弱磁场辅助桑黄液体发酵的响应规律及其磁效应机制研究

The project aims to research the biological effect of the weak magnetic field on phellinus igniarius based on submerged fermentation process, apply physical window effects rationally, and improve the ability of liquid fermentation of phellinus igniarius greatly. The optimal magnetic field intensity is selected in consideration of nutrient content of mycelium, fermentation production, biological activity. Then the main mechanism study of magnetic effect on phellinus igniarius is carried out on the basis of medium parameters, cellular morphology, genetic material and differential proteomics. The project aims at exploring a more efficient method of submerged fermentation of phellinus igniarius with a scientific and reasonable way, providing reference and new ideas for widening, improving and supplementing the fermentation method of rare edible fungus, and providing a reference for further study on the mechanism of magnetic effect on microorganism. As a whole, this project has social significance in promoting the research and development of rare edible fungus, and maintaining the sustained and stable development of rare edible fungus.

本项目拟采用弱磁场辅助桑黄液体深层发酵方式，研究基于弱磁场辅助桑黄发酵的生长效应响应规律，合理地利用弱磁场的物理窗效应，进一步大幅度地提高桑黄液体发酵能力；综合菌丝营养成分、发酵产物产量与生物活性等指标选择最佳磁场强度，并从介质参数、细胞形态、遗传物质、差异蛋白质组学等方面研究该磁场强度下的主要磁效应机制。本课题旨在科学合理地探索更为高效的桑黄液体发酵方式，为拓宽、改进和补充桑黄为代表的珍稀食用菌液体发酵方法提供参考和新思路，为更深入地研究微生物磁效应机理提供一定的参考，并且对于促进珍稀食用菌的开发和研究、维护珍稀食用菌开发的持续稳定发展具有重要的社会现实意义。

本研究主要涉及弱磁场辅助发酵过程中，桑黄菌丝的生物效应及其磁效应机制的初步探索，研究结果为弱磁场在珍稀食用菌液体发酵中的应用提供依据，并为磁效应机制的深入研究提供重要参考及方向。弱磁场辅助桑黄液体发酵12天进入稳定期，菌丝干重基本达到稳定，与对照相比，磁场强度为90mT-120mT范围菌丝生物量有显著增加，菌丝干重超过0.8g/100ml，比对照处理提高约25%。在0-180mT磁场强度下，桑黄菌丝的多糖含量和三萜化合物含量无显著变化，而黄酮含量在90mT-120mT范围内显著增加，比对照处理提高了75%-89%；发酵液中的多糖含量、三萜化合物含量以及黄酮含量无显著变化。经磁场处理，桑黄菌丝灰分含量，Ca、Na、Zn、I等有益矿质元素，以及脂肪含量在一定磁场强度下有不同程度提高，但菌丝蛋白含量和各种氨基酸含量无明显变化。磁场处理有利于桑黄菌丝黄酮的总抗氧化活性的提高，液相色谱检测结果显示120mT磁场处理组的黄酮峰面积约为对照组的2倍，但峰的种类无显著差别。90mT-120mT磁场强度下桑黄菌丝球内部较对照略微疏松，且菌丝更为饱满粗壮，末端延伸度更佳，有利于菌丝的生长与延伸。提取经120mT磁场处理的桑黄菌丝总蛋白，通过双向电泳与质谱分析，鉴定出8种上调表达蛋白和9种下调表达蛋白，上调表达的蛋白主要与应激耐热能力，抗氧化能力，稳定蛋白质活性和氨基酸代谢等重要生理生化过程有关，而下调表达的蛋白与细胞能量调节，转录过程，细胞对于渗透性、亲电性及氧化性胁迫的响应，细胞信号转导等过程相关，因此推测细胞可能通过增强与应激能力和抗逆功能相关的蛋白的表达，来稳定细胞结构与功能；另外，氨基酸合成过程的加强有助于细胞物质的形成，这可能是菌丝干重增长的重要原因之一。