。

大米被称作“五谷之首”，是我国重要的粮食作物之一，其种植面积约占所有粮食作物栽培面积的四分之一^[22-23]。人体所需要的氨基酸总共有20种，大米中就占有17种之多，且大米中的矿质元素主要包括镁、钾、钙、铁、锌等等^[24-25]。大米不仅能作为主食，有研究表明以大米为发酵基质产生的多糖含量较高^[26-27]，且能有效提高多糖含量^[28]。朱丽娜等^[26]以大米和麦子作为发酵基质培养蛹虫草，结果显示以大米为发酵基质得到的多糖含量（3.12%±0.20%），高于以小麦为发酵基质得到的多糖含量（2.75%±0.13%）；何雯雯等^[27]分别以大米、小麦、玉米、花生、黄豆等七种物质栽培蛹虫草，通过发酵以后检测发酵物中多糖含量，结果显示以大米为发酵基质得到的多糖含量在七种发酵基质中位居第二；付铭等^[28]以大米为基质发酵灵芝菌丝体，经过培养温度、装料量、发酵时间等单因素条件优化，得到灵芝菌丝体产生的多糖含量为27.37%，有效的提高了多糖产生量。

对于戴氏虫草的研究，目前主要集中于生物活性功能研究、活性物质的成分分析以及无性型的鉴定等，而关于戴氏虫草的发酵工艺研究相对较少。本研究以大米为发酵基质，戴氏虫草多糖含量为指标，通过单因素实验和多因素试验的方法，获取最优产戴氏虫草多糖的发酵条件，为戴氏虫草产业化生产虫草多糖提供理论依据，同时也为开发含戴氏虫草天然功能因子的食品原料提供参考，以期能够替代冬虫夏草，降低对冬虫夏草的需求。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

戴氏虫草（Cordyceps taii）　贵州大学/贵州省生化工程中心提供；小町米（食品级）　沃尔玛超市（六盘水市钟山区）；无水葡萄糖（AR）　天津市科密欧化学试剂有限公司；苯酚（AR）　成都金山化学试剂有限公司；浓硫酸（AR）　国药集团化学试剂有限公司。

Epoch多功能酶标仪　Bio Tek Instruments Inc；TGL-16M高速冷冻离心机　湖南迈克尔实验仪器有限公司；HWS-250P恒温恒湿箱　天津市泰斯特仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 培养基制备

种子液培养基：马铃薯200 g/L（去皮煮后过滤取汁液）、葡萄糖20 g/L，pH自然。用5 mL移液器吸头（大孔一侧）打孔取一饼戴氏虫草菌块接种于种子液培养基中，在25 ℃下，以160 r/min发酵4 d。

固体发酵培养基：在350 mL组培瓶中装入20 g大米，料水比（g/mL）为1:1，121 ℃灭菌20 min。按照6%的接种量接入种子液培养基，于25 ℃下发酵5 d。

1.2.2 单因素实验

1.2.2.1 发酵温度对戴氏虫草多糖含量的影响

在350 mL组培瓶中加入20 g大米，料水比（g/mL）为1:1，接种量为6%，分别在21、23、25、27、29 ℃下发酵5 d，检测戴氏虫草多糖含量。

1.2.2.2 接种量对戴氏虫草多糖含量的影响

在350 mL组培瓶中加入20 g大米，料水比（g/mL）为1:1，接种量分别为4%、6%、8%、10%、12%，在25 ℃下发酵5 d，检测戴氏虫草多糖含量。

1.2.2.3 料水比对戴氏虫草多糖含量的影响

在350 mL组培瓶中加入20 g大米，料水比（g/mL）分别为1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5，接种量为8%，在25 ℃下发酵5 d，检测戴氏虫草多糖含量。

