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曲霉一株高产胞外多糖红曲霉发酵和提取工艺与抗氧化活性学术

收藏本文 2024-02-06 点赞:8837 浏览:27041 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:红曲霉(Monascus)是一类小型丝状腐生真菌,属子囊菌亚门、不整囊菌纲、散囊菌目、红曲科,其次级代谢产物富含色素、γ-氨基丁酸、莫纳卡琳、多糖等多利,活性成分。国内外探讨表明红曲多糖具有提升免疫力、抗肿瘤、抗病毒等多种生物学功能。目前对红曲霉液态发酵多糖的探讨还比较少,本论文以采集的红曲米和红腐乳中筛选出一株高产胞外多糖的红曲霉菌株Mr-70;探讨了红曲霉菌株Mr-70产胞外多糖的液态发酵条件,优化了发酵培养基组成;利用响应面法(Response Surface Method, R)优化了红曲霉菌株Mr-70胞外多糖的提取工艺;通过碱液浸提法对红曲霉菌株Mr-70的菌丝体多糖进行提取工艺优化;对红曲霉菌株Mr-70的胞外多糖和菌丝体多糖的体外抗氧化活性进行了初步探讨。探讨结果如下:(1)以浙江省各地采集来的红曲米和市售红腐乳中分离纯化得到256株红曲霉菌株,通过摇瓶发酵试验筛选获得了一株高产胞外多糖红曲霉菌株,经形态特点、生理生化特点和ITS序列浅析将其鉴定为红色红曲霉菌株Mr-70(Monascus rubber),命名为Mr-70,其胞外多糖产量达5.35g/lo(2)为了提升胞外多糖的产量,对筛选得到的高产菌株Mr-70液态发酵条件进行了初步探讨,得到红曲霉菌株Mr-70优化后的发酵工艺条件为:葡萄糖60g/l,蛋白胨20g/l,K2HPO410g/l,MgS04·7H2O1.1g/1,发酵液起始pH6.5,在摇床转速200r/min,温度32℃的条件下培养96h,胞外粗多糖产量可达10.15g/l。(3)为了进一步提升红曲霉菌株Mr-70胞外多糖的提取率,选择影响胞外多糖提取的三个因素(乙醇体积分数、乙醇沉淀时间、发酵滤液pH值)进行探讨,并在单因素实验基础上,设计三因素三水平的Box-Behnken中心组合实验及响应面法浅析对红曲霉菌株Mr-70胞外多糖的提取工艺进行优化,建立了二次多项式回归方程的预测模型,得到红曲霉菌株Mr-70胞外多糖的最优提取工艺:乙醇沉淀时间为16.5h,乙醇体积分数为80%,发酵滤液pH值为8.05。(4)为优化红曲霉菌株Mr-70菌丝体多糖的碱提取工艺,在单因素试验的基础上,选择提取温度、碱液浓度、液料比以及浸提时间为自变量,多糖提取率为响应值,采取响应曲面法设计实验、浅析探讨各自变量及其交互作用对多糖提取率的影响,模拟得到二次多项式回归方程的预测模型,并确定红曲霉菌株Mr-70菌丝体多糖碱提取工艺的最佳条件为浸提温度49℃,碱液浓度7%,液料比23ml/g,浸提时间2.3h。在此条件下,红曲霉菌株Mr-70菌丝体多糖提取得率达到10.1%。(5)探讨了红曲霉菌株Mr-70胞外多糖(EPS)、热水浸提的菌丝体多糖(HMP)和碱液浸提的菌丝体多糖(AMP)的体外抗氧化活性。以清除超氧阴离子自由基(02-·)、羟基自由基(OH-)、二苯代苦味肼基自由基(DPPH-)三个方面,探讨了EPS、HMP和AMP的体外抗氧化效果。结果表明,三种红曲霉多糖对DPPH自由基、02-··和OH·均有一定的清除作用,且清除率与多糖浓度呈现出一定的量效联系;胞外多糖对三种自由基的清除能力显著强于菌丝体多糖;HMP和AMP在选定的浓度范围内对三种自由基的清除能力相近。关键词:红曲霉论文胞外多糖论文提取工艺论文R论文抗氧化活性论文

