法夫酵母类胡萝卜素的提取纯化及生物活性研究

发布时间：2020-01-29 17:46

【摘要】：类胡萝卜素(Carotenoid)是一类普遍存在于植物、动物和微生物中的色素,具有抗氧化、抗炎、抗糖尿病、抗癌、预防心血管疾病和提高免疫力等生物活性,在食品、药品和化妆品等行业有着广泛的应用。本论文以高产类胡萝卜素的法夫酵母(Phaffia rhodozyma简写P.rhodozyma)为原料,优化其类胡萝卜素的提取条件,并研究类胡萝卜素提取物(Carotenoid crude extract,简称CCE)对老龄小鼠抗氧化作用以及对大鼠抗化学肝损伤辅助保护作用;优化高速逆流色谱(HSCCC)分离类胡萝卜素的条件,进一步结合柱层析、HPLC、质谱和标准品对类胡萝卜素进行分离纯化和鉴定;并研究虾青素(Astaxanthin)对胰脂肪酶(Pancreatic lipase,简称PL)的抑制作用机理。主要实验结果如下:(1)通过单因素及正交实验,得到P.rhodozyma中类胡萝卜素的最佳提取条件为:以丙酮为提取溶剂,破壁温度30 oC,乳酸用量1:20,料液比1:20,浸提时间5 min。(2)采用优化的HSCCC条件:溶剂体系为正己烷-丙酮-乙醇-水(1.2:1:1:0.8,v/v/v/v),检测波长474 nm,流速3 mL/min,温度25 o C,转速850 rpm,上样浓度20 mg/m L,上样量10 mL,并进一步通过柱层析分离,从P.rhodozyma中得到5个样品。结合HPLC、质谱和标准品确定其中3个样品分别为β-胡萝卜素、海胆酮和虾青素。(3)通过给老龄小鼠灌胃CCE后,发现CCE的低、中和高剂量组均能显著降低血清中MDA、蛋白质羰基含量以及GSH的活性,并能提高SOD活力,说明CCE对老龄小鼠有抗氧化作用。(4)通过建立四氯化碳肝损伤模型研究CCE对大鼠化学性肝损伤辅助保护作用。发现模型对照组血清中ALT、AST显著升高,CCE的高剂量组动物血清中ALT相比模型对照组出现了降低,并有统计学差异;组织学观察发现不同剂量的CCE对大鼠肝脏具有一定程度的保护作用,说明CCE对大鼠的化学性肝损伤具有辅助保护作用。(5)采用酶动力学、圆二色谱、荧光光谱以及分子对接等方法研究虾青素对PL的抑制作用及其作用机理。发现虾青素对PL具有较强的抑制作用,其IC50值为38.2μg/mL,其抑制类型为非竞争性抑制类型。虾青素与PL相互作用时,使PLα-螺旋含量降低,β-转角含量增加。增大虾青素浓度能使PL最大波长处的荧光强度降低,但PL最大发射波长没有发生改变,表明虾青素对PL的色氨酸荧光产生了荧光淬灭,并未改变PL色氨酸残基所处的环境。分子对接证明虾青素在催化位点以上与PL结合,堵住了底物进入催化活性中心的通道,导致p-NPB不能进入酶的催化活性中心,以及生成的产物不能从酶中释放,从而使PL的催化活性降低。本论文的实验结果为P.rhodozyma不同类胡萝卜素的分离制备及其生物活性的研究提供了理论依据和技术支持。
【图文】：

类胡萝卜素,虾青素,手性中心,右旋

图 1-1 几种类胡萝卜素的结构Fig. 1-1 Molecular structures of the carotenoids studied in this experiment: lycopene, β-carotene, lutein,canthaxanthin, zeaxanthin and astaxanthin图 1-2 虾青素的结构Fig.1-2 The structrue of astaxanthin虾青素分子结构中有 C-3 和 C-3’位两个手性中心，，这两个手性中心可以以左旋（R）和右旋（S）两种形式存在，所以虾青素分子结构较为复杂，存在（3S, 3′S），（3S, 3′R）和（3R, 3′R）3 种立体异构体，分别称为左旋、内消旋和右旋[11]（如图 1-3 所示），在自然界

虾青素,紫红色

美大学硕士学位论文法夫酵母类胡萝卜素的提取纯化及生物活性研见光吸收，使虾青素呈现紫红色，因而虾青素结晶粉末及其溶液呈现鲜艳的紫红色[1图 1-1 几种类胡萝卜素的结构Fig. 1-1 Molecular structures of the carotenoids studied in this experiment: lycopene, β-carotene, lutcanthaxanthin, zeaxanthin and astaxanthin
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O629.4

【参考文献】