植物乳杆菌转化亚油酸生成共轭亚油酸的研究

论文题目: 植物乳杆菌转化亚油酸生成共轭亚油酸的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 农产品加工及贮藏工程

作者: 张中义

导师: 孙君社

关键词: 乳酸菌,植物乳杆菌,生物转化,亚油酸,共轭亚油酸

文献来源: 中国农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 共轭亚油酸（CLA）有很好的抗癌、减肥、抗动脉硬化等生理活性。目前,CLA工业化生产是由化学异构法制得,其产物中异构体组成复杂,不利于在食品和医药方面使用。亚油酸生物异构化生成CLA,产物中异构体组成单一,乳酸菌异构化亚油酸生成CLA有很好的应用前景。本课题对Lactobacillus plantarum转化亚油酸生成CLA过程进行了研究,内容包括菌种分离、筛选、鉴定,菌种诱变选育,CLA发酵过程动力学,洗涤细胞转化亚油酸生成CLA,亚油酸异构酶分离纯化,酶学性质研究和提高发酵牛乳CLA含量实验研究。论文主要内容如下: 1) 从酸菜中分离出一株较高CLA产量的乳酸菌L29,鉴定为植物乳杆菌（Lactobacillusplanmrum置信度96.1%）。 2) 以L.plantarum L29为出发菌株,通过紫外线照射和硫酸二乙酯（DES）诱变处理,选育出突变株L.plantarum LT2-6,CLA产量提高18.6%。 3) 对L.planmrum LT2-6在5 L罐规模的分批发酵过程进行了实验分析研究,获得了分批发酵过程动力学曲线,建立了分批发酵过程菌体生长、产物CLA生成和底物（葡萄糖）代谢数学模型。 4) Lplanmrum LT2-6洗涤细胞转化亚油酸生成CLA优化条件为:30℃,pH 7.0,亚油酸浓度1.5%（w/v）,细胞浓度20%（w/v）。反应64 h,CLA产量达到最大（7.86g/L）,亚油酸转化率为52.4%。经脂肪酸萃取和甲酯化,气相色谱检测显示,土要产物为cis-,trans-9,11.CLA。 5) L.plantarum LT2-6亚油酸异构酶分子量约为48.8 KDa,最适pH 6.0,最适温度30℃,不耐热,温度高于50℃时,稳定性下降很快。金属离子对此酶活力影响顺序为:Mg2+>Ca2+>Mn2+>Fe2+>Zn2+>Na+。酶动力学参数为:Km=12.46 μmol/L,Vm=1.933×10-1/μmol/h.mg。 6) 以L.plantarum LT2-6为牛乳发酵剂,转化亚油酸生成CLA的适宜温度为37℃。牛乳中添加葡萄糖和小分子氮源,可促进Lplantarum LT2-6生长和提高CLA产量。牛乳中亚油酸添加量超过0.075%时,对菌体生长和CLA生成均产生抑制。菌体生长对数期末尾和稳定期,CLA生成活跃。发酵24 h,CLA产量最大,生成的产物主要为cis-,trans-9,11-CLA。牛乳中加入0.075%的亚油酸,37℃,发酵24 h,亚油酸转化率为50%。脱脂牛乳添加亚油酸经L.plantarum LT2-6发酵后,CLA含量比普通酸乳提高5～6倍。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1．1 CLA的化学性质

