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《四川大学》 2007年
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微生物发酵转化虎杖的研究

田天丽  
【摘要】: 虎杖其有效成分主要为二苯乙烯类和蒽醌类化合物,前者主要是白藜芦醇及其糖苷,后者主要是大黄素及其糖苷,其中以二苯乙烯类化合物具有显著独特的功效。据报道干燥虎杖根茎中白藜芦醇的含量为0.1%~0.2%,而虎杖苷含量为2%左右,虎杖苷在肠道中可被糖苷酶分解释放出白藜芦醇,发挥药理作用。白藜芦醇具有抑制肿瘤、抗氧化、抗自由基、抗血栓,抗过敏、抗动脉粥样硬化和具有冠心病、缺血性心脏病、高血脂症的防治作用,白藜芦醇已被列为抗心血管、抗癌最有前途的药物之一。虎杖中另一有效成分大黄素除游离部分外,尚有部分以β—葡萄糖苷键的形式连接为大黄素8-O-β-D-葡萄糖苷等苷类结构形式,大黄素具有抗菌活性,还具有抗肿瘤活性、免疫抑制作用、解痉、止咳作用、保护心血管、利尿等作用。 目前有研究用酸碱水解法分别对虎杖苷和大黄素8-O-β-D-葡萄糖苷进行分解,但是酸碱会造成环境污染,降低产量,因此不宜用化学法进行水解。目前也有用改性纤维素酶直接对虎杖苷进行分解,但成本较高、工艺较为复杂,不利于推广应用。本项研究采用微生物发酵法高效的将虎杖苷转化成白藜芦醇,同时对大黄素8-O-β-D-葡萄糖苷也起到一定的转化效果,副产物大黄素的含量也提高.此方法既没有强烈的酸碱反应发生,又无需粗提苷,因此有效的避免了上述两种方法存在的缺陷。因此利用专一微生物进行发酵是提高虎杖中白藜芦醇和副产物大黄素含量的有效途径之一。 本项研究主要是利用根霉T-34与中药虎杖共发酵提高目标产物的含量,其主 要内容包括: Ⅰ、转化虎杖苷和大黄素8-O-β-D-葡萄糖苷的菌种筛选 Ⅱ、根霉发酵转化虎杖中虎杖苷工艺条件的优化 Ⅲ、根霉发酵虎杖的动力学研究 Ⅳ、白藜芦醇及副产物大黄素的分离提取 本研究的主要研究结果如下: Ⅰ、根据糖苷键类型,结合微生物筛菌技术,筛选能够分泌特异性的作用于虎杖苷和大黄素8-O-β-D-葡萄糖苷的酶的菌株---产β-葡萄糖苷酶菌株。并对筛选到的菌株进行分离、纯化,命名为根霉T—34。 Ⅱ、通过正交实验,优化根霉T-34的种子培养条件:玉米糖化液50%,麸皮汁6%,生长因子1.2%,硫酸铵1%,无机盐浓缩液1%。以白藜芦醇含量为指标,进行单因素实验,确定固体发酵条件为料水比为1∶2.5,接种量为25%,发酵周期36h;利用“复杂系统反馈调控技术”优化出虎杖最佳带渣发酵条件(孢子接种),该发酵条件为:发酵温度28℃,转速140rpm,固液比例1∶10,发酵72小时;利用根霉菌丝种子接种大大缩短发酵周期,发酵周期为24h;在最佳发酵条件下,虎杖苷转化率达98%。 Ⅲ、通过对发酵过程中碳源、氮源、菌体量、β-葡萄糖苷酶酶活、虎杖苷,大黄素8-O-β-D-葡萄糖苷,白藜芦醇和大黄素含量的变化,探讨影响两种苷转化的主要因素及其动力学的基本特征。进而为发酵过程的参数控制和发酵规模的扩大提供重要的理论依据和数据。 Ⅴ、建立了从发酵样品中分离纯化不同纯度白藜芦醇的工艺以及用化学法提取大黄素。发酵渣用乙醇提取,得到的粗品中自藜芦醇得率0.87%,大黄素得率为2.25%;发酵液中自藜芦醇采用大孔吸附树脂法分离,分离提取条件为:大孔吸附树脂H103,上柱溶液的PH 4,上柱速度为3BV/h,上柱液浓度为0.650g/l,洗脱液为90%乙醇,洗脱速度3.2BV/h;H103的比吸附量达到32mg/g,洗脱率达到91.2%,白藜芦醇纯度达32.5%;再用乙酸乙酯萃取后,白藜芦醇纯度可达54%。采用化学法——酸沉法得到大黄素,提取率达80%。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S567.239

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【引证文献】
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