干酪乳杆菌固定化对共轭亚油酸生物合成的影响

论文摘要

共轭亚油酸（CLA）是世界公认的具有抗癌、减肥和抗动脉硬化作用的脂肪酸。在国外，已经有大量的共轭亚油酸产品面市。目前，共轭亚油酸的生产主要采用化学合成，由于化学合成存在不安全因素，人们将关注点越来越多的转移到生物合成。本论文选用具有转化LA到CLA能力的干酪乳杆菌（Lactobacillus casein）作为实验菌种来合成CLA。采用气相色谱（GC）和紫外分光光度（UV）相结合的方法对CLA进行定性定量分析。运用了菌体细胞固定化技术，采用包埋法将干酪乳杆菌固定化后恒温培养。通过对包埋条件、菌体代谢LA生成CLA的条件、发酵条件以及连续发酵等条件的研究，旨在借助干酪乳杆菌异构化亚油酸生成CLA来提高乳品的功能性及固定化干酪乳杆菌降低生产成本为CLA连续化工业生产提供前提。利用气相色谱（GC）和紫外分光光度（UV）相结合的方法，建立CLA定性定量分析的方法。气相色谱条件：HP-5毛细柱（30m×0.32mm×0.25μm）不分馏进样；进样口温度为200℃；压强50kPa；总流速41.1mL/min；检测器温度250℃；氢气流速40mL/min；空气流速450mL/min；氮气流速45mL/min；程序升温条件：140℃保持15min，以20℃/min的速度升至200℃，保持20min，以2℃/min的速度升至240℃保持10min。紫外标准曲线为y=0.0791x+0.014，R2=0.999。研究表明，固定化干酪乳杆菌的最适条件为，海藻酸钠浓度1.5%，氯化钙浓度1.5%，菌种稀释比1:2，胶粒大小1.6G,固定化菌液的添加量1mL,固化时间4h。种子培养添加少量红花油对Lactobacillus casein产生亚油酸异构酶具有诱导作用。脱脂乳中添加红花油的浓度为0.075%时，具有较高的转化率。固定化Lactobacillus casein转化LA生成CLA的优化条件是：最适温度为42℃，初始pH值为6.5（自然pH值）。以葡萄糖为最优碳源，添加量为2%，以胰蛋白胨为最优氮源，添加量为0.2%，发酵18h，CLA的产量达到最高为99.36μg/mL，比普通发酵乳中CLA含量提高了三倍多，转化率达到23%。连续发酵实验结果表明，固定化干酪乳杆菌合成CLA的能力和产酸能力并没有随着发酵次数的增多而降低，结果趋于稳定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 共轭亚油酸的结构和特点
• 1.2 共轭亚油酸的生理功能
• 1.2.1 对肿瘤细胞的抑制作用
• 1.2.2 对脂质代谢和动脉硬化的响
• 1.2.3 对骨质代谢和身体组成的影响
• 1.2.4 对免疫系统的影响
• 1.2.5 其它功能
• 1.3 共轭亚油酸的发现
• 1.4 共轭亚油酸的来源
• 1.4.1 自然来源
• 1.4.1.1 对亚油酸的瘤胃生物氢化作用
• 1.4.1.2 内源合成
• 1.4.2 人工合成
• 1.4.2.1 化学异构法
• 1.4.2.2 生物异构法
• 1.5 固定化细胞的研究现状及意义
• 1.5.1 包埋法
• 1.5.1.1 海藻酸钠包埋法
• 1.5.1.2 琼脂凝胶包理法
• 1.5.1.3 聚丙烯酰胺凝胶包埋法
• 1.5.1.4 卡拉胶包埋法
• 1.5.1.5 明胶包埋法
• 1.5.1.6 聚乙烯醇包埋法
• 1.5.2 吸附法
• 1.5.3 共价结合法
• 1.5.4 交联法
• 1.6 检测方法
• 1.6.1 紫外（UV）检测法
• 1.6.2 红外（IR）检测法
• 1.6.3 气相色谱法（GC）
• 1.6.4 高效液相色谱法（HPLC）
• 1.6.5 气-质联用（GC-MS）
• 1.6.6 核磁光谱法
• 1.7 本论文的主要研究内容
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 主要实验仪器
• 2.2 菌种
• 2.3 培养基及培养条件
• 2.3.1 培养基
• 2.3.2 培养条件
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 CLA 的分析检测方法的确立
• 2.4.1.1 CLA 气相色谱的定性分析