1．2 CLA的天然来源

1．3 CLA的研究进展

1．4 CLA的生理功能

1．4．1 CLA的抗癌作用

1．4．2 CLA的抗动脉粥样硬化功能

1．4．3 CLA对机体脂肪的作用

1．4．4 CLA改善Ⅱ型糖尿病的代谢参数

1．4．5 CLA的免疫调节作用

1．4．6 CLA对骨骼的影响

1．4．7 CLA的营养再分配作用

1．5 CLA的代谢

1．6 CLA的生成

1．6．1 反刍动物体内CLA的生成

1．6．2 CLA的化学异构化生成

1．6．3 体外微生物转化生成CLA

1．7 CLA 的分析检测

1．8 研究目标、内容和技术路线

1．8．1 研究目标

1．8．2 研究内容

1．8．3 本课题研究采取的技术路线

第二章高产CLA Lactobacillus plantarum的分离与鉴定

2．1 材料与方法

2．1．1 主要仪器设备

2．1．2 主要试剂

2．1．3 培养基

2．1．4 实验方法

2．2 结果与讨论

2．2．1 产CLA乳酸菌的筛选

2．2．2 产CLA乳酸菌属的鉴定

2．2．3 产CLA乳酸菌种的鉴定

2．3 本章小结

第三章高产CLA Lactobacillus plantarum的诱变选育及发酵条件优化

3．1 材料与方法

3．1．1 菌种

3．1．2 主要仪器设备

3．1．3 主要试剂

3．1．4 培养基

3．1．5 诱变方法

3．1．6 分析方法

3．1．7 培养基组成的优化

3．1．8 发酵条件的优化

3．1．9 菌种的保存

3．1．10 本章的研究内容、目标和技术路线

3．2 结果与分析

3．2．1 出发菌的生长曲线

3．2．2 诱变条件的选择

3．2．3 诱变后的发酵实验

3．2．4 培养基组成的优化实验

3．2．5 发酵条件的优化实验

3．3 本章小结

第四章 Lactobacillus plantarum发酵转化LA生成CLA动力学研究

4．1 材料与方法

4．1．1 菌种

4．1．2 主要仪器设备

4．1．3 主要试剂

4．1．4 培养基

4．1．5 LA的乳化分散和过滤除菌

4．1．6 种子培养方法

4．1．7 5L罐发酵培养方法

4．1．8 分批发酵动力学模型研究方法

4．1．9 分析方法

4．2 结果与分析

4．2．1 CLA发酵过程动力学曲线

4．2．2 CLA生成速率分析

4．2．3 CLA分批发酵动力学模型的建立与分析

4．3 本章小结

第五章 Lactobacillus plantarum洗涤细胞转化LA生成CLA的研究

5．1 实验材料与方法

5．1．1 菌种

5．1．2 主要仪器设备

5．1．3 主要试剂

5．1．4 培养基

5．1．5 细胞培养和洗涤细胞的制备

5．1．6 洗涤细胞转化LA生成CLA的反应条件

5．1．7 CLA的检测

5．2 结果与分析

5．2．1 氧的影响

5．2．2 反应温度的影响

5．2．3 pH的影响

5．2．4 LA浓度的影响

5．2．5 细胞浓度的影响

5．2．6 正交试验优化洗涤细胞转化LA生成CLA的条件

5．2．7 L．plantarum LT2-6洗涤细胞转化LA生成CLA时间进程曲线

5．2．8 产物脂肪酸甲酯的红外光谱

5．2．9 产物脂肪酸甲酯的气相色谱

5．3 本章小结

第六章亚油酸异构酶的分离纯化和酶学性质研究

6．1 材料与方法

6．1．1 菌种

6．1．2 主要仪器设备

6．1．3 主要试剂

6．1．4 培养基

6．1．5 亚油酸异构酶分离纯化步骤和方法

6．1．6 蛋白质含量的测定

6．1．7 亚油酸异构酶活力的测定

6．1．8 酶纯度和酶分子量的检测

6．1．9 亚油酸异构酶酶学性质研究

6．2 结果与讨论

6．2．1 亚油酸异构酶分离纯化

6．2．2 亚油酸异构酶酶学性质

6．3 本章小结

第七章提高发酵牛乳CLA生成量的试验研究

7．1 材料与方法

7．1．1 菌种

7．1．2 主要仪器设备

7．1．3 主要试剂

7．1．4 实验方法

7．2 结果与讨论

7．2．1 部分商品发酵牛乳的CLA含量

7．2．2 诱导培养对CLA生成的影响

7．2．3 氧对发酵牛乳CLA生成的影响

7．2．4 振荡对发酵牛乳CLA生成的影响

7．2．5 温度对发酵牛乳CLA生成的影响

7．2．6 几种添加糖对L．plantarum LT2-6生长和CLA生成的影响

7．2．7 几种氮源对L．plantarum LT2-6生长和CLA生成的影响

7．2．8 LA浓度对L．plantarum LT2-6生长和CLA生成的影响

7．2．9 牛乳发酵过程动力学分析

7．2．10 缓冲液对发酵牛乳pH和CLA生成的影响

7．2．11 发酵牛乳的CLA气相色谱检测

7．3 本章小结

第八章结论与建议

8．1 结论

8．2 主要创新点

8．3 进一步研究的建议

参考文献

致谢

作者简介

发布时间: 2005-06-13

参考文献

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