【摘要】：去氧甲基安哥拉紫檀素(O-Desmethylangolensin,O-Dma)是黃豆苷原的一種代謝產物,具有多種對人體有益的生物學活性,包括與雌激素受體的親和力以及抗氧化能力均高于其前體物質黃豆苷原,并具有抑制癌細胞生長、維持骨密度、降脂等作用。實驗室前期篩選并馴化出了產O-Dma的耐氧突變菌株Aeroto-AUH-JLC108,該菌株能夠在有氧條件下,利用BHI培養(yǎng)基將底物黃豆苷原轉化為O-Dma,但是由于BHI培養(yǎng)基成本較高,不利于工業(yè)化生產。因此,本研究擬通過培養(yǎng)基優(yōu)化尋找出一種成本低廉,同時又能提高O-Dma轉化率的培養(yǎng)基。首先,通過實驗證明,菌株Aeroto-AUH-JLC108能夠在常規(guī)培養(yǎng)基LB上生長,并且能夠少量轉化黃豆苷原為O-Dma,轉化率為5%,所以將LB確定為初始培養(yǎng)基。然后,經過單因素試驗對初始培養(yǎng)基中的碳源、氮源、微量元素和磷酸鹽進行篩選,Plackett-Burman試驗確定對轉化率具有重要影響的成分,最陡爬坡試驗尋找各重要影響成分在轉化率最高時的添加量,利用響應面法進行最后的優(yōu)化,最終確定優(yōu)化的培養(yǎng)基為:蔗糖1.6%,酵母浸粉5%,磷酸氫二鉀0.3%,氯化鈉0.15%,硫酸鎂0.05%,L-半胱氨酸0.05%,O-Dma的轉化試驗表明,轉化率達到84%,較菌株在BHI培養(yǎng)基中76%的轉化率有所升高,最為重要的是,成本約降低80%。在利用菌株將黃豆苷原轉化為O-Dma的過程中,除了培養(yǎng)基起到關鍵作用之外,發(fā)酵條件的改變也會對菌體的生長和轉化產生重要影響,所以在對培養(yǎng)基優(yōu)化之后,進一步優(yōu)化pH值、溫度、接種量、底物終濃度、轉化時間這五個重要參數。利用Plackett-Burman試驗,以及添加量的單因素梯度試驗,初步確定pH值為7.5,溫度為39℃,但隨著底物終濃度的增加轉化率逐漸降低,是由于底物溶劑甲醇和二甲基甲酰胺對于菌體有毒性,所以固定底物濃度為1.0 mM,然后對pH值和溫度進行中心復合設計-響應面法優(yōu)化,最終確定最適條件為pH值7.0,溫度38.5℃,底物終濃度1.0 mM,菌的接種量10%,發(fā)酵時間72 h,在此條件下,轉化率達到92%。為了將來的工業(yè)化生產,結合優(yōu)化后的培養(yǎng)基和發(fā)酵條件,進一步在5 L的發(fā)酵罐中進行了擴大培養(yǎng),并比較了在5L發(fā)酵罐和恒溫培養(yǎng)箱中的菌體生長和轉化動態(tài),結果發(fā)現,菌體在發(fā)酵罐中的生長和轉化狀態(tài)均好于恒溫培養(yǎng)箱中,菌體在恒溫培養(yǎng)箱中的最大OD值為2.5,最終轉化率為92%,而在發(fā)酵罐中OD值可達到3.6,轉化率為97%,可能與發(fā)酵罐中的攪拌和氧氣含量等因素相關。由于O-Dma具有多種對人體有益的生物學活性,本研究還初步探索了將O-Dma制作成小食品,以小巧輕便,制作簡易為標準,選擇奶片和巧克力兩種食品形式,并進行食品配料和制作工藝的摸索。將感官評價作為評判標準,當奶片中脫脂奶粉和綿白糖的比例為2:1,巧克力中可可液塊、可可脂和糖粉的比例為4:2:4時,其各自的感官評價得分最高。且經HPLC檢測,O-Dma在經過食品制作最高溫度處理后能夠保持其活性。
【學位授予單位】：河北農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TS201.3

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本文編號：2738125