本文關(guān)鍵詞： 鎖擲酵母 油脂 類胡蘿卜素 磷酸酯多糖　出處：《江南大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：上世紀(jì)70年代微生物油脂就開始進入大力研究階段,但由于其生產(chǎn)成本較高限制了微生物油脂的大規(guī)模應(yīng)用。為了克服成本過高的瓶頸,本文提出了一種新穎的、節(jié)約成本的方式聯(lián)產(chǎn)微生物油脂和胞外多糖,為微生物油脂和磷酸酯胞外多糖的工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:(1)通過對鎖擲酵母產(chǎn)油脂和胞外多糖的發(fā)酵條件優(yōu)化,明確了該菌株微生物油脂和胞外多糖的產(chǎn)量都與生物量呈正相關(guān)。在搖瓶發(fā)酵條件下,葡萄糖濃度為126 g/L,玉米漿濃度為20 g/L,酵母膏濃度為10 g/L,硫酸銨濃度為2.5 g/L時,菌體干重、油脂產(chǎn)量和胞外多糖的產(chǎn)量最高,分別達到58 g/L、29 g/L和8 g/L。采用兩階段補料分批發(fā)酵(前期控制硫酸銨2.5-5 g/L促進菌體生長,后期控制無機氮源為零,促進油脂和胞外多糖的積累),菌體干重、油脂產(chǎn)量和胞外多糖的產(chǎn)量分別提高到72 g/L、39.6 g/L和12g/L。在發(fā)酵過程中隨著胞內(nèi)油脂的含量從20%升高到55%,類胡蘿卜素的代謝向積累紅酵母烯的方向移動。(2)對鎖擲酵母破壁條件和油脂提取條件進行優(yōu)化,確定了中試水平上的鎖擲酵母超聲波破壁工藝,然后對油脂中的主要營養(yǎng)成分進行分離純化和定性定量分析。鎖擲酵母油脂中的9種主要營養(yǎng)成分分別為角鯊烯、β-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素、麥角固醇酯、紅酵母烯、甘油三酯、游離脂肪酸、麥角固醇和紅酵母紅素。油脂中麥角固醇總含量為3.2 g/kg油,其中16%以麥角固醇酯的形式存在。角鯊烯和類胡蘿卜素的濃度分別為1.25g/kg油和508 mg/kg油。鎖擲酵母油脂的脂肪酸組成主要為油酸(含量為73%)。鎖擲酵母油脂不僅是一種高油酸油脂而且還含有豐富的脂溶性功能成分。(3)利用高效體積排阻色譜、原子力顯微鏡、紅外光譜分析、甲基化分析和核磁分析測定了鎖擲酵母胞外多糖的分子量、分子直徑、溶液中的構(gòu)象、單糖組成和結(jié)構(gòu)單元。該多糖的平均分子量、水力學(xué)半徑(Rh)和均方旋轉(zhuǎn)半徑(Rg)分別為1.3×106,45±2 nm和63±2 nm。結(jié)構(gòu)參數(shù)Rg/Rh(1.4)和Mark-Houwink方程中的α值(0.638)都表明該多糖呈無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu),與原子力顯微鏡觀察的結(jié)果一致。該多糖的單糖組成主要為半乳糖和葡萄糖,其比例接近2:1,不含有糖醛酸,多糖中含有2.1%的磷元素,通過其結(jié)構(gòu)單元推測其可能為一種新型的磷酸二酯多糖。(4)多糖的穩(wěn)態(tài)剪切特性符合Williamson model,不同濃度氯化鈉對多糖的流變學(xué)特性影響較少,濃度較高的二價鈣離子可以顯著增強多糖的表觀粘度。該多糖的觸變性弱,多糖結(jié)構(gòu)恢復(fù)快。從多糖的動態(tài)頻率掃描發(fā)現(xiàn),其主要表現(xiàn)為粘性流體。溫度對多糖粘度的影響十分顯著,隨著溫度的升高多糖粘度降低。靜態(tài)剪切和動態(tài)震蕩模式下,多糖的流變學(xué)特性都類似于呈柔順的無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)的羧甲基纖維素鈉并明顯區(qū)別于呈弱凝膠特性的黃原膠。(5)鎖擲酵母油脂和胞外多糖分別具有抗氧化和增強免疫的功能。實驗結(jié)果表明紅酵母烯的ABTS自由基的清除能力、抗脂質(zhì)過氧化能力和緩解t-Booh引起的氧化損傷的能力均高于β-胡蘿卜素,甚至略高于番茄紅素。通過鎖擲酵母胞外多糖對腫瘤細胞的抑制作用和免疫的調(diào)節(jié)功能發(fā)現(xiàn),鎖擲酵母多糖對腫瘤細胞沒有直接的殺傷作用,但是能顯著增強T/B淋巴細胞和巨噬細胞的增殖。鎖擲酵母多糖可以被用于免疫增強藥物的開發(fā)。
[Abstract]:In 70s the microbial oil began to enter the vigorous research stage, but due to its high production cost limits the large-scale application of microbial oils. In order to overcome the bottleneck of the high cost, this paper proposes a novel, cost-effective way of production of microbial oils and extracellular polysaccharide, which laid the foundation for the industrial application of microbial polysaccharides grease and extracellular phosphate. The main results are as follows: (1) the fermentation conditions for producing yeast grease and lock throw exopolysaccharide optimization, clear yield of polysaccharides of the strain and extracellular microbial lipids are associated with the biomass was positively. In shake flask fermentation conditions, the concentration of glucose was 126 g/L. Corn slurry concentration is 20 g/L, yeast extract concentration was 10 g/L, the concentration of ammonium sulfate was 2.5 g/L, the cell dry weight, cell yield and fat polysaccharide yield was the highest, reached 58 g/L, 29 g/L and 8 g/L. by two Fed batch fermentation stage (pre control ammonium sulfate 2.5-5 g/L promote cell growth, late control inorganic nitrogen source is zero, the accumulation of polysaccharides promote lipid and extracellular), cell dry weight, yield and yield of polysaccharide and fat cells were increased to 72 g/L, 39.6 g/L and 12g/L. in the fermentation process with the content intracellular fat increased from 20% to 55%, the metabolism of carotenoids accumulation of red yeast to move ene direction. (2) the lock breaking conditions and