微生物转化牛蒡子机理及应用的研究

论文摘要

牛蒡子为菊科植物牛蒡的干燥成熟果实，是一种常用的解表类中药，据药典记载，其主要有效成分是牛蒡子苷。然而近年来越来越多的药理药效实验结果表明，牛蒡子苷经过肠道微生物的作用生成牛蒡子苷元而吸收入血，因此牛蒡子苷元才是牛蒡子的有效成分。目前对牛蒡子苷元的制备主要有两种方法：化学水解法和酶解法。化学法易使牛蒡子苷元发生异构化而失活，酶解法存在成本过高等问题，都不适合工业大规模生产。本实验室研究了微生物转化牛蒡子的方法，并通过HPLC、IR、MS、NMR等方法对发酵样品进行了检测，证明了温和条件下利用微生物转化牛蒡子苷生成牛蒡子苷元的可行性。在此研究基础上，本论文在转化菌种诱变、发酵条件及提取工艺等方面进行了进一步的研究，使微生物转化牛蒡子技术更加成熟，更加符合工业生产的要求。论文的主要研究内容及结果包括：Ⅰ、牛蒡子转化菌种的诱变微生物法转化牛蒡子技术，主要是利用微生物生长过程中产生的β—葡萄糖苷酶，打断牛蒡子苷中β—葡萄糖苷键，使其生成牛蒡子苷元。通过诱变育种，筛选到了一株可转化牛蒡子苷的高产β—葡萄糖苷酶菌株X3—1，为进一步提高牛蒡子苷的转化率、缩短发酵时间奠定了基础；Ⅱ、发酵条件优化对种子培养条件、发酵条件及酶解条件进行优化，确定发酵—酶解联用工艺。该条件为：1、种子培养：玉米糖化液25％，10％牛蒡子煮提液6％，麸皮汁3％，无机盐1％，接种量为2％（孢子悬液浓度为1.325×107），35℃培养24h；2、发酵条件：将上述培养得到的种子，去培养基后，按照15％的接种量接种至料水比为10％的牛蒡子带渣发酵培养基中，35℃发酵48h；3、酶解条件：发酵48h后酶解2h，酶解温度60℃，酶解pH=6；Ⅲ、发酵动力学研究通过检测发酵过程中菌体生长与营养物质消耗、酶活变化与转化率之间的关系，阐明微生物发酵转化牛蒡子的机理，为牛蒡子发酵条件的优化提供指导；Ⅳ、提取工艺优化利用大孔吸附树脂从发酵样品中分离提取牛蒡子苷元，并对提取工艺进行了优化。最优提取工艺为：发酵样品3倍浓缩溶液，调pH=5.5，加入10％NaCl，使用大孔吸附树脂D101-I，上柱速度：3BV／h，洗脱速度：2BV／h，洗脱剂为丙酮：95％乙醇=85∶15（V∶V）。该工艺条件下，比吸附量达到56.1mg／g，树脂处理量87.5ml／g，洗脱率89.2％，样品纯度达到35.2％。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 第一章 牛蒡子转化菌株诱变研究
• 第一节 β—葡萄糖苷酶菌种的筛选模型研究
• 第二节 牛蒡子转化菌株的复合诱变
• 第二章 牛蒡子发酵工艺的研究
• 第一节 种子培养条件的优化
• 第二节 带渣发酵工艺的优化
• 第三章 牛蒡子发酵动力学的研究
• 1 材料与方法
• 2 结果与讨论
• 3 结论
• 第四章 大孔树脂分离提取牛蒡子苷元工艺研究
• 第一节 不同类型大孔吸附树脂的粗筛
• 第二节 大孔树脂动态吸附工艺的研究
• 总结与展望
• 参考文献
• 文献综述 中药牛蒡子开发应用的综述
• 第一章 牛蒡子资源调查报告
• 第二章 牛蒡子药理及临床应用方面的研究
• 第三章 牛蒡的用途及可开发产品
• 第四章 微生物法综合开发牛蒡可行性研究
• 参考文献
• 在读期间科研成果
• 致谢