• 2.4.1.2 CLA紫外光谱的定量分析
• 2.4.2 干酪乳杆菌培养条件的确定
• 2.4.2.1 培养时间对菌体生长的影响
• 2.4.2.2 接种量对菌体生长的影响
• 2.4.2.3 培养基初始pH对菌体生长的影响
• 2.4.2.4 培养温度对菌体生长的影响
• 2.4.3 红花油的乳化与灭菌
• 2.4.3.1 红花油的乳化
• 2.4.3.2 红花油的灭菌
• 2.4.4 固定化条件的确定
• 2.4.4.1 海藻酸钠浓度对共轭亚油酸生物合成的影响
• 2.4.4.2 氯化钙浓度对共轭亚油酸生物合成的影响
• 2.4.4.3 菌种稀释比对共轭亚油酸生物合成的影响
• 2.4.4.4 正交实验
• 2.4.4.5 固定化颗粒大小对共轭亚油酸生物合成的影响
• 2.4.4.6 固定化颗粒添加量对共轭亚油酸生物合成的影响
• 2.4.4.7 固定化时间对共轭亚油酸生物合成的影响
• 2.4.5 固定化干酪乳杆菌代谢LA生成CLA发酵条件的优化
• 2.4.5.1 温度对发酵牛乳滴定酸度和 CLA 生成的影响
• 2.4.5.2 初始pH值对发酵牛乳滴定酸度和CLA生成的影响
• 2.4.5.3 添加不同的碳源对发酵牛乳滴定酸度和 CLA 生成的影响
• 2.4.5.4 葡萄糖的添加量对发酵牛乳滴定酸度和 CLA 生成的影响
• 2.4.5.5 添加不同氮源对发酵牛乳滴定酸度和 CLA 生成的影响
• 2.4.5.6 胰蛋白胨的添加量对发酵牛乳滴定酸度和CLA生成的影响
• 2.4.6 固定化干酪乳杆菌代谢 LA 生成 CLA 动力学研究
• 2.4.6.1 诱导培养对发酵牛乳 CLA 生成的影响
• 2.4.6.2 红花油的浓度对干酪乳杆菌的生长和 CLA 生成的影响
• 2.4.6.3 牛乳发酵进程中CLA生成量的变化和产酸情况的测定
• 2.4.7 连续发酵
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 CLA的分析检测方法的确立
• 3.1.1 脂肪酸甲酯标准品气相色谱的测定
• 3.1.2 CLA 标准品紫外光谱曲线的测定
• 3.1.2.1 CLA 的紫外波长扫描
• 3.1.2.2 CLA标准曲线的制作
• 3.1.3 红花油中亚油酸（LA）含量的气相色谱检测
• 3.1.3.1 甲酯化试剂的配制
• 3.1.3.2 甲酯化方法的建立
• 3.1.3.3 气相色谱条件
• 3.2 干酪乳杆菌发酵条件的确定
• 3.2.1 培养时间对菌体生长的影响
• 3.2.2 接种量对菌体生长的影响
• 3.2.3 培养基初始pH对菌体生长的影响
• 3.2.4 培养温度对菌体生长的影响
• 3.3 固定化条件的确定
• 3.3.1 海藻酸钠浓度的确定
• 3.3.2 氯化钙浓度的确定
• 3.3.3 菌种稀释比对共轭亚油酸合成的影响
• 3.3.4 正交实验
• 3.3.5 不同直径的胶粒对共轭亚油酸合成的影响
• 3.3.6 固定化菌液的添加量对共轭亚油酸合成的影响
• 3.3.7 固定化时间对共轭亚油酸合成的影响
• 3.4 固定化 Lactobacillus casein 代谢 LA 生成 CLA 发酵条件的优化
• 3.4.1 温度对发酵牛乳滴定酸度和CLA生成的影响
• 3.4.2 初始pH值对发酵牛乳滴定酸度和CLA生成的影响
• 3.4.3 添加不同的碳源对发酵牛乳滴定酸度和 CLA 生成的影响
• 3.4.4 葡萄糖的添加量对发酵牛乳滴定酸度和 CLA 生成的影响
• 3.4.5 添加不同氮源对发酵牛乳滴定酸度和 CLA 生成的影响
• 3.4.6 胰蛋白胨的添加量对发酵牛乳滴定酸度和 CLA 生成的影响
• 3.5 固定化 Lactobacillus casein 代谢 LA 生成 CLA 动力学研究
• 3.5.1 诱导培养对发酵牛乳 CLA 生成的影响
• 3.5.2 红花油的添加量对干酪乳杆菌的生长和 CLA 生成的影响
• 3.5.3 牛乳发酵进程中CLA生成量的变化和产酸情况的测定
• 3.6 连续发酵
• 3.7 发酵牛乳的气相色谱检测
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