【摘要】：酵母β-葡聚糖作為酵母細(xì)胞壁的主要成分,是一種重要的功能性多糖,它不僅具有增強機體免疫功能、抗炎癥、抗腫瘤等多重功效,被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)及腫瘤的治療中,還可作為保水劑、膳食纖維等功能因子用于食品生產(chǎn)行業(yè)中。酵母作為重要的β-葡聚糖來源,如何提高酵母細(xì)胞壁β-葡聚糖的含量,以獲得高產(chǎn)量的β-葡聚糖酵母菌種,是本文研究的重點。本研究利用12C6+離子束輻照處理面包酵母菌株(Saccharomyces cerevisiae),選育出高產(chǎn)β-葡聚糖的優(yōu)良面包酵母菌株100G-9,同時通過建立高通量的酵母β-葡聚糖篩選檢測方法,便于更高效地篩選突變株;通過優(yōu)化誘變面包酵母菌株100G-9的培養(yǎng)條件及細(xì)胞壁內(nèi)酵母β-葡聚糖的提取工藝,達到提高誘變酵母菌株100G-9的生物積累量及β-葡聚糖得率的目的。本研究為重離子誘變選育優(yōu)良面包酵母菌株提供科學(xué)依據(jù),并為今后酵母β-葡聚糖的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了理論和實驗基礎(chǔ)。1.重離子輻照選育高產(chǎn)β-葡聚糖酵母菌株實驗對原始酵母菌株(CK)經(jīng)過不同劑量的12C6+離子束輻照誘變,統(tǒng)計得到酵母細(xì)胞的存活率。結(jié)果表明酵母菌株的半致死劑量約為100Gy,且在該輻照劑量下有利于突變酵母菌株的篩選;利用苯酚-硫酸法對酵母β-葡聚糖的含量進行測定,采用96孔板與酶標(biāo)儀結(jié)合的方法代替紫外分光光度計法,建立了高通量、快速的微量檢測方法,提高了酵母突變菌株的篩選效率。經(jīng)過優(yōu)化后的檢測樣品單孔進樣量為200ul,單次進樣數(shù)為96個,且檢測精密度良好,當(dāng)樣品濃度的范圍在0.001-0.25mg/ml區(qū)間內(nèi)時,相關(guān)系數(shù)R20.99。篩選得到了5株高產(chǎn)β-葡聚糖酵母菌100G-1、100G-9、80G-25、140G-7以及100G-2,經(jīng)過連續(xù)9代的斜面?zhèn)鞔囵B(yǎng)后,遺傳穩(wěn)定性良好。2.高產(chǎn)β-葡聚糖面包酵母菌生長條件的優(yōu)化研究實驗優(yōu)化了高產(chǎn)誘變酵母菌株100G-9的培養(yǎng)基,包括:碳源、氮源及無機鹽,并得到該菌株最適培養(yǎng)基配比:甜高粱汁4.0%,蛋白胨0.5%,牛肉膏1.0%,酵母抽提物0.5%,K+離子0.1%,Mg2+離子0.1%。在此條件下,100G-9酵母菌株的生物量積累可達到8.16g/L,比未經(jīng)優(yōu)化的對照組高出5.8%。實驗表明,通過優(yōu)化培養(yǎng)基配比,可以有效提高酵母的生物量積累。3.酵母β-葡聚糖提取條件的正交優(yōu)化為了獲得100G-9酵母菌株的β-葡聚糖最佳提取條件,將提取過程中涉及的三個重要因素進行了正交優(yōu)化,三種不同的提取因素對β-葡聚糖得率的影響程度分別為:NaOH濃度提取溫度提取時間,最佳的提取條件為:NaOH濃度2.0mol/L,提取溫度90℃,提取時間2.5h。正交優(yōu)化后的酵母β-葡聚糖得率可達到12.51%,β-葡聚糖的純度可達到95.21%,與原始的提取條件相比β-葡聚糖得率提高了3.23%,β-葡聚糖的純度與以往文獻所報道的90.6%的純度含量相比提高了4.61%。
【圖文】：

變技術(shù)選育高產(chǎn)β-葡聚糖酵母菌株的研究 或β-(1,4)糖苷鍵協(xié)同鏈接結(jié)合而成的多聚物，，而酵母等其他微生糖則是通過β-(1,3)糖苷鍵或β-(1,6)糖苷鍵分支的協(xié)同連接構(gòu)成的特征被命名為β型葡聚糖[16]。其組成結(jié)構(gòu)中，不同類型的β-葡同的空間結(jié)構(gòu)及分子量，其功能作用也不盡相同。例如，以β-葡多糖[17]和裂裥菌素多糖[18]經(jīng)常在癌癥治療中作為輔助劑被使用胞壁中分離出來的β-葡聚糖則多應(yīng)用于食品行業(yè)的增稠劑[19]。還量的β-葡聚糖，如硬葡聚糖、褐藻淀粉、茯苓聚糖、灰樹花多聚定的應(yīng)用價值等待發(fā)掘[20]。Β-葡聚糖不但具有良好的生物活性，高持水力等性能特點，所以現(xiàn)在針對β-葡聚糖的研究已成為熱點

釀酒酵母細(xì)胞壁中的葡聚糖總共分為三種，分別為堿不溶性葡性葡聚糖及酸溶性葡聚糖，共同占據(jù)細(xì)胞壁干重的 30-60%[23,24]，分別胞壁中所比例約為 17：10：3，其中以β-(1,6)糖苷鍵連接的葡聚糖即為研究關(guān)注的堿不溶性β-葡聚糖[25]，約占據(jù)酵母細(xì)胞壁干重的 20-50%。中葉，人類首次從面包酵母的細(xì)胞壁中成功提取獲得了β-葡聚糖，并發(fā)較強的免疫活性[26]，而酵母中剩余的主要成分脂質(zhì)（10-15%左右），15-25%左右）以及甘露聚糖（20%左右）也一一得到分析確定[27]。.2 釀酒酵母細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)釀酒酵母作為與人類生活息息相關(guān)的一類真核微生物，它的細(xì)胞壁中所成分為β-葡萄糖（β-Glucan）。二十世紀(jì)初，Manners 等[28]人通過研究母細(xì)胞壁中存在著兩種不同類型的β-葡聚糖，其中占據(jù)了細(xì)胞壁β-葡聚 85%的主要為β-1,3-葡聚糖（含有 3%的β-1,6 糖苷支鏈），是細(xì)胞壁中成分，而含有β-1,3 糖苷支鏈的β-1,6 葡聚糖則僅僅占據(jù)了 15%。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q93

【參考文獻】

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本文編號：2576393