1.2.2.4 基质重量对戴氏虫草多糖含量的影响

在350 mL组培瓶中分别加入10、20、30、40、50 g大米，料水比（g/mL）为1:1，接种量为8%，在25 ℃下发酵5 d，检测戴氏虫草多糖含量。

1.2.2.5 发酵时间对戴氏虫草多糖含量的影响

在350 mL组培瓶中加入10 g大米，料水比（g/mL）为1:1，接种量为8%，在25 ℃下分别发酵3、5、7、9、11 d，检测戴氏虫草多糖含量。

1.2.3 Plackett-Burman试验

为确定影响戴氏虫草多糖含量的三个主要因素，根据单因素实验的结果，利用软件Minitab 15对发酵温度、接种量、料水比、基质重量和发酵时间5个因素设计出N=12的5因素2水平Plackett-Burman（PB）试验，三组平行实验。各因素对应因子代码如表1所示。

表 1 Plackett-Burman试验设计各因素水平及分析

Table 1. Levels of the variables and factors analysis of Plackett-Burman design

因素	水平
因素	−1	1
A：发酵温度（℃）	23	25
B：接种量（%）	6	8
C：料水比（g/mL）	1:1	1:2
D：基质重量（g）	10	20
E：发酵时间（d）	3	5

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1.2.4 最陡爬坡试验

参考陈立功等^[29]最陡爬坡试验设计，将三个影响戴氏虫草多糖含量的主要因素设计最陡爬坡试验，通过实验值的递增来设定爬坡方向，三组平行实验。试验设计与水平如表2所示。

表 2 最陡爬坡试验设计

Table 2. Design of the steepest ascent experiment

实验号	X：发酵温度（℃）	Y：接种量（%）	Z：料水比（g/mL）
1	23	6	1:1
2	24	7	1:1.5
3	25	8	1:2

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1.2.5 Box-Behnken试验

根据Plackett-Burman试验和最陡爬坡试验的结果，设计出以发酵温度X、接种量Y、料水比Z为响应因素，虫草多糖含量为响应值的3因素3水平的Box-Behnken（BB）试验，以获取最优发酵戴氏虫草真菌产多糖的发酵条件。三组平行实验。试验设计与水平如表3所示。

表 3 响应面试验因素设计和水平

Table 3. Response surface test factor design and level

因素		水平
因素	−1	0	1
X：发酵温度（℃）	23	24	25
Y：接种量（%）	6	7	8
Z：料水比（g/mL）	1:1	1:1.5	1:2

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1.2.6 戴氏虫草多糖的提取

取出发酵产物，在60 ℃下烘干至恒重，研磨成粉末，加入料水比（g/mL）为1:30的单蒸水，80 ℃浸提2 h，再以6000 r/min离心10 min，取上清，使用Sevag法^[30]除两次蛋白，所得液体加入无水乙醇使其终浓度达到70%，4 ℃醇沉24 h，离心弃上清即为戴氏虫草多糖。

1.2.7 戴氏虫草多糖含量的测定

葡萄糖标准曲线：采用苯酚硫酸法测多糖含量^[31]，标准曲线的方程为：Y=102.1X−16.66，R²=0.996，其中Y表示葡萄糖质量浓度，单位为μg/mL，X为490 nm下的吸光度值。

样品测定：取100 μL戴氏虫草多糖溶液，加入50 μL 6%苯酚溶液和300 μL浓硫酸，混匀后静置5 min，沸水浴10 min，之后在490 nm下测其吸光度值，每组三个平行。戴氏虫草多糖含量计算公式如下：

$多糖含量= \frac{\mathrm{C}\times \mathrm{N}\times\mathrm{V}\times{10}^{-6}}{\mathrm{m}} \times 100$

(1)

式中：C为根据标准曲线计算得出的多糖质量浓度，μg/mL；N为稀释倍数；V为戴氏虫草多糖含量定容的体积，mL；m为戴氏虫草发酵物质的干重，g。

1.3 数据处理

利用软件GraphPad Prism 8.0和SPSS 26.0进行数据处理和绘制图形，采用软件Minitab 15对Plackett-Burman实验设计和结果分析，响应面试验结果分析采用软件Design-Expert 8.0.6，所有实验均重复三次。

