酵母菌发酵脱脂麦胚产谷胱甘肽和2,6-二甲氧基对苯醌的研究

发布时间：2020-07-10 16:26

【摘要】：小麦是世界三大粮食产物之一,全世界有将近一半的人口将其作为主要粮食作物。小麦的大规模种植也推动了制粉行业的快速发展,而在面粉加工过程中,小麦胚芽往往因为它的味道和物理化学性质被剔除。根据研究介绍,小麦胚芽经过生物发酵后,生物活性物质如谷胱甘肽和2,6-二甲氧基对苯醌在发酵提取物中含量增加。还原型谷胱甘肽可以保护生物膜,抵抗老化,解毒,防止动脉硬化,保护上红细胞膜蛋白巯基不被氧化,并且抑制过量饮酒引起的脂肪肝;2,6-二甲氧基对苯醌不仅能够有效抑制多种致病菌的生长繁殖,而且可以清除机体自由基,抑制恶性肿瘤的转移。目前国内外使用小麦胚芽作为发酵原材料,研究其发酵提取物的生物活性物质变化的学者相对较少,所以与小麦胚芽相关的开发利用仍具有很大的潜力。以脱脂小麦胚芽作为原料进行深入研究,有利于提高现阶段社会对小麦胚芽的综合利用水平,同时也为具有生物活性的天然产物的植物来源提供保障。论文通过单因素试验和正交试验对发酵条件进行优化,提高发酵液中还原型谷胱甘肽和2,6-二甲氧基对苯醌的产量。同时对脱脂小麦胚芽发酵冻干物提取物的生物活性进行研究。本论文旨在通过优化发酵工艺提高生物活性物质产量,从而增加脱脂麦胚的价值。论文主要研究结果如下:1.以脱脂小麦胚芽发酵产物中的还原型谷胱甘肽和2,6-二甲氧基对苯醌的产量为指标,通过单因素试验和正交试验,分析试验结果,判断影响因素对试验结果的影响程度,确定产还原型谷胱甘肽的最佳发酵条件为:料液比为1:6,菌种的添加量为4 g,发酵时间为48 h,破碎时间点为8 h;发酵液中还原型谷胱甘肽含量为435.97 mg/L。2,6-二甲氧基对苯醌的最佳发酵条件为:料液比为1:12,接种量为4g,发酵时间为16 h;此时测定发酵冻干物提取液中2,6-二甲氧基对苯醌的产量为2361.55μg/L。2.采用牛津杯法测定了发酵麦胚冻干物的提取液对7种微生物的抑制效果。制备的发酵麦胚冻干物提取液对酵母菌以及霉菌都无抑制效果;随着发酵麦胚冻干物提取液作用时间的延长,其对试验菌的抑制率呈现上升趋势,最终抑制率均超过50%。最小抑菌浓度试验中,发酵麦胚冻干物提取液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌以及沙门氏菌的最小抑菌浓度分别为80 mg/mL、80 mg/mL、100 mg/mL。3.测定了脱脂小麦胚芽发酵冻干物能够清除超氧阴离子自由基、DPPH自由基和羟基自由基。分析试验结果得知,随着小麦胚芽发酵冻干物浓度的增加,其对三种自由基的清除作用也逐渐增强。浓度为20 mg/mL的发酵麦胚冻干物提取液对待测的三种自由基都有一定的清除作用。对DPPH自由基的清除率为49%,对羟基自由基和超氧阴离子自由基都有一定的清除作用,清除率都不足30%。
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS210.1;TQ920.1
【图文】：

结构图,苯醌,化合物,结构图

图 1 四种苯醌化合物的结构图Figure 1 Structure of four benzoquinone compounds1.3.2 2，6-二甲氧基对苯醌的应用和合成途径

葡糖苷,氢醌,生物转化,糖苷

6图 2 氢醌糖苷的化学结构及生物转化途径[18]Figure 2 Chemical structure and biotransformation pathway ofhydroquinone glycoside[18]图 2 中 A、B、C、D、E、F 分别为 4-羟基-3-甲氧基苯基-β-D-三葡糖苷、4-羟基-3-甲氧基苯基-β-D-四葡糖苷、4-羟基-3-甲氧基苯基-β-D-二葡糖苷、4-羟基-2-甲氧基苯基-β-D-三葡糖苷、4-羟基-3，4-二甲氧基苯基-β-D-三葡糖苷、4-羟基-3，4-二甲氧基苯基-β-D-二葡糖苷。图 1-2 展示的是小麦胚芽中两种对苯醌的生物合成途径。小麦胚芽中的 2，

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图 3 谷胱甘肽测定的标准曲线Figure 3 Standard curve of glutathione determination3 中可知，还原型谷胱甘肽（GSH）和吸光度（OD)值的线性回归方程+0.0059，R2=0.989，这表明还原型谷胱甘肽在 0.2~2×0.1 mmol/L 范围内线比对还原型谷胱甘肽（GSH）含量的影响100200300400500600SHG量含gm/L系列1系列2

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