【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(chǎn)物,具有多種對人體有益的生物學(xué)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(zhì)黃豆苷原,并具有抑制癌細(xì)胞生長、維持骨密度、降脂等作用。實(shí)驗(yàn)室前期篩選并馴化出了產(chǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)。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(shí)又能提高O-Dma轉(zhuǎn)化率的培養(yǎng)基。首先,通過實(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)化黃豆苷原為O-Dma,轉(zhuǎn)化率為5%,所以將LB確定為初始培養(yǎng)基。然后,經(jīng)過單因素試驗(yàn)對初始培養(yǎng)基中的碳源、氮源、微量元素和磷酸鹽進(jìn)行篩選,Plackett-Burman試驗(yàn)確定對轉(zhuǎn)化率具有重要影響的成分,最陡爬坡試驗(yàn)尋找各重要影響成分在轉(zhuǎn)化率最高時(shí)的添加量,利用響應(yīng)面法進(jìn)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(zhuǎn)化試驗(yàn)表明,轉(zhuǎn)化率達(dá)到84%,較菌株在BHI培養(yǎng)基中76%的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為O-Dma的過程中,除了培養(yǎng)基起到關(guān)鍵作用之外,發(fā)酵條件的改變也會對菌體的生長和轉(zhuǎn)化產(chǎn)生重要影響,所以在對培養(yǎng)基優(yōu)化之后,進(jìn)一步優(yōu)化pH值、溫度、接種量、底物終濃度、轉(zhuǎn)化時(shí)間這五個(gè)重要參數(shù)。利用Plackett-Burman試驗(yàn),以及添加量的單因素梯度試驗(yàn),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(zhuǎn)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(jìn)行中心復(fù)合設(shè)計(jì)-響應(yīng)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(shí)間72 h,在此條件下,轉(zhuǎn)化率達(dá)到92%。為了將來的工業(yè)化生產(chǎn),結(jié)合優(yōu)化后的培養(yǎng)基和發(fā)酵條件,進(jìn)一步在5 L的發(fā)酵罐中進(jìn)行了擴(kuò)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(zhuǎn)化動態(tài),結(jié)果發(fā)現(xiàn),菌體在發(fā)酵罐中的生長和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率為92%,而在發(fā)酵罐中OD值可達(dá)到3.6,轉(zhuǎn)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(guān)。由于O-Dma具有多種對人體有益的生物學(xué)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(biāo)準(zhǔn),選擇奶片和巧克力兩種食品形式,并進(jìn)行食品配料和制作工藝的摸索。將感官評價(jià)作為評判標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)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(shí),其各自的感官評價(jià)得分最高。且經(jīng)HPLC檢測,O-Dma在經(jīng)過食品制作最高溫度處理后能夠保持其活性。
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS201.3

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本文編號：2738125