2. 结果与分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1 发酵温度对戴氏虫草多糖含量的影响

发酵温度对戴氏虫草多糖含量的影响如图1所示。在发酵温度从21到25 ℃时，多糖含量随着温度升高而增加，上升趋势较明显，说明温度过低可能不利于虫草真菌生长，从而影响虫草多糖的产生量；当发酵温度高于25 ℃时，多糖含量下降，表明温度过高可能会不适合虫草的生长代谢使菌丝快速老化，抑制产物的表达，进而使得虫草多糖含量降低^[32]。发酵温度为25 ℃时，多糖含量最高，为5.27%，故最优发酵温度为25 ℃。

图 1 发酵温度对戴氏虫草多糖含量的影响

注：不同小写字母之间表示各组间差异性显著（P<0.05）；图2~图5同。

Figure 1. Effect of fermentation temperature on polysaccharides content of Cordyceps taii

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2.1.2 接种量对戴氏虫草多糖含量的影响

接种量在4%~8%范围内时，随着接种量的增加，多糖含量也随之提高，表明接种量较小时，使得虫草真菌的生物量较低，表达的虫草多糖含量较少；当接种量高于8%时，过高的接种量使营养物质消耗加快，导致虫草细胞养分缺乏，进而使虫草真菌停止生长，虫草多糖含量降低^[31]。接种量为8%时，多糖含量最高，为5.32%，故最优接种量为8%。接种量对戴氏虫草多糖含量的影响如图2所示。

图 2 接种量对戴氏虫草多糖含量的影响

Figure 2. Effect of inoculation amount on polysaccharides content of Cordyceps taii

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2.1.3 料水比对戴氏虫草多糖含量的影响

当料水比（g/mL）为1:0.5时，发酵培养基中的可利用的水分较少，可能会影响菌体对营养物质的降解和利用，进而影响真菌生长和代谢物质的产生，多糖产生量较低；料水比（g/mL）在1:1~1:2.5范围内时，过多的水分使培养基变得粘稠，不利于空气流通，水分对菌体生长和代谢产物的合成胁迫导致多糖含量降低^[32]。料水比（g/mL）为1:1时，多糖含量最高，为5.21%，故最优料水比（g/mL）为1:1。料水比对戴氏虫草多糖含量的影响如图3所示。

图 3 料水比对戴氏虫草多糖含量的影响

Figure 3. Effect of solid-liquid ratio on polysaccharides content of Cordyceps taii

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2.1.4 基质重量对戴氏虫草多糖含量的影响

当基质重量为10 g时，多糖含量最高，为5.33%；当基质重量超过10 g时，多糖含量逐渐降低，原因可能是随着基质厚度的增加，使培养基底部氧气含量较少，不能满足虫草真菌生长需求，进而影响多糖含量^[28]。基质重量为20 g时，与基质重量为10 g的多糖含量接近，原因可能是基质重量为10和20 g时，虫草真菌的生长量近似，导致代谢产物的产生量也相似，从而使多糖含量相近，故最优的发酵基质重量为10 g。基质重量对戴氏虫草多糖含量的影响如图4所示。

图 4 基质重量对戴氏虫草多糖含量的影响

Figure 4. Effect of substrate weight on polysaccharides content of Cordyceps taii

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2.1.5 发酵时间对戴氏虫草多糖含量的影响

发酵时间从3到5 d时，多糖含量略微升高，表明随着发酵时间的延长，虫草真菌的生长量提高，致使代谢产物的合成也逐渐增加，多糖含量提高；当发酵时间超过5 d，多糖含量降低，原因可能是随着发酵时间的延长，营养物质逐渐被消耗，不能维持虫草真菌的正常生长和代谢，导致产物合成速率下降^[31-32]。发酵时间为5 d时，多糖含量最高，为5.32%，故最优发酵时间为5 d。发酵时间对戴氏虫草多糖含量的影响如图5所示。

图 5 发酵时间对戴氏虫草多糖含量的影响

Figure 5. Effect of fermentation time on polysaccharides content of Cordyceps taii

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2.2 Plackett-Burman试验结果

根据表1影响多糖含量的各因素和水平，利用Minitab 15软件设计出N=12的Plackett-Burman试验，将发酵后的基质进行多糖提取和测定，获得多糖的产量。所有实验均三组平行，实验结果如表4所示。

