酵母转化脱脂蚕蛹的蛋白降解及产油代谢途径分析(附件)【字数：24403】
摘 要摘 要蚕蛹是蚕茧抽丝后剩余的主要副产品，产量巨大。蚕蛹营养价值丰富，蛋白含量约为60%，含有人体必需的8 种氨基酸，是一种优质的蛋白资源。然而，目前蚕蛹并未得到很好地利用，造成了优质蛋白资源的极大浪费。将蚕蛹蛋白酶解为寡肽培养产油酵母，是扩大其使用途径的好方法。因此，本文研究了酵母转化脱脂蚕蛹的蛋白降解及产油代谢途径分析。主要结果如下从多酶水解体系中酶的选择、酶量、酶解温度和酶解时间4个方面，对微波辅助酶解脱脂蚕蛹的水解工艺进行优化。结果表明，当选择中性蛋白酶胰蛋白酶为1:1（w/w），总酶量为8%，55 ℃酶解60 min为最佳条件。优化了甘蔗渣的水解工艺，探究了甘蔗渣-葡萄糖作为复方碳源的可能性，分析了了其对产油酵母Yarrowia lipolytica W29生长及油脂累积的影响。优化预处理条件之后，甘蔗渣水解液中还原糖浓度达到了74.95±1.63 g/L。甘蔗渣-葡萄糖复方碳源的使用，促进了酵母菌的生长，菌浓度增长到对照组的1.31倍，且亚麻酸含量提高了103 %。探究了一些胁迫因子，如金属离子（Co4+、Fe3+、Cu2+和Zn2+）以及盐胁迫因子，对产油酵母Y. lipolytica W29生长及油脂累积的影响。以硫酸铵为无机碳源，菌浓度与对照组相比提高了8%，且不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸的值提高了43%。NaCl的添加会抑制产油酵母生长，降低脂质代谢的关键酶活性，添加0.3 mol/L NaCl使NADP-苹果酸酶、ATP-柠檬酸裂合酶和脂肪酸合成酶的活性分别下降了5.13%、5.56%和7.23%。另外，添加合适浓度金属离子，可以促进酵母菌的生长。添加10-6 mol/L的Co4+后，菌浓度约为对照组的1.02倍。金属离子添加对脂肪酸组成的影响较大，Co4+、Fe3+和Zn2+均能提高酵母油脂不饱和脂肪酸的含量，而Cu2+的添加会使酵母油脂不饱和脂肪酸的含量降低。综上，本文使用脱脂蚕蛹作为氮源，使用甘蔗渣水解液-葡萄糖作为复方碳源，降低了产油酵母Y. lipolytica W29生产油脂的发酵成本，并解析了一些外部条件对其生长、油脂积累及其代谢途径产生的影响规律，为发酵法制备微生物油脂提供了可行性依据。关键词微生物油脂；脱脂蚕蛹；甘蔗渣；酶解；发酵；胁迫
目 录
第一章 绪论 1
1.1蚕蛹的概述 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
1
1.1.1 蚕蛹的主要成分 1
1.1.2 蚕蛹蛋白的利用途径 1
1.1.3 脱脂蚕蛹的预处理方法 2
1.2木质纤维素的概述 3
1.2.1 木质纤维素的主要成分 3
1.2.2 木质纤维素的利用途径 3
1.2.3 木质纤维素预处理方法 4
1.3 产油微生物和微生物油脂 6
1.3.1 微生物油脂简介 6
1.3.2 产油微生物的培养条件 7
1.3.3 微生物油脂的代谢调控 7
1.4 本课题的研究目的和主要内容 10
1.4.1 本课题的研究目的及意义 10
1.4.2 主要内容 11
1.4.3 技术路线 12
第二章 实验材料与方法 13
2.1实验药品与仪器 13
2.1.1 实验材料 13
2.1.2实验试剂 13
2.1.3实验仪器 13
2.2 微波辅助酶法预处理工艺的优化 14
2.2.1 脱脂蚕蛹粉的制备 14
2.2.2 微波辅助多酶复合水解脱脂蚕蛹 14
2.3 比较不同水解方法处理脱脂蚕蛹的蛋白降解组分理化特征 14
2.3.1氨基酸组成成分分析 14
2.3.2溶解度 15
2.3.3水解度 15
2.3.4蛋白回收率 15
2.3.4 起泡性 15
2.3.5 乳化性 16
2.4甘蔗渣水解液的制备及复方碳源的设计 16
2.4.1 超声辅助稀酸预处理酶解法 16
2.4.2 微波辅助稀酸预处理酶解法 16
2.4.3 水解效果分析 16
2.4.4 甘蔗渣水解液培养产油酵母 17
2.4.5 复方碳源的设计 17
2.4.6 酵母油脂脂肪酸组成分析 18
2.5 胁迫对产油酵母代谢途径调控分析 18
2.5.1 盐胁迫 18
2.5.2 金属离子胁迫 19
2.5.3 几种关键酶活性分析方法 19
第三章 结果与讨论 22
3.1 微波辅助酶法预处理工艺的优化 22
