冷大气等离子体强化灵芝悬浮培养体系中药妆活性成分的生物合成

本文推荐：该研究创新性地采用冷大气等离子体（CAP）技术（包括等离子体射流和介质阻挡放电DBD装置），通过调控灵芝（Ganoderma lucidum）悬浮培养的胞内（IN）与胞外（EX）代谢产物，显著提升抗坏血酸、多酚、黄酮等7类药妆活性成分（如β-胡萝卜素增幅达15倍），为突破药用真菌资源限制提供了绿色生物制造新策略。

　　

亮点

本研究首次系统评估冷大气等离子体（CAP）对灵芝悬浮培养体系中药妆活性成分的协同增效作用，揭示等离子体处理时间与模式（射流/DBD）对7类标志性化合物的差异化调控规律。

材料与方法

野生灵芝样本采集自伊朗古勒斯坦省森林，经表面消毒后接种于PDA培养基。实验设置两组CAP处理：1）等离子体射流（液态培养基1/7/9分钟，固态1/4/5分钟）；2）介质阻挡放电DBD（体积处理固态30/45/90秒，表面处理固态30秒/2/4分钟，液态1/12/8分钟）。

双因素分析结果

方差分析显示：CAP类型与暴露时间对胞外代谢物（除番茄红素外）均具显著影响（p<0.05）。最佳处理组合可使胞内β-胡萝卜素含量达对照组的15倍，胞外黄酮类提升9.4倍。

讨论

CAP通过诱导氧化应激响应激活灵芝次级代谢通路，其产生的活性氧簇（ROS）可能调控苯丙烷代谢关键酶（如PAL）的表达。该技术为替代森林采摘、实现高值化化妆品原料的可持续生产提供了解决方案。

结论

推荐方案：胞外相优选表面DBD液态8分钟（S-l-8）与固态4分钟（S-S-4）处理；胞内相选择体积DBD固态1.5分钟（V-S-1.5）与0.5分钟（V-S-0.5）。CAP技术有望成为真菌源药妆成分工业化生产的颠覆性工具。