表 4 Plackett-Burman试验设计及结果

Table 4. Experimental design and results of Plackett-Burman

实验号	A：发酵温度（℃）	B：接种量（%）	C：料水比（g/mL）	D：基质重量（g）	E：发酵时间（d）	虫草多糖含量（%）
1	23	8	1:1	10	3	4.99±0.27
2	23	8	1:2	10	5	4.52±0.21
3	25	8	1:1	20	3	5.13±0.15
4	25	6	1:2	10	3	4.63±0.17
5	23	6	1:1	10	3	4.96±0.04
6	23	6	1:1	20	5	4.84±0.14
7	25	8	1:2	10	5	4.75±0.13
8	25	8	1:1	20	5	5.37±0.12
9	23	8	1:2	20	3	4.54±0.28
10	25	6	1:2	20	3	4.32±0.14
11	23	6	1:2	20	5	4.35±0.18
12	25	6	1:1	10	5	5.14±0.13

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根据Plackett-Burman试验结果（表5）可得，P<0.05的因素有发酵温度、接种量、料水比，这三个因素对戴氏虫草真菌产多糖的影响均高于95%，达到显著水平。因此选用这三个因素进行响应面试验，其它因素的选值按照单因素实验的最优结果进行选择。

表 5 Plackett-Burman试验设计各因素主效应分析结果

Table 5. Results of the main effect of each factor in Plackett-Burman design

因素	T值	P值	重要性	显著性
A：发酵温度（℃）	2.99	0.024	2	*
B：接种量（%）	2.78	0.032	3	*
C：料水比（g/mL）	−8.7	<0.001	1	**
D：基质重量（g）	−1.15	0.293	4
E：发酵时间（d）	1.05	0.335	5
注：表示该因素对多糖含量影响显著（P<0.05）；*表示该因素对多糖含量影响极显著（P<0.01）。

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2.3 最陡爬坡试验结果

最陡爬坡试验设计和结果如表6所示，由于最陡爬坡试验是为了确定响应面试验的中心点，故根据表6显示，3组平行实验得到的最佳因子组为第2组。最佳因子组的条件为：发酵温度（X）为24℃，接种量（Y）为7%，料水比（Z）为1:1.5 g/mL。

表 6 最陡爬坡试验设计及结果

Table 6. Design and results of the steepest ascent experiment

实验号	X：发酵温度（℃）	Y：接种量（%）	Z：料水比（g/mL）	虫草多糖含量（%）
1	23	6	1:1	4.66±0.15
2	24	7	1:1.5	5.22±0.12
3	25	8	1:2	4.91±0.09

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2.4 Box-Behnken试验结果

根据Plackett-Burman试验和最陡爬坡试验结果，以发酵温度（X）、接种量（Y）、料水比（Z）作为自变量设计出N=17的3因素3水平的Box-Behnken试验，三组平行实验，试验结果如表7所示。

表 7 Box-Behnken设计和结果

Table 7. Box-Behnken experiment design and results

实验号	X：发酵温度（℃）	Y：接种量（%）	Z：料水比（g/mL）	虫草多糖含量（%）
1	23	6	1:1.5	4.79±0.15
2	24	8	1:2	4.73±0.08
3	23	8	1:1.5	4.92±0.03
4	25	7	1:1	4.88±0.03
5	24	6	1:2	4.55±0.06
6	25	8	1:1.5	5.34±0.05
7	23	7	1:1	4.68±0.13
8	25	6	1:1.5	5.01±0.06
9	24	7	1:1.5	5.34±0.08
10	24	7	1:1.5	5.29±0.08
11	24	6	1:1	4.69±0.04
12	24	8	1:1	4.78±0.09
13	24	7	1:1.5	5.24±0.07
14	24	7	1:1.5	5.33±0.14
15	24	7	1:1.5	5.34±0.16
16	23	7	1:2	4.50±0.07
17	25	7	1:2	4.58±0.10

