用于擬干酪乳桿菌代謝組學分析的樣品處理方法研究和應用
本文關鍵詞:用于擬干酪乳桿菌代謝組學分析的樣品處理方法研究和應用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:用氣相色譜-質譜聯(lián)用(Gas Chromatography-Mass Spectrometry, GC-MS)技術建立了用于檢測擬干酪乳桿菌胞內代謝物的代謝組學研究方法?疾炝瞬煌芙鈩(吡啶、四氫呋喃、甲氧胺鹽酸鹽)和衍生化試劑(N-甲基叔丁基二甲基硅基三氟乙酰胺、N,O-雙(三甲基硅烷基)三氟乙酰+三甲基氯硅烷和N-甲基-N-三甲基硅烷基三氟乙酰胺),對質譜峰的信號強度和個數(shù)的影響,確定使用吡啶作為溶解劑、N,O-雙(三甲基硅烷基)三氟乙酰+三甲基氯硅烷作為衍生劑的兩步衍生法效果最佳。以擬干酪乳桿菌為分析對象,共鑒定出49種胞內中間代謝物。方法學考察結果表明,該方法具有良好的精密度、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。此外,還采用主成分分析方法對所獲得的擬干酪乳桿菌發(fā)酵過程胞內代謝產物變化數(shù)據(jù)進行了代謝模式識別研究。 本文建立了一個用于擬干酪乳桿菌代謝組學研究的樣品滅活和萃取方法。使用單元和多元數(shù)據(jù)分析方法,分析了不同滅活方法(60%甲醇、60%甲醇/0.9%碳酸銨(pH6.0)、60%甲醇/0.9%氯化鈉、40%乙醇/0.9%氯化鈉和60%甘油/1.35%氯化鈉)和萃取方法(100%甲醇,70%甲醇,甲醇/氯仿,乙腈/甲醇/水,連續(xù)萃取)作用效果。研究結果表明發(fā)現(xiàn)60%甲醇/0.9%氯化鈉滅活效率最高并且能夠有效降低胞內代謝物滲出,是最適合的滅活方法。此外,建立了連續(xù)萃取方法,先使用70%甲醇萃取然后再使用乙腈/甲醇/水萃取,此萃取方法的萃取效率最高且重復性好。 此外,本文將建立的GC-MS分析方法和代謝組學研究的樣品處理方法成功用于分析擬干酪乳桿菌發(fā)酵生產乳酸過程中的代謝變化。乳酸發(fā)酵過程隨著發(fā)酵進行,菌體進入穩(wěn)定期后,溶氧往往出現(xiàn)回升現(xiàn)象,同時乳酸產率和得率都有一定程度的下降。采集溶氧(Dissolved Oxygen, DO)回升前后發(fā)酵樣品進行代謝物組分析,并采用主成分分析法(Principal Component Analysis, PCA)對所獲得的代謝物組數(shù)據(jù)進行模式識別。分析結果表明,發(fā)酵過程中伴隨著DO回升,大多數(shù)胞內代謝物濃度隨時間變化發(fā)生顯著性差異,主要是EMP途徑和TCA循環(huán)中間代謝物出現(xiàn)大量積累,擬干酪乳桿菌代謝輪廓也呈現(xiàn)出一定規(guī)律的變化。因此發(fā)酵代謝途徑的遷移是造成DO回升后乳酸產率和得率下降的原因。
【關鍵詞】:擬干酪乳桿菌 滅活方法 萃取方法 代謝組學 發(fā)酵
【學位授予單位】:華東理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:Q936;O658
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 前言10-21
- 1.1 乳酸的性質及其用途10
- 1.1.1 乳酸性質10
- 1.1.2 乳酸及其衍生物的用途10
- 1.2 代謝組學定義10-12
- 1.3 代謝組學的應用12-13
- 1.4 代謝組學的分析流程13-14
- 1.5 微生物代謝組學生物實驗14-16
- 1.5.1 終止微生物代謝14-15
- 1.5.2 滅活劑滅活效率的判定15
- 1.5.3 萃取胞內代謝物15-16
- 1.6 代謝組學研究儀器分析技術16-19
- 1.6.1 核磁共振16
- 1.6.2 氣相色譜-質譜聯(lián)用儀16-18
- 1.6.3 液相色譜-質譜聯(lián)用技術18
- 1.6.4 其他質譜技術18-19
- 1.7 定量擬干酪乳桿菌代謝組方法的目的和意義19-20
- 1.8 研究內容20-21
- 第2章 材料和方法21-27
- 2.1 實驗材料21-25
- 2.1.1 菌種21
- 2.1.2 儀器21-22
- 2.1.3 試劑22-24
- 2.1.4 培養(yǎng)基配方24-25
- 2.1.5 培養(yǎng)方法25
- 2.2 分析和測定方法25-27
- 2.2.1 pH測定25-26
- 2.2.2 菌體密度測定26
- 2.2.3 發(fā)酵液中葡萄糖濃度的測定26
- 2.2.4 乳酸測定26
- 2.2.5 GC-MS分析方法26
- 2.2.6 細胞滅活方法和代謝物萃取方法26-27
- 第3章 GC-MS樣品衍生方法建立27-36
- 3.1 引言27
- 3.2 實驗方法27-28
- 3.2.1 GC-MS樣品衍生方法27-28
- 3.2.2 色譜質譜條件28
- 3.2.3 代謝物鑒定28
- 3.3 實驗結果與討論28-35
- 3.3.1 不同溶解劑比較28-29
- 3.3.2 不同衍生劑比較29-32
- 3.3.3 一步衍生法和兩步衍生法比較32
- 3.3.4 內標的選擇32-33
- 3.3.5 代謝物譜分析與物質鑒定33
- 3.3.6 GC-MS分析方法學考察33-35
- 3.4 本章小結35-36
- 第4章 用于擬乳酪桿菌代謝組學研究的取樣滅活和萃取方法研究36-51
- 4.1 引言36
- 4.2 實驗方法36-38
- 4.2.1 滅活方法36
- 4.2.2 萃取方法36-37
- 4.2.3 滅活過程中代謝物滲出實驗37
- 4.2.4 滅活效率37
- 4.2.5 胞內代謝物分析:GC-MS37
- 4.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和可視化37-38
- 4.3 實驗結果38-50
- 4.3.1 不同的滅活方法比較38-43
- 4.3.2 不同的萃取方法比較43-50
- 4.4 討論50
- 4.5 本章小結50-51
- 第5章 擬干酪乳桿菌發(fā)酵生產乳酸過程代謝輪廓變化51-60
- 5.1 引言51-52
- 5.2 實驗方法52
- 5.2.1 5L發(fā)酵罐培養(yǎng)52
- 5.3 實驗結果52-58
- 5.3.1 擬干酪乳桿菌發(fā)酵過程菌體代謝特征52-55
- 5.3.2 擬干酪乳桿菌胞內代謝物變化55-58
- 5.4 討論58-59
- 5.5 本章小結59-60
- 第6章 總結與展望60-62
- 6.1 實驗總結60
- 6.2 展望60-62
- 參考文獻62-68
- 致謝68
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