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γ-亚麻酸油脂发酵和改性的研究

杨博  
【摘要】:γ-亚麻酸是多价不饱和脂肪酸中的一种,它在人体可转化成前列腺素和白三烯等一系列生理活性物质。γ-亚麻酸在心脑血管系统、呼吸系统、肝脏、糖尿病性神经病变和生殖系统具有非常重要的调节作用。 发酵法是生产γ-亚麻酸的一种重要方法,本文研究了被孢霉332发酵的条件,表明pH值为5.5适合发酵,高于10~6孢子/mL的接种量有利于提高GLA产量,溶氧水平过低是造成γ-亚麻酸产量低的重要原因。本研究进行了500升发酵实验,发酵条件为:搅拌速度300r/min,通气量为0.75v/v,pH5.5左右,发酵溶氧高于10%,在此条件下菌体干重达到了63克/升,油脂产量达到24.6克/升,γ-亚麻酸产量达2.45克/升,各项指标均比摇瓶有大幅度提高,在此基础上又进行了5000升罐的发酵,单位体积产量接近500升罐水平。 在培养体系中添加吐温和橄榄油可诱导被孢霉脂肪酶的产生,二甲基硅油没有诱导脂肪酶产生的作用,脂肪酶的存在可导致菌体油脂降解和油脂酸值增加,外部碳源饥饿也可诱导脂肪酶的产生,脂肪酶可通过80℃以上的高温处理而灭活,高温灭活处理对油脂中γ-亚麻酸无明显影响,但可有效地保存菌体中的油脂,避免油脂酸值增加。 用薄板层析分离了被孢霉油脂的主要成分,被孢霉油脂主要含三甘酯、脂肪酸、双甘酯、单甘酯和磷脂,各成分中γ-亚麻酸含量依次为8.1%、6.2%、10.3%、14.7和23.5%。采用5种溶剂体系进行了油脂提取实验,分别为为氯仿-甲醇(2∶1)、正己烷、异丙醇、正己烷-异丙醇(2∶1)和乙醇、正己烷两步抽提法,其中正己烷法方法简单、成熟,提取所得油脂中三甘酯含量高,是适合被孢霉油脂的提取方法。冬化处理有利于提高油脂中γ-亚麻酸含量。 研究考察了菌体含水量、颗粒度和压坯处理对超临界法萃取油脂的影响,表明,低于5%的含水量有利于油脂的萃取,含水量较低时萃取油脂中的三甘酯含量相对较高;菌体颗粒度对萃取影响不大,说明菌体油脂萃取的主要障碍是菌体细胞壁;压坯处理可有效地破坏细胞结构,非常有利于油脂萃取,压坯后的菌体经3小时萃取可获得80%的萃取率,而未压坯的菌体只能获得50%的萃取率。 和三甘酯相比,双甘酯具有特殊的代谢方式,多价不饱和脂肪酸双甘酯的应用领域正在开发中,本文进行了甘油解法和酯化法合成双甘酯的研究。Novozyme


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