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对Box-Behnken试验结果分析，确定影响戴氏虫草真菌产多糖的二次回归方程为：Y_回归=5.31+0.12X+0.091Y−0.084Z+0.05XY−0.03XZ+0.023YZ−0.16X²−0.13Y²−0.49Z²。回归模型的方差分析见表8。

表 8 Box-Behnken试验的方差分析结果

Table 8. Analysis of variance of Box-Behnken

方差来源	平方和	自由度	均方差	F值	P值	显著性
模型	1.51	9	0.17	30.39	<0.0001	**
X	0.11	1	0.11	19.13	0.0033	**
Y	0.067	1	0.067	12.05	0.0104	*
Z	0.056	1	0.056	10.15	0.0154	*
XY	1.000E-002	1	1.000E-002	1.81	0.2206
XZ	3.600E-003	1	3.600E-003	0.65	0.4463
YZ	2.025E-003	1	2.025E-003	0.37	0.5642
X²	0.11	1	0.11	19.56	0.0031	**
Y²	0.074	1	0.074	13.42	0.0080	**
Z²	1.00	1	1.00	181.16	<0.0001	**
残差	0.039	7	5.529E-003
失拟项	0.031	3	0.010	5.57	0.0653
纯误差	7.480E-003	4	1.870E-003
总值	1.55	16
注释：表示该因素对多糖含量影响显著（P<0.05）；*表示该因素对多糖含量影响极显著（P<0.01）。

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由表8可知，模型P<0.0001，失拟项P>0.05，说明该模型构建成功。自变量X、X²、Y²、Z²对响应值影响极显著（P<0.01），自变量Y和Z对响应值影响显著（P<0.05），自变量XY、YZ、XZ对响应值影响不显著（P>0.05），且模型的决定系数R²=0.9750>0.9，校正系数R²_adj=0.9430>0.9，这表明该二次回归模型的模型相关度良好，能够用来分析和预测实验结果。由F值分析可知：Box-Behnken试验因素对响应值的影响顺序为X（发酵温度）>Y（接种量）>Z（料水比）。

根据二次多项式回归模型作出实验因素两两交互作用的曲面图，如图6所示。根据曲面图可知，所有图形的开口均朝下，表明发酵温度、接种量、料水比在本实验参数中均存在影响戴氏虫草多糖含量的最优值，即：发酵温度X为24.43 ℃，接种量Y为7.42%，料水比Z（g/mL）=1:1.46，此时戴氏虫草多糖含量的理论值为5.36%。考虑到实际实验操作的情况，对模型的预测值进行验证，故将软件分析得出的最佳发酵条件调整为：发酵温度25 ℃，接种量8%，料水比（g/mL）=1:1.5，基质重量为10 g，发酵时间为5 d，将此实验条件进行三组平行实验，得出的虫草多糖含量为5.31%±0.11%，与理论值之间的误差为0.93%±1.8%，误差较小，表明Box-Behnken试验法优化戴氏虫草多糖含量的发酵工艺是可行的。

图 6 两两交互作用对多糖含量影响的响应面图

Figure 6. Response surface diagram of the effect of two-two interaction on the content of polysaccharides

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3. 结论

通过单因素实验缩小了各个因素影响虫草多糖含量的范围值，并在此基础上进行Plackett-Burman试验，确定了发酵温度、接种量、料水比是影响戴氏虫草多糖含量的重要因素。利用最陡爬坡试验确定了响应面试验的中心值，并通过响应面试验设计和结果分析得出最优的实验条件为发酵温度为24.43 ℃，接种量为7.42%，料水比（g/mL）=1:1.46，虫草多糖含量的理论值为5.36%。结合实际情况，将实验条件调整为发酵温度25 ℃，接种量8%，料水比（g/mL）=1:1.5，基质重量为10 g，发酵时间为5 d，在此发酵条件下，虫草多糖含量为5.31%±0.11%，与理论值相近。

本研究在单因素实验的基础上，通过Plackett-Burman试验和响应面试验研究，系统性地完成了戴氏虫草真菌在350 mL组培瓶中产多糖的发酵条件优化，进一步提高了戴氏虫草多糖含量，为戴氏虫草发酵大米产多糖提供了更优的发酵条件，利于实验中获取高产量的戴氏虫草多糖，也为其它虫草真菌生产虫草多糖提供了理论参考，同时给戴氏虫草多糖在工业化生产和功能机制的研究方面提供了理论支持。

