[发明专利]β-葡聚糖的制备方法

说明书

本申请是申请号为200810187740.5，申请日为2008年12月31日，发明名称为“β-葡聚糖的制备方法与制备系统”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及β-葡聚糖的制备方法，更特别地，本发明涉及利用新颖的蘑菇培养方法与培养系统以制备β-葡聚糖。

背景技术

近年来有许多研究发现蘑菇菌丝体或子实体中含有相当多的生理活性成分，如β-葡聚糖(β-Glucan)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、三萜类(Triterpenoids)等物质，具有免疫调节、抗氧化、抗肿瘤等作用。而其中研究最深入且最具潜力的抗肿瘤及免疫调节物质为多糖体。

已知β-葡聚糖为一种良好的免疫促进剂，可有效刺激免疫细胞，不仅能增强生物体特异性免疫反应，同时也提高了非特异性免疫反应。此外，β-葡聚糖能使生物体抵抗细菌、真菌、病毒及寄生虫的感染，并且抑制肿瘤的生长。近年来蘑菇多糖体（mushroom β-glucan）逐渐受到重视，主要原因在于蘑菇多糖体的分支度、分子量、水溶性以及结构稳定性都较酵母菌多糖体高出许多，具有较高的免疫促进能力。

然而，蘑菇类的成分复杂，如多糖、蛋白质、多肽类、三萜类、多种氨基酸、生物碱、酯类和有机酸等，所以萃取蘑菇多糖体物需经繁琐的步骤，如热萃取、碱萃取、酸萃取等方式，因此，易残留有机溶剂、氨基酸与蛋白质，此等残留皆可能产生刺激性免疫反应。

一般培养蘑菇的子实体，需要二至三个月，培养至采收耗时耗力，若蘑菇来源是从野外取得则更为困难；因此，目前多利用液态发酵培养蘑菇菌丝体。目前以深层培养(submerged culture)方式制造蘑菇菌丝体及其代谢产物最多；菌丝体经初步培养后，经由小、中及大型发酵槽依序连续培养，藉此大量生产。公知技术中，蘑菇培养设备需用到大小不同的不锈钢材质的发酵槽串联，加上管路及大型锅炉连结，设备繁复并且成本很高；然而，制备过程中除了发酵槽设备相当昂贵的外，发酵期间若有污染(contamination)的情形发生，往往造成严重的损失。一般而言，蘑菇在液态发酵时菌丝体的生长速率较慢，过程中遭到污染的机会也相对提高，因此，通常使用较高的接种量，约10%-30%。体积越大的发酵槽，除了混合效果不佳以外，还会造成温度、pH及营养的梯度问题，并造成发酵不均匀的状况，故公知技术为尽量避免上述问题，势必要增加前置培养的设备。

再者，对于蘑菇的深层培养，需要考虑培养基的组成、pH值、温度、通气、和搅拌等条件，以制造菌丝体或其代谢物。深层培养的特色在于发酵过程中并无孢子形成(sporulation)期，所产生的菌丝体在发酵时会纠结在一起而形成菌球，若菌球愈大，其中心部分的菌丝体会因氧气及养分输送上的限制，造成饥饿的情形，对菌丝体增殖与代谢产物生成非常不利；这也使得培养液中营养源及氧气的传送程度较一般低等真菌或酵母菌的液体培养更为复杂。因此，在发酵期间，须控制发酵过程中的切应力、搅拌转数及溶氧程度等因素，以缩小菌丝体形成球状物的体积。

蘑菇液态发酵时，培养基中碳源、氮源及生长因子，是多糖体产率的关键之一，大多数的制造方法会寻找较便宜的生产物料，或者为提高产率而添加一些特殊化合物，如此却衍生出更多纯化的步骤，造成成本提高、设备增加及废弃物处理的问题。并且以目前惯用的发酵槽进行大量的蘑菇液态发酵，自发酵液萃取所得的β-葡聚糖浓度仍然偏低，一般低于10重量%。

为解决上述问题，本发明提供了制备蘑菇β-葡聚糖的方法与新颖的蘑菇培养系统。

发明内容

由于上述公知技术的缺陷，本发明的主要目的是提供β-葡聚糖的制备方法与制备系统，利用含有简单成分的培养基及价格低廉的设备，提供良好的蘑菇液态培养环境，即可成功制造菌丝体及多糖体等代谢物，并克服了溶氧或菌体体积过大的问题，可作为蘑菇液态培养及其他领域的液态发酵的应用。

为达上述与其他目的，本发明提供一种制备β-葡聚糖的方法，包括：(a)将蘑菇菌液置入含有培养液与搅拌装置的容器，并通过该搅拌装置搅拌培养该蘑菇菌液；(b)将步骤(a)所培养的蘑菇菌液置入含有生产培养基的聚碳酸树脂容器，且通过回转式摇摆机，旋转该聚碳酸树脂容器而震荡培养该蘑菇菌液；及(c)自步骤(b)震荡培养的蘑菇菌液分离或纯化β-葡聚糖。

在本发明制备β-葡聚糖的方法中，步骤(a)的容器为具有硅胶透气瓶塞的血清瓶，且搅拌装置是磁石棒，提供转速以控制溶氧量、菌丝体体积、及/或菌丝体生长速度。