槐糖脂变温控制发酵工艺的研究及其动物安全性评价

发布时间：2020-06-05 05:31

【摘要】：槐糖脂是一类由非致病性酵母菌产生的糖脂类生物表面活性剂,它的历史是从1954年开始的,由Spencer首次发现。由于其优良的理化特性以及良好的抑菌活性和抗肿瘤活性,在石油化工、医药、环境保护等领域展示出了良好的应用前景。近些年来,对槐糖脂产量以及应用方面的研究已经有许多报道,但是仍然有些不足。距离槐糖脂的工业化发展还有一定的距离,因此本研究从槐糖脂发酵入手,探究了槐糖脂变温发酵工艺对产量的影响,并且针对槐糖脂作为一种新食品原料的可能性,应用毒理学试验进行了动物安全性评价,为其在食品行业进一步发展提供了依据。本文主要的研究内容以及结果如下:1.不同温度对槐糖脂发酵生产的影响。本文选用拟威克酵母对槐糖脂进行发酵生产的研究,通过生长曲线首先确定了种子培养的最适条件为30℃,培养时间为24 h;然后在22、24、26、28、30、32℃六个温度条件下,对发酵过程中菌体干重、残糖量以及槐糖脂的产量等指标进行了实时监测。结果显示:发酵20~100 h期间,是拟威克酵母的生长和槐糖脂的合成的关键时期;26、28、30℃条件下菌体的生长情况良好;28、30、32℃条件下槐糖脂的总产量更高。2.变温控制发酵条件的优化。采用Box-Benhnken试验设计方法对槐糖脂变温发酵工艺的三个影响因素(前期发酵温度、变温时间点、后期发酵温度)进行了优化,并通过响应曲面法对其进行了详细的分析。最终得到最佳槐糖脂变温发酵工艺条件:前期发酵温度为26.31℃,变温时间点为60.14 h,后期发酵温度为29.79℃;槐糖脂的总产量预测值为98.58 g/L,槐糖脂的总产量实际值为99.08 g/L,较之恒温发酵的最高产量(76.94 g/L)仍提高了28.8%。这是首次应用拟威克酵母进行变温控制发酵生产槐糖脂的研究,对槐糖脂的工业化发展有着重要意义。3.槐糖脂的动物安全性评价。本文首先对昆明小鼠进行了急性经口毒性试验、骨髓微核试验以及精子畸形试验,实验结果表明槐糖脂属于实际无毒,且对骨髓细胞以及精子无明显影响,处于正常值波动范围之内。然后对SD大鼠进行了30 d喂养试验,测定并记录了SD大鼠各周的体重、增重以及食物利用率的情况,并对血清中的谷丙转氨酶、谷草转氨酶和超氧化物歧化酶的指标进行了测定。结果显示,槐糖脂对SD大鼠的体重、增重、食物利用率以及血液中谷丙转氨酶、谷草转氨酶含量的影响不大,都处于正常值范围之内;对超氧化物歧化酶影响较其他因素显著,预测与槐糖脂抗肿瘤活性有着密切的关系。以上相关研究初步证明了槐糖脂的安全性。
【图文】：

内酯,结构类型,糖脂类,生物表面活性剂

早在 90 多年以前，应用微生物生产生物表面活性剂的研究就已经被报道[1]。现已鉴定出来的生物表面活性剂主要分为三大类：糖脂类、脂肽类以及磷脂类[2]。其中有关于糖脂类生物表面活性剂的研究最为广泛。槐糖脂是一种糖脂类的表面活性剂，，其主要由非致病性酵母菌发酵生产得到的。有关于槐糖脂的最初报道是在二十世纪五十年代初，Spencer 等从酵母菌的代谢物中发现了一种糖脂混合物，并将其命名为槐糖脂[3]。在后来的研究中又有许多类似结构的糖脂化合物被发现。槐糖脂是一种两亲性分子，每个槐糖脂分子主要由亲水性的槐糖部分和疏水性基团长链羟基脂肪酸部分构成，并通过糖苷键连接而成。根据脂肪酸的羟基末端与槐糖头部 4"位的内酯化程度不同，将槐糖脂分为两种类型：酸型槐糖脂和内酯型槐糖脂。其结构见图 1.1[4]。经国内外研究发现，内酯型槐糖脂具有更好地抗菌活性以及拥有良好的降低表面张力的特性，而酸型槐糖脂则在溶解性、发泡能力上更胜一筹[5]。随着槐糖脂优异特性不断被研究发现，各种针对槐糖脂的应用研究也正在广泛展开。

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齐鲁工业大学硕士学位论文槐糖脂要多。这与 Candida bombicola 恰好相反。在培养 3 天 6 g/L 的槐糖脂，但是预期可以提高生产率[14]。chia anomala 等人从发酵食品中分离出一株嗜热菌毕赤酵母 PY1，该糖脂，但是产量极低，每升发酵液只有 0.06-0.2 g 槐糖脂相色谱仪器进行检测[15]。生物合成途径止，对槐糖脂合成途径的研究还比较少，只有少数相关酶以来报道的文献进行总结，发酵底物不同，槐糖脂的合成：为唯一的碳源，合成途径如图 1.2。
【学位授予单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ920.6;TQ423;TS201.6

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