论文题目: 红法夫酵母酶法破壁提取虾青素及其β-环糊精包合的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 发酵工程
作者: 蹇华丽
导师: 梁世中
关键词: 红法夫酵母,虾青素,胞壁溶解酶,提取,脱氧葡萄糖,环糊精
文献来源: 华南理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 红法夫酵母坚韧的细胞壁严重阻碍了其细胞内虾青素的提取及应用，因此建立合适的细胞破壁方法以提高虾青素的生物利用度及提取率是一个急需解决的关键问题。本论文研究了环状芽孢杆菌胞壁溶解酶的发酵生产及其用于红法夫酵母破壁提取虾青素，以及红法夫酵母虾青素的稳定性及其β-环糊精包合保护方法，主要实验结果如下： 对环状芽孢杆菌B．circulans A1.383进行紫外线诱变处理，经过初筛、摇瓶复筛以及传代稳定性实验，获得一株稳定高产胞壁溶解酶的突变株A1.383-2，其胞壁溶解酶产量比亲株提高了116.9％。通过对其发酵产酶条件的优化实验，得出其生产胞壁溶解酶的适宜条件：碳源采用酵母葡聚糖，浓度为10g／L；氮源为蛋白胨与（NH4）2SO4混合，使其总浓度为4g／L；接种量6％～10％（v／v）；摇瓶装液量为250mL三角瓶装液40mL；发酵温度为30℃～35℃；培养基初始pH6.5～7.0。在上述条件下发酵54h后可获得最高酶活74.6u／mL，比优化前酶活提高了38.7％。 通过单因素及均匀实验设计，确定了将B．circulans A1.383-2胞壁溶解酶用于红法夫酵母破壁提取虾青素的最佳酶作用条件，即当pH值为5.0，加酶量为1614.5u／g干酵母，37℃温和震荡反应16.5h，虾青素的提取率可达到98％以上；此胞壁溶解酶稳定的pH值范围为4.8～9.8，在50℃以下表现出很好的热稳定性；对此胞壁溶解酶中多种酶活进行了测定，确定该复合酶含有β-1，3-葡聚糖酶、纤维素酶、中性蛋白酶、几丁质酶、淀粉酶以及木聚糖酶活性。 2-脱氧-D-葡萄糖的存在会影响葡萄糖的正常代谢以及酵母细胞壁的合成，但实验表明，红法夫酵母培养中添加0.005g／L-0.02g／L的2-脱氧-D-葡萄糖却可促进虾青素积累，而且生物量基本保持不变，在增加虾青素产量的同时还能缩短酶法破壁的时间。当2-脱氧-D-葡萄糖添加浓度为0.02g／L，且在红法夫酵母培养的前36h添加时，虾青素含量可提高到对照组的113.7％，采用胞壁溶解酶对红法夫酵母破壁提取虾青素，作用12h提取率可达94.7％。推测2-脱氧-D-葡萄糖促进虾青素合成的机理是由于其在细胞内抑制了电子传递链的某个酶，从而阻断呼吸链，造成氧自由基的大量积累，促使虾青素的合成。 通过对红法夫酵母与环状芽孢杆菌两阶段混合培养条件的优化，总结出红法夫酵母产虾青素及酶法破壁提取的适宜工艺为：培养基初始糖浓度为30g／L，环状芽孢杆菌的最佳接种时间为红法夫酵母培养60h～72h，接种量为10mL／L(1010个细胞／mL)，接种后最适培养温度为30℃，pH为6.5，总发酵时间为120h，在此条件下，红法夫酵母虾青素产量可达到8960.2μg／L，虾青素最终提取率可达到96.8％。在两阶段混合培养实验结果的基础上，设计了红法夫酵母与环状芽孢
论文目录:
摘要(中文)
摘要(英文)
第一章 绪论
1.1 关于虾青素
1.1.1 引言
1.1.2 虾青素的理化性质
1.1.3 虾青素的生理功能
1.1.4 虾青素的生物来源
1.1.5 虾青素的应用前景
1.2 红法夫酵母虾青素的提取分离技术研究进展
1.2.1 提取的基本原理和要求
1.2.2 细胞的破碎
1.2.3 虾青素的提取
1.2.4 虾青素的分离提纯
1.3 虾青素的β-环糊精包合
1.3.1 环糊精及其衍生物
1.3.2 环糊精及其衍生物在食品工业及药剂学方面的应用进展
1.4 本论文的研究背景、意义及研究内容
1.4.1 研究背景和意义
1.4.2 研究内容
第二章 环状芽孢杆菌A1.383的诱变育种及胞壁溶解酶高产株发酵条件的优化
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 菌种
2.2.2 主要试剂
2.2.3 主要仪器
2.2.4 培养基及培养条件
2.2.5 实验方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 诱变育种
2.3.2 环状芽孢杆菌突变株产胞壁溶解酶发酵条件的优化
2.4 本章小结
第三章 Bacillus circulan A1.383-2胞壁溶解酶用于红发夫酵母破壁提取虾青素的研究
