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产红色素菌株的筛选、鉴定、色素提取、红色素发酵工艺及性质的研究

2020-11-30阅读(632)

产红色素菌株的筛选、鉴定、色素提取、红色素发酵工艺及性质的研究

论文摘要

随着人们生活水平的提高和保健意识的增强,食品的安全性受到越来越多的关注。毒理学和分析技术发展证实,许多合成色素对人体有一定的危害性,因而被限制使用。天然色素则以安全性高,具有一定的保健功能而收到广泛关注,成为研究热点。本文对一株产红色素菌株进行了研究,研究表明该菌株溶解性好,色价高,性质稳定,具有较高的开发价值和应用前景。通过对PDA、SDAY、察氏、酵母蔗糖和淀粉五种培养基的筛选和菌丝生长速率比较,选出最适培养基为PDA培养基。并通过比较胞内外色素OD值和菌丝体干重大小对初筛所得15株菌株进行复筛,通过比较发现:菌株RCEF4029胞外色素OD值为0.39,胞内色素OD值为0.63,菌丝体干重为3.11g,明显高于其它菌株,因此将RCEF4029作为目标菌株进行研究。根据该菌株的形态、培养特征和其显微形态观察,从菌丝、孢子的形态和产孢子的特征等初步判定为镰刀菌属（Fusarium）。为确定其分类地位,又用ITS-DNA测序鉴定进行了验证。将ITS-rDNA提取后进行PCR扩增,测序后提交到National Centerfor Biotechnology Information（NCBI）核酸数据库,通过Blast程序,将ITS-rDNA序列与Genebank中的核酸序列进行比对,结果确定RCEF4029菌株为串珠镰刀菌（Fusariummomiliforme）。本文以产红色素菌株发酵液的菌体为原料,研究了红色素的提取工艺,比较了浸提法与超声波提取和微波提取的效果,最终确定有机溶剂浸提为本实验的最佳方法。通过单因素实验和正交实验得到有机溶剂浸提法的最佳条件为:提取溶剂为二氯甲烷∶丙酮=2∶1（V/V）,提取温度为40℃,提取时间为180min,提取料液比为1∶30（m/v）,提取级数为3级。详细讨论了该红色素的性质:该色素为脂溶性色素,可溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、正己烷、甲苯、石油醚等有机溶剂,极易溶于氯仿、二氯甲烷、丙酮等有机溶剂;色素溶液的最大吸收波长为435nm;该红色素的耐热性较好;该色素在避光、室内散射光和室外散射光照射下具有良好的光稳定性,但紫外光对其光稳定性有一定的影响;该色素对大多数金属离子、氧化剂、还原剂、维生素、酸度调节剂、常用食品添加剂和防腐剂的稳定性较好,其中柠檬酸、氢氧化钠、VE、明胶和苯甲酸钠对红色素有增色的效果;根据DPPH抗氧化筛选模型法得该色素具有一定的抗氧化活性;根据CHO Cytotoxicity Assay模型进行测定得RCEF4029所产红色素基本无毒,是一种安全性较高的天然色素,因此具有较大的开发利用价值,可以应用于印染和食品等工业。通过液体培养基组成成分的正交试验,以色价和分泌率为指标,比较不同的营养性因素包括碳氮源、无机盐及不同的非营养因素包括pH、温度和培养时间对红色素产量的影响。最终筛选出RCEF4029菌株的最适液体培养基的组成为5%可溶性淀粉,20%马铃薯汁,0.25%蚕蛹粉,0.075%KH2PO4;最佳发酵条件如下:起始pH值为7.5,生长温度为28℃,转速150rpm,接种量为10%,培养时间10d。利用高效液相色谱、液质联用（LC-MS）等分离纯化方法,分离得到色素纯品,该化合物的分子式为C14H14O6,分子量为278.261。通过液质连用、数据库比对,得知目前在一种真菌中已有一产红色素物质,分子式为C14H14O6,其颜色、紫外光谱和分子式都与本试验得到的物质一致,因此,可以断定本试验研究的红色化合物可能就是该化合物。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 文献综述
  • 2 引言
  • 2.1 实用价值和理论意义
  • 2.2 研究的主要内容
  • 3 材料与方法
  • 3.1 材料
  • 3.2 方法
  • 4 结果与分析
  • 4.1 菌株在不同培养基上的生长速率
  • 4.2 菌株的复筛试验
  • 4.3 目标菌株的鉴定
  • 4.3.1 目标菌株形态学特征
  • 4.3.2 培养特征
  • 4.3.3 RCEF4O29菌株的分子生物学鉴定
  • 4.4 红色素的提取
  • 4.4.1 红色素含量测定所用最佳波长的确定
  • 4.4.2 色素的提取
  • 4.4.2.1 破壁提取红色素效果的比较
  • 4.4.2.2 菌体干湿状况对色素提取的影响
  • 4.4.2.3 有机溶剂提取法
  • 4.4.2.4 超声波提取实验
  • 4.4.2.5 微波提取实验结果
  • 4.4.2.6 三种方法的比较结果
  • 4.5 红色素的性质
  • 4.5.1 红色素的外观特征
  • 4.5.2 红色素的溶解性
  • 4.5.3 红色素的色泽变化性
  • 4.5.4 红色素的光谱特征
  • 4.5.5 红色素的稳定性
  • 4.5.6 红色素粗提物抗氧化性能研究
  • 4.6 红色素安全性及应用实验
  • 4.6.1 红色素安全性实验
  • 4.6.2 红色素的应用实验
  • 4.7 红色素发酵条件的研究
  • 4.7.1 营养性因素对RCEF4092菌株产红色素的影响
  • 4.7.2 非营养性因素对RCEF4O29菌株产红色素的影响
  • 4.7.3 红色素发酵条件优化前后对红色素产生的影响
  • 4.8 活性物质的分离制备和分析
  • 讨论
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 攻读硕士期间发表的学术论文目录
  • 附图

    • 相关论文文献

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