[发明专利]一种提高东北刺人参不定根中多糖含量的方法

说明书

本发明公开了一种提高东北刺人参不定根中多糖含量的方法，步骤如下：取东北刺人参不定根20g，加入生物反应器中，采用1/2MS 3L+3mg/L IBA+40g/L白糖，氮浓度为40mM，pH为5.8，通气量为75mL/min；培养20天后，分别补加MS+3mg/L IBA+50g/L糖至4L，培养20天后收获不定根，清洗，烘干，取干品测量多糖含量。本发明利用补料分批培养生产东北刺人参不定根，其多糖含量为原来的4.9倍。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种利用生物反应器补料培养提高东北刺人参不定根中多糖含量的方法。

背景技术

东北刺人参(Oplopanaxs elatusNakai)，五加科，刺人参属，根较粗，侧根少，直立生长，枝上密生针状直刺，株高0.8-1.5米，呈淡灰黄色，单叶，互生，花白绿色，果实为红色，呈扁球形。在世界范围内，仅少量分布在中国、朝鲜、俄罗斯，在中国主要分布在吉林省长白山地区以及辽宁省东部，由于近年来全球气候变暖，东北刺人参的分布范围正在逐渐缩小，调查显示10年前长白山东北刺人参的面积在667hm²以上，株数可高达100万株，随着新药用价值的开发，对野生资源的利用量骤增，且远远超过了自然种群的更新能力，导致资源急剧枯竭，因此东北刺人参被国家列为“濒临灭绝”等级。

多糖广泛存在于动物、植物和微生物中，具有抗肿瘤、降血糖、抗氧化、提高免疫等功能。因此近年来对多糖药物或保健品的开发成为热点。但是由于东北刺人参资源处于濒危状态，因此如何大规模生产东北刺人参中的多糖成为一个重要问题。

植物生物反应器是利用植物组织器官或细胞生产包括抗体、药用蛋白或具有高药用价值的生物衍生品或生物制品。生物反应器具有自动化程度高、能实现周年生产、生产成本低、节省空间、产品质量稳定、经济效益高等优点，能为植物提供优良的物理和化学环境，从而提高植物体内次生代谢产物含量。

生物反应器培养可依培养液加入和产物的收集方式分为分批操作、连续操作和补料分批操作三种模式；但是传统实验室的分批操作可能会出现底物抑制、氧限制或新陈代谢过剩的问题；而连续操作是指反应底物连续稳定地加入反应器，同时反应物料也以相同流速连续稳定地从反应器流出，这种操作模式容易发生污染并且对于大规模的工业生产资金要求较高、操作人员技术要求也较高，仅适用于成熟的大规模工业生产；补料分批培养多应用于微生物领域，在植物中应用较少。

因此，提供一种利用生物反应器补料培养来提高东北刺人参不定根中多糖含量的方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用生物反应器补料培养来提高东北刺人参不定根中多糖含量的方法，通过调节底物中营养物质的浓度，避免因某些营养成分初始浓度过高而出现底物抑制现象，同时又可防止因某些营养成分耗尽而影响东北刺人参不定根的生长以及次级代谢产物多糖的合成。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高东北刺人参不定根中多糖含量的方法，具体步骤如下：取东北刺人参不定根20g，加入生物反应器中，采用1/2MS 3L+3mg/L IBA+40g/L白糖，氮浓度为40mM，pH为5.8，通气量为75mL/min；培养20天后，分别补加MS+3mg/L IBA+50g/L糖至4L，pH为5.8，通气量为75mL/min，继续培养20天后收获不定根，用清水清洗后脱水1min，烘干，取干品测量多糖含量。

进一步，一种提高东北刺人参不定根中多糖含量的培养基，所述培养基为：1/2MS3L+3mg/L IBA+40g/L白糖，氮浓度为40mM，pH为5.8。

进一步，一种筛选提高东北刺人参不定根中多糖含量的培养条件的方法，具体步骤如下：

(1)筛选初始培养基量和培养基浓度