MPTA在番茄红素生物合成过程中的作用机理研究

论文摘要

论文对三孢布拉氏霉菌发酵生产番茄红素进行了大量、深入的研究,首次研究了2-（4-甲基苯氧）三乙基胺（MPTA）对三孢布拉氏霉菌类胡萝卜素和麦角固醇代谢的影响。发酵48h添加3.6mmol/L MPTA,番茄红素产量为159mg/L（是空白参比的177倍）,占总类胡萝卜素产量的96%,发酵产物中几乎没有检测到p-胡萝卜素,其对p-胡萝卜素生物合成的阻断效率是烟草的1.35倍；发酵周期由原来的120h（以烟草做阻断剂）缩短到96h,因此MPTA是一种高效的番茄红素p-环化酶抑制剂。另外,添加MPTA不但不影响总类胡萝卜素产量,还可以提高副产物麦角固醇的产量（974mg/L,是空白参比的1.32倍）。首次尝试同时添加两种不同的化合物对番茄红素环化酶进行阻断,不仅可以减少两者各自的用量,而且番茄红素的产量和发酵产品的纯度也得到了提高。发酵48h同时添加10g/L烟草和2.2mmol/LMPTA,番茄红素的产量可以达到205mg/L,约占总类胡萝卜素的94%。若以烟草水提物代替固体烟草和MPTA一同添加,番茄红素产量可达319mg/L,约占总类胡萝卜素产量的86%。应用C18半制备HPLC（乙腈：二氯甲烷85:15（v/v）,450nm,10mL/min）得到高纯度的番茄红素和γ-胡萝卜素衍生物,经HPLC、核磁、红外检测；并确定了可工业化的发酵后处理步骤：湿菌体→醇预处理→菌体真空干燥→醇预处理→乙酸乙酯提取→干燥→浓缩→粗品→乙酸乙酯重结晶→番茄红素产品。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 番茄红素的物理化学性质
• 1.2 番茄红素的来源
• 1.3 番茄红素的生理功能
• 1.4 番茄红素的生产方法
• 1.4.1 化学合成法
• 1.4.2 天然产物提取法
• 1.4.3 生物合成法
• 1.4.3.1 生产番茄红素的微生物
• 1.4.3.2 番茄红素的生物合成途径
• 1.4.3.3 番茄红素代谢影响因素
• 1.4.3.4 发酵液的后处理
• 1.5 番茄红素的纯化研究
• 1.6 番茄红素的研究发展趋势
• 1.7 本课题的研究思路
• 第二章 2-（4-甲基苯氧）三乙基胺作用机理研究
• 2.1 实验材料及方法
• 2.1.1 菌株
• 2.1.2 试剂及原料
• 2.1.3 培养基
• 2.1.4 实验方法
• 2.1.4.1 MPTA的合成
• 2.1.4.2 工艺流程
• 2.1.4.3 培养条件
• 2.1.4.4 检测方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 MPTA合成中的问题
• 2.2.2 阻断剂最优添加时间
• 2.2.3 阻断剂最优添加量
• 2.2.4 MPTA对类胡萝卜素代谢的影响
• 2.2.5 MPTA对麦角固醇代谢的影响
• 2.3 结论
• 第三章 番茄红素环化酶抑制剂添加条件的优化
• 3.1 实验材料及方法
• 3.1.1 菌株
• 3.1.2 试剂及原料
• 3.1.3 培养基
• 3.1.4 实验方法
• 3.1.4.1 工艺流程
• 3.1.4.2 培养条件
• 3.1.4.3 检测方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 烟草对类胡萝卜素的代谢影响
• 3.2.2 烟草水提物对类胡萝卜素的代谢影响
• 3.2.3 烟草、MPTA混合物对类胡萝卜素的代谢影响
• 3.3 结论
• 第四章 番茄红素的提取和纯化
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 原料和试剂
• 4.1.2 实验流程
• 4.1.3 半制备高效液相色谱条件
• 4.1.4 分析方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 菌体预处理
• 4.2.2 半制备高效液相色谱
• 4.2.2.1 流动相体系的确定
• 4.2.2.2 半制备高效液相色谱
• 4.2.2.3 产品的检测和结构鉴定
• 4.3 结论
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果和发表的学术论文
• 作者簡介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书