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《辽宁大学》 2011年
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两种槐糖脂表面特性和生物活性初步研究

杨帆  
【摘要】:生物表面活性剂是一大类由微生物合成的具有表面活性的化合物,作为微生物的次生代谢产物,可利用可再生资源通过微生物发酵合成。除具有一些优于化学表面活性剂的理化性质外,生物表面活性剂还具有低毒性、环境相容性和生物可降解性。槐糖脂是由槐糖和羟基脂肪酸分别作为其亲水和疏水基团构成的两亲性分子,由具有高产率和高底物转化率的非致病性酵母发酵生产,是一种极具开发前景的生物表面活性剂。由于其具有良好的表面活性,同时具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤及抗氧化等生物学功能,因而可广泛应用于石油开采、环境工程、食品、医药、化妆品和洗涤工业等。 微生物发酵生产的槐糖脂是结构上略有差异的不同组分的混合物。主要的结构差异包括脂肪酸是否与槐糖分子形成内酯及槐糖分子乙酰化的程度。这些结构上的差异赋予槐糖脂不同的理化性质及生物活性。不同菌株及发酵条件会影响不同结构槐糖脂在发酵产物中所占比例,其中底物对其影响最大。本研究分析了假丝酵母菌分别利用葡萄糖、油酸为共底物和单独利用大豆油为底物发酵产生的两种槐糖脂的表面特性、抗菌活性、抗肿瘤及抗氧化活性,研究结果如下: 1)利用界面张力仪测定了两种槐糖脂在不同浓度下的表面张力,根据表面张力浓度曲线得出葡萄糖/油酸和豆油发酵的槐糖脂的最小表面张力分别为38和40 mN/m,临界胶束浓度分别为60和70 mg/L。槐糖脂在高温和高盐离子浓度下均表现出稳定的表面活性,在强酸、强碱条件下稳定性较差。乳化活性分析,两种槐糖脂中对于豆油、芝麻油和石蜡的乳化率大于80%。 2)滤纸片法测定抑菌圈直径并分析抑菌活性,两种槐糖脂均显示出对细菌较好的抑制作用,而对植物病原菌没有抑制作用。高浓度下,豆油为底物发酵的槐糖脂比以葡萄糖/油酸发酵的槐糖脂具有更好的抑菌效果,低浓度则相反。葡萄糖/油酸跟豆油发酵的槐糖脂相比具有比更小的MIC,两者分别为3.125 mg/ml和50 mg/ml。两种槐糖脂的抑菌活性受温度影响不大,而强碱性会影响抑菌活性。电镜下观察槐糖脂对金葡球菌超微结构的破坏,作用8 h后菌体细胞变形,出现明显的质壁分离,细胞质固缩、凝集成块,空腔出现,细胞受损严重。 3)MTT法分析两种槐糖脂对于宫颈癌Hela细胞和胃癌823细胞的体外抑瘤活性,两者对两种瘤细胞均具有良好的抑制效果,且对于823的抑制活性要高于Hela细胞。豆油发酵槐糖脂对于两种癌细胞的抑制活性均高于以葡萄糖/油酸发酵的槐糖脂。 4)DPPH自由基清除实验分析两种槐糖脂的体外抗氧化活性,以豆油为底物发酵的槐糖脂比以葡萄糖/油酸为底物发酵的槐糖脂具有更好的体外抗氧化活性。 综上所述,本研究表明了槐糖脂是一种具有优良表面特性及生物活性、可替代化学合成表面活性剂的生物表面活性剂,验证了两种不同发酵底物生产的槐糖脂由于结构的不同,在表面特性和生物活性上是具有一定差异的。这为开发新型生物表面活性剂、抗菌剂、抗癌药物及抗氧化剂,以及进一步分析对槐糖脂的生物活性起决定作用的分子结构提供了一定的依据。
【学位授予单位】:辽宁大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ423

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