[00857591]食用菌液体发酵

2003年湖北省政府将食用菌列为全省的九大特色农产品之一，2005年又将食用菌生产列入优势农产品板块基地建设计划。2009年食用菌出口额不仅位居全省农产品首位，而且继续保持全国第二的领先地位。食用菌产业已经成为湖北省农业支柱产业之一。食用菌供给主要来源于野生或人工种植。受气候、地域等环境因素影响，野生食用菌产量极其有限；人工种植又面临生产周期长、病虫害多、条件难以控制等技术瓶颈。随着人们对食用菌需求的日益旺盛，食用菌供给不足是其产业发展必然面临的困境。液体发酵利用廉价培养基在生物反应器中获取食用菌菌丝体及其代谢产物，具有生产周期短、成本低、条件可控等多种优势，有望成为大规模生产食用菌及其营养成分的新方法。以名贵食用菌-块菌(俗称松露)和灵芝为典型的研究模型，对食用菌液体发酵关键科学问题进行了系统研究，取得如下成果(1)首创了名贵食用菌块菌液体发酵过程，发现并证明了块菌具有可培养性，使块菌的生产周期由野生的4-12年缩短为发酵的5-10天，突破了块菌野生或半人工模拟栽培对地域和环境的限制，为解决块菌资源短缺提供了新思路，同时也为其他珍稀食用菌替代品规模化制备提供了新思维、新方法。名贵食用菌块菌液体发酵过程；(2)阐明了食用菌液体发酵过程中细胞生长和代谢产物合成对发酵条件响应不一致的规律，从而建立了中间补料高密度发酵和多阶段发酵高产活性成分的新方法，同时总结出了食用菌液体发酵过程优化的统计学实验设计方法，拓展了原有发酵过程优化与放大的理论和方法。这为强化其他细胞培养过程效率提供了新策略、新思路。在摇瓶及生物反应器中分批发酵和补料发酵的底物消耗动力学(A)、细胞生长动力学(B)、灵芝酸含量(C)、及产物形成动力学；(D)溶氧浓度对灵芝细胞生长(A)、灵芝酸生物合成(B)的影响,以及自行设计的新型静态培养反应器-多层静置培养反应器。(3)证明了发酵块菌可以替代野生块菌首次系统比对了发酵块菌与野生块菌的物质基础(图4)，阐明了发酵块菌在香味、鲜味和营养组分上与野生块菌的相似性或优越性，研究成果为名贵食用菌块菌的规模化制备奠定了科学基础。与野生块菌相比，发酵块菌在香味上的相似性(A)、鲜味(B)上的优越性，以及营养组分上以多糖抗肿瘤活性为代表的优越性该项目总结出了一整套适用于食用菌液体发酵过程的方法与理论，提升了中国食用菌研发的整体水平。研究成果在该领域国际知名期刊BioresourceTechnology、AppliedandEnvironmentalMicrobiology等发表SCI论文36篇，他引207次。8篇代表性SCI论文他引110次，关于中间补料的研究他引61次，已成为经典文献，显示了很强影响力；授权发明专利4项。在AsianCongressonBiotechnology等国际学术会议上作主旨报告3次。基于此，汤亚杰先后被评为湖北省新世纪高层次人才工程“第一层次人选”、湖北省优秀留学回国人员、湖北省第七届青年科技奖、湖北省有突出贡献中青年专家。