冬虫夏草(Ophiocordyceps sinensis, syn. Cordyceps sinensis)是线虫草科真菌寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上的子座及幼虫尸体的复合物,具有重要的药理作用。松毛虫是我国重大森林害虫之一,然而松毛虫虫体中营养物质丰富,包括高含量的优质蛋白质、功能油脂、糖类物质和维生素等营养成分,是一类潜在的可食用资源。另外,松毛虫和冬虫夏草真菌的蝙蝠蛾科寄主都属于鳞翅目昆虫且主要营养成分相似,表明冬虫夏草真菌具有发酵转化利用松毛虫营养成分的潜力。本文在实验室前期研究的基础上,对以松毛虫为基质的冬虫夏草真菌深层发酵技术进行了以下研究：1、研究了鳞翅目昆虫松毛虫幼虫作为冬虫夏草真菌主要氮源基质的深层发酵技术,并对所得虫草菌体进行了安全毒理学评价。结果表明,最适宜冬虫夏草菌株生长的可利用松毛虫基质为松毛虫幼虫冻干粉,补充碳源为玉米粉,补充氮源为(NH4)2SO4,无机盐为KH2PO4。进一步采用均匀设计优化了虫草的培养基组成。结果表明,虫草液体发酵的最佳培养基组成为：松毛虫冻干粉13.0g/L、玉米粉38.0g/L、(NH4)2SO43.0g/L、葡萄糖3.0g/L、KH2PO41.4g/L、蛋白胨1.0g/L、MgSO4·7H2O0.75g/L。在此培养基条件下,虫草生物量可达8.678g/L。小鼠经口急性试验法和家兔皮肤刺激试验法均表明,实验所得虫草菌体毒性很低,属于实际无毒级。2、探索了起始pH值、接种量(%)、培养温度(℃)和摇床转速(r/min)等因素对冬虫夏草发酵产虫草糖的影响。采用正交实验设计法对冬虫夏液体发酵条件进行了优化。最优发酵条件为：起始pH为7.0,接种量为9%,培养温度为24℃,摇床转速为170r/min,在此条件下胞外多糖的产量可达0.294g/L3、用微波辅助提取松毛虫为基质的发酵虫草菌丝体多糖,首先通过单因素实验选取影响因素与水平,然后在单因素实验的基础上采用三因素三水平的响应面分析,依据回归分析确定最佳提取工艺条件为：液料比(mL/g)6.3：1、微波功率520W、微波时间325S,采用此工艺提取三次,提取率达到6.901%。4、采用水浴提取法从松毛虫为基质发酵虫草菌丝体中提取分离甘露醇。研究了液料比(mL/g)、提取温度(℃)、提取时间(min)对甘露醇提取率的影响规律。通过响应面法优化得出甘露醇提取工艺的最佳参数为：液料比(mL/g)为54.2：1,提取温度为40.3℃,提取时间为40.5min。在此最佳参数组合下提取三次,甘露醇提取率可达6.771%。5、应用响应面法优化以松毛虫为基质的发酵虫草菌丝体中腺苷提取工艺。在单因素试验的基础上,采用3因素3水平的Box-Behnken中心组合设计和响应面分析法,考察提取时间(S)、提取温度(℃)、液料比(mL/g)对腺苷得率的影响,并优化腺苷提取条件。最终获得以松毛虫为基质的发酵虫草菌丝体中腺苷提取工艺条件为：提取时间175S,提取温度40.2℃,液料比37.6：1,理论提取率1.375‰,实验三次实际平均提取率为1.36‰,相对误差0.109‰。6、对比分析了野生冬虫夏草、松毛虫为基质的人工虫草菌体中粗纤维、粗脂肪、总糖、多糖、蛋白质、D-甘露醇、腺苷含量。结果表明,野生虫草中粗纤维、总糖、D-甘露醇含量高于松毛虫为基质的虫草菌丝体干粉中含量。但粗脂肪、多糖、蛋白质、腺苷含量则相反。本论文获得了松毛虫为基质的冬虫夏草真菌的深层发酵技术和产物提取的预测模型,为今后虫草菌体和多糖的进一步发酵放大和产业化生产奠定了基础。