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 菌种
3.2.2 培养基及培养条件
3.2.3 主要试剂
3.2.4 主要仪器
3.2.5 实验方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 酶作用pH值对虾青素提取率的影响
3.3.2 酶作用温度对虾青素提取率的影响
3.3.3 加酶量对虾青素提取率的影响
3.3.4 酶作用时间对虾青素提取率的影响
3.3.5 运用均匀设计优化胞壁溶解酶作用条件
3.3.6 胞壁溶解酶的pH稳定性
3.3.7 胞壁溶解酶的温度稳定性
3.3.8 胞壁溶解酶中各种酶活性的分析
3.4 本章小结
第四章 2-脱氧-D-葡萄糖对红法夫酵母虾青素积累及其酶法破壁提取的影响
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 菌种
4.2.2 主要试剂
4.2.3 主要仪器
4.2.4 培养基及培养条件
4.2.5 实验方法
4.3 结果与讨论
4.3.2 2-脱氧-D-葡萄糖添加浓度对红发夫酵母生物量、虾青素积累以及酶法破壁提取的影响
4.3.3 2-脱氧-D-葡萄糖添加时间对红法夫酵母生物量、虾青素积累以及酶法破壁提取的影响
4.4 本章小结
第五章 红法夫酵母与环状芽孢杆菌混合培养破壁提取虾青素的研究
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.2.1 菌种
5.2.2 主要试剂
5.2.3 主要仪器
5.2.4 培养基及培养条件
5.2.5 实验方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 混合培养时环状芽孢杆菌接种时间的影响
5.3.2 培养基初始葡萄糖浓度的影响
5.3.3 环状芽孢杆菌接种后培养温度的影响
5.3.4 环状芽孢杆菌接种后发酵液pH值的影响
5.3.5 环状芽孢杆菌接种量的影响
5.3.6 红法夫酵母与环状芽孢杆菌的三阶段混合培养
5.4 本章小结
第六章 红法夫酵母虾青素稳定性的研究
6.1 前言
6.2 材料与方法
6.2.1 红法夫酵母
6.2.2 主要试剂
6.2.3 主要仪器
6.2.4 实验方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 不同方法提取虾青素的热稳定性
6.3.2 不同方法提取虾青素的光稳定性
6.3.3 高效液相色谱分析酸法、酶法破壁提取虾青素的稳定性
6.3.4 氧气对虾青素稳定性的影响
6.4.5 溶剂对虾青素稳定性的影响
6.4 本章小结
第七章 β-环糊精与红法夫酵母虾青素包合的研究
7.1 前言
7.2 材料与方法
7.2.1 主要试剂
7.2.2 主要仪器
7.2.3 实验方法
7.3 结果与讨论
7.3.1 皂化对包合率的影响
7.3.2 包合物制备条件的优化
7.3.3 扩展实验
7.3.4 稳定性实验
7.3.5 红外光谱定性分析
7.3.6 X-射线衍射分析
7.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表与论文相关的学术论文
致谢
发布时间: 2006-10-17
参考文献
- [1].红发夫酵母（Phaffia rhodozyma）的诱变和原生质体融合及发酵优化研究[D]. 田小群.华南理工大学2003
- [2].酿酒酵母中虾青素生物合成及其代谢调控的研究[D]. 周萍萍.浙江大学2018
- [3].法夫酵母虾青素发酵条件的优化及提取与分析研究[D]. 倪辉.浙江大学2005
- [4].利用雨生红球藻和红发夫酵母代谢过程中的协同效应提高虾青素产量[D]. 董庆霖.天津大学2004
- [5].红发夫酵母Phaffia rhodozyma培养生产虾青素的研究[D]. 朱明军.华南理工大学2001
- [6].红法夫酵母发酵生产虾青素及其代谢调控研究[D]. 汪文俊.华中科技大学2006
- [7].雨生红球藻异养细胞光诱导积累虾青素工艺的优化与放大[D]. 章真.华东理工大学2016
- [8].基于生物光谱对等离子体诱变雨生红球藻机理及突变体快速筛选方法的研究[D]. 刘京华.中国科学技术大学2016
- [9].红法夫酵母发酵生产虾青素过程关键技术的研究[D]. 吴伟.华中科技大学2011
- [10].飞秒激光显微操作进行单细胞水平的虾青素生物合成研究[D]. 巩继贤.天津大学2007
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