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《华中科技大学》 2010年
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食用真菌发酵合成有机硒的研究

马云峰  
【摘要】:硒是生物体所必需的一种微量元素,具有抗氧化、抗衰老、提高免疫力、预防心血管疾病以及癌症等功能。而我国较多地区出现人群的硒营养不足,需要补充含硒食物,研究表明有机硒化合物更能被人体吸收和利用。微生物发酵合成有机硒具有快速、稳定、高效的特点。但是,在已有的研究中存在以下不足:如对菌体中有机硒化合物的分离分析不够充分;对有机硒合成的限制因素研究不足等问题。本文以真菌高效合成有机硒为研究目标,以有机硒的化学组成以及合成途径为理论支持,利用食用菌金针菇的菌丝体和酵母作为材料开展真菌发酵合成有机硒的研究,并取得以下成果: (1)优化了一种用高效液相色谱法测定总硒的方法,以过量邻苯二胺和亚硒酸盐在酸性条件下反应产生衍生物-苤硒脑,并用高效液相测定其吸收峰面积,从而得出总硒的含量。通过实验优化了邻苯二胺与Se(Ⅳ)反应的条件,确定了实验的最小检测浓度以及检测范围内的回归方程。该测定方法的精密度实验、重复性实验、稳定性实验以及加样回收率都在误差范围内(5%),并进一步考察了各种离子对反应体系的影响。和已报道的测定硒的方法相比,该方法具有简便、可靠和稳定的特点。 (2)采用不同的提取分离技术对金针菇菌丝体及酵母中的主要有机硒化合物进行分离,结果表明其主要组分是含硒蛋白及多肽,而含硒多糖在总硒中的比率小于1%。 (3)本文考察了食用真菌发酵培养的温度、转速、接种方式以及接种量对金针菇菌丝体及酵母合成有机硒的影响,优化了培养条件和培养基主要组成,得出其合成有机硒的最大产量。金针菇菌丝体发酵合成有机硒的研究中发现,以孢子接种比以菌丝体接种更有优势。金针菇菌丝体及酵母可以利用无机氮源(硝酸钱)合成蛋白质,而且金针菇菌丝体及酵母利用硝酸铵合成有机硒的效果好于有机氮源。利用响应面及中心组合实验优化了分批培养发酵金针菇菌丝体及酵母合成有机硒,结果表明,酵母合成有机硒的能力高于金针菇菌丝体,并且培养时间更短。三种酵母中,褶皱假丝酵母单位体积发酵液生物合成有机硒的量最高,可达4.81±0.18mg/L。产朊假丝酵母中有机硒的质量百分含量最高,以产朊假丝酵母为材料,通过提高接种量以及提高发酵液中亚硒酸钠的浓度可以达到提高单位体积发酵液中合成有机硒的量以及单位菌体质量中有机硒的含量,最高可达1.95±0.089mg/g。用金针菇菌丝体为材料,以生长曲线流加模式(Logistic增长模型)进行流加亚硒酸钠合成有机硒,最大值为4.63±0.24mg/L,效果优于分批培养最大值(3.43±0.13mg/L)。褶皱假丝酵母以生长曲线流加模式流加亚硒酸钠(终浓度为0.10mM)得出其最大生物合成有机硒的量为5.24±0.19mg/L,高于分批发酵培养的最高值。 (4)以丹磺酰氯与氧化型谷胱甘肽衍生测定产朊假丝酵母、酿酒酵母和褶皱假丝酵母这三种酵母中总谷胱甘肽的含量,结果表明酿酒酵母中谷胱甘肽的含量最高为1.23±0.062mg/g,褶皱假丝酵母中的谷胱甘肽含量最低为0.43±0.022mg/g。而酿酒酵母的实际硒取代率最高,褶皱假丝酵母最低。在生物体中无机硒向有机硒转化的过程中谷胱甘肽起了重要作用,在培养液中分别加入谷胱甘肽前体的氨基酸,可以促进生物合成有机硒,加入谷胱甘肽前体氨基酸和单独加入丝氨酸使菌体内有机硒的质量百分比分别提高了30.1%和22.5%。 (5)在发酵罐培养褶皱假丝酵母合成有机硒的过程中,在指数生长期增加通氧量有机硒含量由3.52±0.12mg/L提高到4.21±0.13mg/L,结果有显著性差异。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TS201.3

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