图 1 发酵温度对戴氏虫草多糖含量的影响

注：不同小写字母之间表示各组间差异性显著（P<0.05）；图2~图5同。

Figure 1. Effect of fermentation temperature on polysaccharides content of Cordyceps taii

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图 2 接种量对戴氏虫草多糖含量的影响

Figure 2. Effect of inoculation amount on polysaccharides content of Cordyceps taii

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图 3 料水比对戴氏虫草多糖含量的影响

Figure 3. Effect of solid-liquid ratio on polysaccharides content of Cordyceps taii

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图 4 基质重量对戴氏虫草多糖含量的影响

Figure 4. Effect of substrate weight on polysaccharides content of Cordyceps taii

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图 5 发酵时间对戴氏虫草多糖含量的影响

Figure 5. Effect of fermentation time on polysaccharides content of Cordyceps taii

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图 6 两两交互作用对多糖含量影响的响应面图

Figure 6. Response surface diagram of the effect of two-two interaction on the content of polysaccharides

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表 1 Plackett-Burman试验设计各因素水平及分析

Table 1 Levels of the variables and factors analysis of Plackett-Burman design

因素	水平
因素	−1	1
A：发酵温度（℃）	23	25
B：接种量（%）	6	8
C：料水比（g/mL）	1:1	1:2
D：基质重量（g）	10	20
E：发酵时间（d）	3	5

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表 2 最陡爬坡试验设计

Table 2 Design of the steepest ascent experiment

实验号	X：发酵温度（℃）	Y：接种量（%）	Z：料水比（g/mL）
1	23	6	1:1
2	24	7	1:1.5
3	25	8	1:2

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表 3 响应面试验因素设计和水平

Table 3 Response surface test factor design and level

因素		水平
因素	−1	0	1
X：发酵温度（℃）	23	24	25
Y：接种量（%）	6	7	8
Z：料水比（g/mL）	1:1	1:1.5	1:2

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表 4 Plackett-Burman试验设计及结果

Table 4 Experimental design and results of Plackett-Burman

实验号	A：发酵温度（℃）	B：接种量（%）	C：料水比（g/mL）	D：基质重量（g）	E：发酵时间（d）	虫草多糖含量（%）
1	23	8	1:1	10	3	4.99±0.27
2	23	8	1:2	10	5	4.52±0.21
3	25	8	1:1	20	3	5.13±0.15
4	25	6	1:2	10	3	4.63±0.17
5	23	6	1:1	10	3	4.96±0.04
6	23	6	1:1	20	5	4.84±0.14
7	25	8	1:2	10	5	4.75±0.13
8	25	8	1:1	20	5	5.37±0.12
9	23	8	1:2	20	3	4.54±0.28
10	25	6	1:2	20	3	4.32±0.14
11	23	6	1:2	20	5	4.35±0.18
12	25	6	1:1	10	5	5.14±0.13

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表 5 Plackett-Burman试验设计各因素主效应分析结果

Table 5 Results of the main effect of each factor in Plackett-Burman design

因素	T值	P值	重要性	显著性
A：发酵温度（℃）	2.99	0.024	2	*
B：接种量（%）	2.78	0.032	3	*
C：料水比（g/mL）	−8.7	<0.001	1	**
D：基质重量（g）	−1.15	0.293	4
E：发酵时间（d）	1.05	0.335	5
注：表示该因素对多糖含量影响显著（P<0.05）；*表示该因素对多糖含量影响极显著（P<0.01）。

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表 6 最陡爬坡试验设计及结果

Table 6 Design and results of the steepest ascent experiment

实验号	X：发酵温度（℃）	Y：接种量（%）	Z：料水比（g/mL）	虫草多糖含量（%）
1	23	6	1:1	4.66±0.15
2	24	7	1:1.5	5.22±0.12
3	25	8	1:2	4.91±0.09