throw yeast oil extraction conditions were optimized to determine the test level of the lock on the throwing yeast by ultrasonic technology, and analyses and qualitative and quantitative analyses of separation and purification the main nutritional ingredients in the grease. Lock 9 main nutritional components in the oil were throwing yeast squalene, beta carotene, gamma carotene, ergosterol esters, red yeast squalene, triglycerides, free fatty acids, ergot solid alcohol and torularhodin oil. The fat of ergosterol in total content was 3.2 g/kg oil, of which 16% is in the form of ester. Ergosterol concentration of squalene and carotenoids were 1.25g/kg oil and 508 mg/kg oil. The fatty acid composition of a yeast oil lock mainly oleic acid (was 73%). A lock of yeast oil is not only a kind of high oleic acid oil it is also rich in fat soluble components. (3) using high performance size exclusion chromatography, atomic force microscopy, infrared spectroscopy, molecular polysaccharide lock throw yeast extracellular volume, determined by methylation analysis and NMR analysis of molecular diameter, conformation in solution, monosaccharide composition and average molecular structure unit. The polysaccharide content, hydrodynamic radius (Rh) and mean square radius (Rg) were 1.3 and 63 * 106,45 + 2 nm + 2 nm. Rg/Rh (1.4) and the structural parameters of the Mark-Houwink equation in the alpha value (0.638) showed that the polysaccharide was random coil structure, with the atom Force microscopy results. The monosaccharide composition of polysaccharides mainly for galactose and glucose, the ratio is closer to 2:1, not containing uronic acid, phosphorus polysaccharide containing 2.1%, through the structural unit of speculation that it may be a new type of phosphate ester two polysaccharide. (4) the steady shear properties sugar with Williamson model, different concentration of sodium chloride on the rheological characteristics of polysaccharide is less affected, the price two higher calcium ion concentration can significantly increase the apparent viscosity of the polysaccharide. The polysaccharide weak thixotropy, polysaccharide structure and quick recovery. From the dynamic frequency of polysaccharide scan found that the main performance for the viscous fluid. The influence of temperature on the viscosity of the polysaccharide is very significant, with the increase of polysaccharide viscosity in the lower temperature. The static and dynamic shear turbulence model, random coil structure of sodium carboxymethyl cellulose and rheological properties of polysaccharides are similar to a smooth Xanthan gum is significantly different from weak gel properties. (5) a lock of yeast fat and extracellular polysaccharide respectively with antioxidant and enhance immune function. The experimental results show that the ABTS free radical scavenging capacity of red yeast squalene, anti lipid peroxidation and alleviate t-Booh induced oxidative damage ability was higher than that of beta carotene, or even slightly higher than lycopene. Through the lock throw yeast extracellular polysaccharide on tumor cell inhibition and immune regulation function, yeast polysaccharide did not lock a direct killing effect on tumor cells, but significantly increased the T/B lymph cells and macrophage proliferation. A lock of yeast polysaccharide can be used for immune enhancing drug development.

【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ929

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本文編號：1512656