超声波刺激二阶段培养粗糙脉孢菌发酵产番茄红素的研究

发布时间：2020-07-31 17:20

【摘要】：番茄红素是一种不含氧的类胡萝卜素,具有强烈的抗氧化活性、防癌抑癌、预防心血管疾病和提高免疫力等功能,广泛应用于食品、药品和化妆品等行业中。本文选用营养要求简单、安全性高的粗糙脉孢菌(Neurospora crassa,N.crassa)为出发菌株,通过工艺优化二阶段培养条件、超声波刺激条件提高番茄红素的发酵产量,再通过优化皂化反应条件提高番茄红素的提取率,最后研究了番茄红素的体外抗氧化活性。1.研究了二阶段培养法对N.crassa发酵产番茄红素的影响,首先通过单因素实验研究了二阶段培养条件(摇瓶培养时间、静止培养时间、接种量和培养基浓度)对N.crassa发酵产番茄红素的影响,再通过Box-Behnken实验设计和响应面优化二阶段培养N.crassa发酵产番茄红素的工艺条件。结果表明,最佳发酵工艺条件为:摇瓶培养时间19 h,静止培养时间87 h,接种量5%,培养基浓度35g/L,温度30℃,摇瓶速率100 r/min。在此条件下,相对传统摇床培养法,菌体干质量减少了23.54%,番茄红素的产量提高了102.54%。表明二阶段培养法对番茄红素的产量有明显的促进作用。2.在二阶段培养的基础上,N.crassa的发酵过程中间歇施加超声波刺激能进一步提高番茄红素的产量。通过单因素试验探讨了超声起始时间、每次超声的时间和超声的次数对N.crassa发酵生产番茄红素的影响,再通过Box-Behnken实验设计和响应面优化超声波刺激二阶段培养N.crassa发酵产番茄红素的工艺条件。结果表明:在30℃、100 r/min震荡培养至19 h开始进行超声(200 W、40 kHz)处理,每次超声处理6.3 min,每隔24小时处理一次共处理3次,番茄红素的产量为(29.5062±0.2093)mg/L,比空白组提高了50.31%。证明超声波刺激能够提高番茄红素的产量。3.利用皂化反应降低提取液中脂溶性杂质的含量,提高番茄红素的提取率。本实验对皂化液浓度、皂化时间、皂化温度对番茄红素提取的影响进行了研究,再通过Box-Behnken实验设计和响应面优化番茄红素的提取工艺条件。研究表明提取番茄红素的最佳皂化工艺参数为皂化温度58℃,皂化时间21 min,NaOH浓度0.06 mol/L,在此条件下,番茄红素的提取量(1.6038±0.013)mg/g,比未皂化组(1.16±0.12)提高了30.41%。通过皂化处理能够提高番茄红素的提取率。4.通过研究番茄红素粗提液对超氧阴离子自由基、羟基自由基、DPPH自由基的清除能力以及总抗氧化能力和金属螯合能力,评价番茄红素的体外抗氧化能力。结果显示,在一定的浓度范围内,O_2~-·自由基清除能力顺序为粗提番茄红素β-胡萝卜素VCVE,·OH自由基清除能力顺序为β-胡萝卜素粗提番茄红素VCVE,DPPH·自由基清除能力顺序为β-胡萝卜素粗提番茄红素VCVE,总抗氧化能力的顺序依次为:β-胡萝卜素VC粗提番茄红素VE,N.crassa发酵所产的番茄红素能螯合Fe~(2+),低浓度时比常见的螯合剂EDTA螯合率还高。表明N.crassa发酵所产的粗提番茄红素对DPPH·、O_2~-·、·OH具有一定的较强的清除作用、抗氧化能力以及螯合金属离子的能力。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ929
【图文】：

b.1 番茄红素标准品（a）与番茄红素样品（b）HPperformance liquid chromatography of Lycopene stalycopene sample figure (b)图 2.2 番茄红素标准曲线Fig 2.2 The standard curve of lycopene的计算

14图 2.2 番茄红素标准曲线Fig 2.2 The standard curve of lycopene产量的计算量（mg/L）=浸提液体积 V2：发酵液体积，y 表示样品中番茄红实验设计了二阶段培养法过程参数中影响较为显著的培养基浓养时间和接种量进行单因素实验，每个因数做 3 个平度对番茄红素产量的影响

（100 r/min）培养 19 h 后静止培养 87 h。发酵结束后集菌泥，置于 55 ℃干燥箱中烘干至恒重，称其菌体的产量，记为二阶段培养法条件下菌体干质量和番茄养法对菌体干质量和番茄红素产量的影响龙[82]等的液体培养条件，按 6.5%的接种量接入装有 的 250 mL 三角瓶中，于 30 ℃摇瓶（100 r/min）培养水洗涤抽滤菌体，收集菌泥，置于 55 ℃干燥箱中烘和提取测定番茄红素的产量，记为摇瓶培养法条件下。分析实验浓度对二阶段法培养 N.crassa 发酵产番茄红素的影响

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本文编号：2776769