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表 7 Box-Behnken设计和结果

Table 7 Box-Behnken experiment design and results

实验号	X：发酵温度（℃）	Y：接种量（%）	Z：料水比（g/mL）	虫草多糖含量（%）
1	23	6	1:1.5	4.79±0.15
2	24	8	1:2	4.73±0.08
3	23	8	1:1.5	4.92±0.03
4	25	7	1:1	4.88±0.03
5	24	6	1:2	4.55±0.06
6	25	8	1:1.5	5.34±0.05
7	23	7	1:1	4.68±0.13
8	25	6	1:1.5	5.01±0.06
9	24	7	1:1.5	5.34±0.08
10	24	7	1:1.5	5.29±0.08
11	24	6	1:1	4.69±0.04
12	24	8	1:1	4.78±0.09
13	24	7	1:1.5	5.24±0.07
14	24	7	1:1.5	5.33±0.14
15	24	7	1:1.5	5.34±0.16
16	23	7	1:2	4.50±0.07
17	25	7	1:2	4.58±0.10

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表 8 Box-Behnken试验的方差分析结果

Table 8 Analysis of variance of Box-Behnken

方差来源	平方和	自由度	均方差	F值	P值	显著性
模型	1.51	9	0.17	30.39	<0.0001	**
X	0.11	1	0.11	19.13	0.0033	**
Y	0.067	1	0.067	12.05	0.0104	*
Z	0.056	1	0.056	10.15	0.0154	*
XY	1.000E-002	1	1.000E-002	1.81	0.2206
XZ	3.600E-003	1	3.600E-003	0.65	0.4463
YZ	2.025E-003	1	2.025E-003	0.37	0.5642
X²	0.11	1	0.11	19.56	0.0031	**
Y²	0.074	1	0.074	13.42	0.0080	**
Z²	1.00	1	1.00	181.16	<0.0001	**
残差	0.039	7	5.529E-003
失拟项	0.031	3	0.010	5.57	0.0653
纯误差	7.480E-003	4	1.870E-003
总值	1.55	16
注释：表示该因素对多糖含量影响显著（P<0.05）；*表示该因素对多糖含量影响极显著（P<0.01）。

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施引文献(4)

期刊类型引用(2)

1.	龙会英，张德. 干热区紫花苜蓿的生产性能和营养价值评价. 草业科学. 2024(01): 117-125 . 百度学术
2.	王子凌，张子豪，曾璐瑶，劳梦甜，王海滨，王琦，彭利娟，路洪艳，邹圣碧. 不同卤制加工阶段中食盐添加量对小龙虾尾品质及挥发性风味的影响. 食品科学. 2024(11): 52-60 . 百度学术

其他类型引用(2)

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图(6) / 表(8)

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1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 培养基制备
1.2.2 单因素实验
1.2.2.1 发酵温度对戴氏虫草多糖含量的影响
1.2.2.2 接种量对戴氏虫草多糖含量的影响
1.2.2.3 料水比对戴氏虫草多糖含量的影响
1.2.2.4 基质重量对戴氏虫草多糖含量的影响
1.2.2.5 发酵时间对戴氏虫草多糖含量的影响
1.2.3 Plackett-Burman试验
1.2.4 最陡爬坡试验
1.2.5 Box-Behnken试验
1.2.6 戴氏虫草多糖的提取
1.2.7 戴氏虫草多糖含量的测定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 单因素实验结果
2.1.1 发酵温度对戴氏虫草多糖含量的影响
2.1.2 接种量对戴氏虫草多糖含量的影响
2.1.3 料水比对戴氏虫草多糖含量的影响
2.1.4 基质重量对戴氏虫草多糖含量的影响
2.1.5 发酵时间对戴氏虫草多糖含量的影响
2.2 Plackett-Burman试验结果
2.3 最陡爬坡试验结果
2.4 Box-Behnken试验结果
3. 结论