    摘要5-7

    ABSTRACT7-10

    目录10-14

    第一章 文献综述14-22

    1 红曲多糖的结构和理化性质14-15

    2 红曲霉胞外多糖的液体发酵及提取探讨15

    3 红曲霉丝体多糖的提取15-16

    4 红曲霉多糖生物学活性的探讨16-17

    4.1 抗氧化活性16

    4.2 抗肿瘤作用16-17

    4.3 提升免疫力作用17

    5 真菌多糖的运用17-18

    5.1 在医药领域的运用17-18

    5.2 在食品领域的运用18

    6 红曲霉的生物活性物质18-20

    6.1 红曲色素18-19

    6.2 γ-氨基丁酸(GABA)19

    6.3 莫纳可林K19-20

    7 立题背景和主要探讨内容20-22

    7.1 立题背景20-21

    7.2 主要探讨内容21

    7.3 技术路线21-22

    第二章 红曲胞外多糖高产菌株的筛选与鉴定22-31

    1 材料与仪器22-24

    1.1 菌株来源22

    1.2 培养基22-23

    1.2.1 PDA培养基22-23

    1.2.2 查氏培养基(Cza)23

    1.2.3 发酵培养基23

    1.2.4 CYA培养基23

    1.2.5 MEA培养基23

    1.3 药品及仪器23-24

    2 实验策略24-26

    2.1 红曲霉菌株的分离与保藏24

    2.2 菌种活化传代和发酵种子的培养24

    2.3 液体发酵培养和产多糖菌株的初筛24

    2.4 发酵液中多糖含量的测定24-25

    2.5 红曲霉菌株的鉴定25-26

    2.5.1 形态学观察25

    2.5.2 生理生化特点25

    2.5.3 rDNA ITS序列浅析25-26

    3 结果与浅析26-29

    3.1 红曲霉菌株Mr-70菌株的分离纯化26

    3.2 高产胞外多糖红曲霉菌株Mr-70菌株的筛选26-27

    3.3 高产胞外多糖红曲霉菌株Mr-70菌株的鉴定27-29

    3.3.1 形态特点27-28

    3.3.2 生理生化特点28

    3.3.3 rDNA ITS序列与浅析28-29

    4 讨论29-31

    第三章 高产胞外多糖红曲霉菌株Mr-70菌株液态发酵条件探讨31-41

    1 材料31-32

    1.1 菌种31

    1.2 培养基31-32

    1.2.1 斜面培养基31

    1.2.2 种子培养基31-32

    1.2.3 发酵培养基32

    1.3 仪器与药品32

    2 实验策略32-33

    2.1 菌种的活化32

    2.2 种子液的制备32

    2.3 液体发酵培养32-33

    2.4 酵液中多糖含量的测定33

    3 结果与浅析33-39

    3.1 碳源对红曲霉菌株Mr-70胞外多糖产量的影响33-34

    3.2 氮源对红曲霉菌株Mr-70胞外多糖产量的影响34

    3.3 碳氮比对红曲霉菌株Mr-70胞外多糖产量的影响34-35

    3.4 无机盐浓度对红曲霉菌株Mr-70胞外多糖产量的影响35-36

    3.5 培养基起始pH值对红曲霉菌株Mr-70胞外多糖产量的影响36-37

    3.6 摇床转速对红曲霉菌株Mr-70胞外多糖产量的影响37-38

    3.7 摇瓶温度对红曲霉菌株Mr-70胞外多糖产量的影响38-39

    4 讨论39-41

    第四章 响应面法优化红曲霉菌株Mr-70胞外多糖提取工艺41-53

    1 材料41-42

    1.1 菌种41

    1.2 培养基41-42

    1.2.1 种子培养基41-42

    1.2.2 发酵培养基42

    1.3 仪器与药品42

    1.4 设计浅析软件42

    2 实验策略42-43

    2.1 种子液的制备42

    2.2 发酵培养42-43

    2.3 红曲霉菌株Mr-70胞外多糖的提取策略43

    2.4 红曲霉菌株Mr-70胞外多糖提取的单因素实验43

    2.5 响应面法设计和预测结果43

    3 结果与浅析43-52

    3.1 单因素实验结果与浅析43-46

    3.1.1 乙醇沉淀时间对红曲霉菌株Mr-70胞外多糖提取得率的影响43-44

    3.1.2 乙醇体积分数对红曲霉菌株Mr-70胞外多糖提取得率的影响44-45

    3.1.3 发酵滤液pH值对红曲霉菌株Mr-70胞外多糖得率的影响45-46

    3.2 红曲霉菌株Mr-70胞外多糖提取条件的响应面法优化46-52

    3.2.1 Box-Benhnken实验设计与浅析46-48

    3.2.2 回归方程建立与方差浅析48-49

    3.2.3 红曲霉菌株Mr-70胞外多糖提取得率的响应面法浅析49-52

    3.2.4 实验验证52

    4 讨论52-53

    第五章 红曲霉菌株Mr-70菌丝体多糖的碱提取工艺探讨53-67

    1 材料53-54

    1.1 菌种53

    1.2 培养基53-54

    1.2.1 斜面培养基53

    1.2.2 种子培养基53-54

    1.2.3 发酵培养基54

    1.3 仪器与药品54

    1.4 设计浅析软件54

    2 实验策略54-56

    2.1 技术路线54

    2.2 红曲霉菌株Mr-70菌丝体粉末的制备54-55

    2.3 葡萄糖标准曲线的制作55

    2.4 红曲霉菌株Mr-70菌丝体多糖含量的测定55

    2.5 红曲霉菌株Mr-70菌丝体多糖提取率的计算55

    2.6 碱提取红曲霉菌株Mr-70菌丝体多糖的单因素实验55-56

    2.7 碱提取红曲霉菌株Mr-70菌丝体多糖的响应面试验设计56

    3 结果与浅析56-66

    3.1 葡萄糖标准曲线56-57

    3.2 单因素实验结果57-61

    3.2.1 浸提温度对红曲霉菌株Mr-70菌丝体多糖提取率的影响57-58

    3.2.2 碱液浓度对红曲霉菌株Mr-70菌丝体多糖提取率的影响58-59

    3.2.3 液料比对红曲霉菌株Mr-70菌丝体多糖提取率的影响59-60

    3.2.4 浸提时间对红曲霉菌株Mr-70菌丝体多糖提取率的影响60-61

    3.3 响应面实验结果浅析61-66

    3.3.1 响应曲面设计与结果浅析61-63

    3.3.2 因素间的交互作用浅析63-65

    3.3.3 提取条件优化65-66

    4 讨论66-67

    第六章 红曲霉菌株Mr-70多糖体外抗氧化活性探讨67-74

    1 材料与仪器67-68

    1.1 试验材料67-68

    1.2 仪器与药品68

    2 实验策略68-69

    2.1 清除DPPH自由基活性的测定68

    2.2 清除羟自由基(OH·)活性的测68-69

    2.3 清除超氧阴离子自由基(O_(2~-)·)活性的测定69

    3 结果与浅析69-72

    3.1 清除DPPH自由基活性69-70

    3.2 清除羟自由基(OH·)活性70-71

    3.3 清除超氧阴离子自由基(O_(2~-)·)活性71-72

    4 讨论72-74

    第七章 小结与倡议74-76

    1 小结74-75

    2 倡议75-76

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