利用酿酒酵母菌富集硒的研究

论文摘要

硒是人类基本营养元素，硒缺乏导致很多疾病的发生。目前在动物中已发现有14种含硒蛋白发挥着重要功能，其中包括抗氧化、调节甲状腺荷尔蒙作用、调节维生素C的抗氧化状态等。硒与心血管疾病、糖尿病、肿瘤及艾滋病等密切相关。硒缺乏可导致克山病，缺硒是克山病的发病根源。在艾滋病的患者中也普遍发现缺硒。因此硒在人类健康中的重要地位开始被人们所重视。食品与农业组织、世界卫生组织推荐硒的日常用量是：男性每天34μg，女性26μg。中国大部分地区处于缺硒状态，在中国的缺硒地区，人均硒摄入量仅为3.11μg／d。天然食品中的硒含量普遍较低，而无机硒毒性高不能用于食品中，因而通过微生物转化开发有机硒食品对于国民健康有着重要意义。本文以酿酒酵母为材料进行了微生物富集硒的研究，主要工作如下：（1）从实验室现有的七株酿酒酵母菌株中筛选出一株富硒能力相对较强的菌株L作为富硒酵母研究的出发菌株。（2）通过对菌株L的驯化培养、DES多次诱变和含硒平板、乙硫氨酸抗性平板筛选，获得了一株高生物量、高硒和硒蛋氨酸含量的菌株L-11.7-2。相对出发株L而言，L-11-7-2将细胞硒浓度和生物量分别提高到了2452μg／g和7.9g／L。利用GC-MS对L-11-7-2进行了硒蛋氨酸检测，结果显示L-11-7-2硒蛋氨酸含量为1650μg／g，占总硒比例67.3％。（3）通过30L全自动发酵罐流加培养，将富硒酵母成功扩培，酵母细胞硒含量3351μg／g（折干），总硒吸收量为2.29g，吸收率为95.4％，其中硒蛋氨酸含量为2157μg／g，占总硒含量的64.36％。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 硒的理化性质
• 1.2 硒的生物学功能
• 1.2.1 抗氧化功能
• 1.2.2 增强免疫功能
• 1.2.3 解毒功能
• 1.2.4 促进基础代谢
• 1.2.5 其他功能
• 1.3 硒与疾病的关系
• 1.3.1 硒与克山病
• 1.3.2 硒与癌症
• 1.3.3 硒与心血管疾病
• 1.3.4 硒与糖尿病
• 1.4 硒营养的安全计量
• 1.5 硒蛋氨酸的代谢和生理重要性
• 1.5.1 不同硒化合物的毒性
• 1.5.2 硒蛋氨酸在生物体内代谢
• 1.5.3 硒蛋氨酸的生理重要性
• 1.5.4 作为主要硒营养补充剂的硒代蛋氨酸检测现状
• 1.6 富硒酵母的研究进展
• 1.6.1 酵母同化无机硒的机理
• 1.6.2 硒在酵母细胞中的分布及存在状态
• 1.6.3 国内富硒酵母的研究进展
• 1.6.4 国外富硒酵母的研究进展
• 1.7 选择酿酒酵母作为富硒载体的原因
• 1.7.1 酿酒酵母具有较强的吸收硒的能力
• 1.7.2 酿酒酵母营养丰富
• 1.7.3 酿酒酵母本身是酵母工业的主要菌种
• 1.8 对富硒酵母发展方向的思考
• 1.9 本研究的内容和目的
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 菌株
• 2.1.2 主要培养基
• 2.1.3 主要试剂
• 2.1.4 主要试剂的配制
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 培养条件和保藏
• 2.2.2 抗性平板的初筛
• 2.2.3 富硒酵母菌株的驯化培养
• 2.2.4 DES诱变
• 2.2.5 乙硫氨酸抗性平板的筛选
• 2.2.6 无硫培养基的复筛
• 2.2.7 酵母富集硒培养方法
• 2.2.8 酵母生物量的测定
• 2.2.9 酵母细胞中硒含量的测定
• 2.2.10 硒代蛋氨酸的检测
• 2.2.11 酵母细胞内氨基酸含量的测定
• 2.2.12 富硒酵母细胞谷胱甘肽含量的测定
• 2.2.13 富硒酵母摇瓶发酵条件的优化
• 2.2.14 富硒酵母30L全自动发酵罐发酵实验
• 3 结果与分析
• 3.1 酵母细胞内总硒含量标准曲线
• 3.2 酵母菌抗性平板的初筛结果
• 3.3 驯化培养对酵母富集硒能力的影响
• 3.4 DES诱变对酵母亚硒酸钠抗性及富集硒能力的影响
• 3.4.1 出发株L-11生长曲线
• 3.4.2 0.8% DES诱变处理时间的选择
• 3.4.3 DES诱变株结果
• 3.4.4 富硒酵母菌株乙硫氨酸抗性平板的筛选
• 3.5 富硒酵母硒代蛋氨酸含量的检测
• 3.6 诱变株L-11-7-2谷胱甘肽含量的测定
• 3.6.1 谷胱甘肽GHS标准曲线的绘制
• 3.6.2 出发株L-11-7与乙硫氨酸抗性株L-11-7-2谷胱甘肽含量对比
• 3.7 富硒酵母摇瓶发酵条件的优化
• 3.7.1 最佳糖浓度的选择
• 3.7.2 起始pH值的优化
• 3.7.3 硒添加浓度的优化
• 3.7.4 谷氨酸浓度的优化
• 3.7.5 半胱氨酸浓度的优化
• 3.7.6 硫酸铵浓度的确定
• 3.7.7 正交实验结果
• 3.8 富硒酵母菌株L-11-7-2发酵罐培养结果
• 4 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.2 讨论
• 4.2.1 关于酵母细胞内蛋氨酸和硒蛋氨酸含量提高的问题
• 4.2.2 对富硒酵母发展方向的思考
• 参考文献
• 致谢
• 附录