1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 培养基制备
1.2.2 单因素实验
1.2.2.1 发酵温度对戴氏虫草多糖含量的影响
1.2.2.2 接种量对戴氏虫草多糖含量的影响
1.2.2.3 料水比对戴氏虫草多糖含量的影响
1.2.2.4 基质重量对戴氏虫草多糖含量的影响
1.2.2.5 发酵时间对戴氏虫草多糖含量的影响
1.2.3 Plackett-Burman试验
1.2.4 最陡爬坡试验
1.2.5 Box-Behnken试验
1.2.6 戴氏虫草多糖的提取
1.2.7 戴氏虫草多糖含量的测定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 单因素实验结果
2.1.1 发酵温度对戴氏虫草多糖含量的影响
2.1.2 接种量对戴氏虫草多糖含量的影响
2.1.3 料水比对戴氏虫草多糖含量的影响
2.1.4 基质重量对戴氏虫草多糖含量的影响
2.1.5 发酵时间对戴氏虫草多糖含量的影响
2.2 Plackett-Burman试验结果
2.3 最陡爬坡试验结果
2.4 Box-Behnken试验结果
3. 结论

参考文献(32)

施引文献

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戴氏虫草产多糖的固体发酵工艺优化

作者简介: 韩鹏飞（1998−），男，硕士研究生，研究方向：微生物工程，E-mail：2558555050@qq.com

通讯作者: 黄贵强（1988−），男，博士，副教授，研究方向：昆虫系统学，E-mail：hgqnasa@163.com

计量

出版历程

Solid-state Fermentation of Cordyceps taii for Polysaccharide Production

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.2 实验方法

1.2.1 培养基制备

1.2.2 单因素实验

1.2.2.1 发酵温度对戴氏虫草多糖含量的影响

1.2.2.2 接种量对戴氏虫草多糖含量的影响

1.2.2.3 料水比对戴氏虫草多糖含量的影响

1.2.2.4 基质重量对戴氏虫草多糖含量的影响

1.2.2.5 发酵时间对戴氏虫草多糖含量的影响

1.2.3 Plackett-Burman试验

1.2.4 最陡爬坡试验

1.2.5 Box-Behnken试验

1.2.6 戴氏虫草多糖的提取

1.2.7 戴氏虫草多糖含量的测定

1.3 数据处理

2. 结果与分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1 发酵温度对戴氏虫草多糖含量的影响

2.1.2 接种量对戴氏虫草多糖含量的影响

2.1.3 料水比对戴氏虫草多糖含量的影响

2.1.4 基质重量对戴氏虫草多糖含量的影响

2.1.5 发酵时间对戴氏虫草多糖含量的影响

2.2 Plackett-Burman试验结果

2.3 最陡爬坡试验结果

2.4 Box-Behnken试验结果

3. 结论

期刊类型引用(2)

其他类型引用(2)

计量

出版历程

目录

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.2 实验方法

1.2.1 培养基制备

1.2.2 单因素实验

1.2.2.1 发酵温度对戴氏虫草多糖含量的影响

1.2.2.2 接种量对戴氏虫草多糖含量的影响

1.2.2.3 料水比对戴氏虫草多糖含量的影响

1.2.2.4 基质重量对戴氏虫草多糖含量的影响

1.2.2.5 发酵时间对戴氏虫草多糖含量的影响

1.2.3 Plackett-Burman试验

1.2.4 最陡爬坡试验

1.2.5 Box-Behnken试验

1.2.6 戴氏虫草多糖的提取

1.2.7 戴氏虫草多糖含量的测定

1.3 数据处理

2. 结果与分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1 发酵温度对戴氏虫草多糖含量的影响

2.1.2 接种量对戴氏虫草多糖含量的影响

2.1.3 料水比对戴氏虫草多糖含量的影响

2.1.4 基质重量对戴氏虫草多糖含量的影响

2.1.5 发酵时间对戴氏虫草多糖含量的影响

2.2 Plackett-Burman试验结果

2.3 最陡爬坡试验结果

2.4 Box-Behnken试验结果

3. 结论

作者简介:
韩鹏飞（1998−），男，硕士研究生，研究方向：微生物工程，E-mail：2558555050@qq.com

通讯作者:
黄贵强（1988−），男，博士，副教授，研究方向：昆虫系统学，E-mail：hgqnasa@163.com