3.1.1 酶的选择 22
3.1.2 酶量 23
3.1.3 酶解温度 24
3.1.4 酶解时间 26
3.1.5 小结 28
3.2不同水解方法处理脱脂蚕蛹的水解液理化特征 28
3.2.1 氨基酸组成分析 28
3.2.2 起泡性 29
3.2.3 乳化性 29
3.2.4 小结 30
3.3甘蔗渣水解液的制备及复方碳源的优化 30
3.3.1 葡萄糖标准曲线 30
3.3.2 水解液还原糖分析 31
3.3.3 复方碳源的优化 32
3.3.4 小结 35
3.4 金属离子胁迫对产油酵母的影响 35
3.4.1 对菌浓度的影响 35
3.4.2 对脂肪酸组成的影响 37
3.4.3 小结 39
3.5盐胁迫对产油酵母代谢途径的影响 40
3.5.1 硫酸铵胁迫 40
3.5.2 氯化钠胁迫 42
3.5.3 关键酶活性 43
3.5.4 小结 45
结 论 46
本科阶段的科技创新小结 47
参考文献 50
致 谢 51
第一章 绪论
1.1蚕蛹的概述
蚕蛹的主要成分
蚕蛹是中国丝绸工业的主要副产物，我国干蚕蛹的产量每年可达50多万吨。蚕蛹含有丰富的蛋白质，占鲜蛹质量的14%~15%，占干蛹质量的45%~50%。蚕蛹蛋白中富含18种氨基酸，其中必需氨基酸在总氨基酸中的含量为42 %左右，是一种优质的蛋白资源[1, 2]。
干蚕蛹含有约30%的油脂，而不饱和脂肪酸含量达75%以上[3, 4]。其中，优质的α亚麻酸（αlinolenic acid，ALA）在蚕蛹体内达到30%以上。但由于蚕蛹中丰富的蛋白质阻碍了油脂的提取，从而提高了生产脱脂蚕蛹蛋白和综合利用蚕蛹资源的成本。
蚕蛹皮富含壳聚糖，占干蚕蛹质量的3~5 %，除蛋白质、脂肪酸、壳聚糖外，蚕蛹中还含有丰富的维生素A、B2、D及麦角甾醇等物质。蚕在摄取桑叶营养的同时，在体内富集桑叶中的金属离子，主要包括钾、钠、钙、镁、铜、锌、铁等，锌元素的含量尤其丰富，均为人体正常发育所必需。然而，蚕蛹体内也含有微量对环境有不利影响的镉、铅和铬等元素[5] 。
综上所述，蚕蛹是一种潜力巨大的生物资源。
目 录
第一章 绪论 1
1.1蚕蛹的概述 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
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1.1.1 蚕蛹的主要成分 1
1.1.2 蚕蛹蛋白的利用途径 1
1.1.3 脱脂蚕蛹的预处理方法 2
1.2木质纤维素的概述 3
1.2.1 木质纤维素的主要成分 3
1.2.2 木质纤维素的利用途径 3
1.2.3 木质纤维素预处理方法 4
1.3 产油微生物和微生物油脂 6
1.3.1 微生物油脂简介 6
1.3.2 产油微生物的培养条件 7
1.3.3 微生物油脂的代谢调控 7
1.4 本课题的研究目的和主要内容 10
1.4.1 本课题的研究目的及意义 10
1.4.2 主要内容 11
1.4.3 技术路线 12
第二章 实验材料与方法 13
2.1实验药品与仪器 13
2.1.1 实验材料 13
2.1.2实验试剂 13
2.1.3实验仪器 13
2.2 微波辅助酶法预处理工艺的优化 14
2.2.1 脱脂蚕蛹粉的制备 14
2.2.2 微波辅助多酶复合水解脱脂蚕蛹 14
2.3 比较不同水解方法处理脱脂蚕蛹的蛋白降解组分理化特征 14
2.3.1氨基酸组成成分分析 14
2.3.2溶解度 15
2.3.3水解度 15
2.3.4蛋白回收率 15
2.3.4 起泡性 15
2.3.5 乳化性 16
2.4甘蔗渣水解液的制备及复方碳源的设计 16
2.4.1 超声辅助稀酸预处理酶解法 16
2.4.2 微波辅助稀酸预处理酶解法 16
2.4.3 水解效果分析 16
2.4.4 甘蔗渣水解液培养产油酵母 17
2.4.5 复方碳源的设计 17
2.4.6 酵母油脂脂肪酸组成分析 18
2.5 胁迫对产油酵母代谢途径调控分析 18
2.5.1 盐胁迫 18
2.5.2 金属离子胁迫 19
2.5.3 几种关键酶活性分析方法 19
第三章 结果与讨论 22
3.1 微波辅助酶法预处理工艺的优化 22
3.1.1 酶的选择 22
3.1.2 酶量 23
3.1.3 酶解温度 24
3.1.4 酶解时间 26
3.1.5 小结 28
3.2不同水解方法处理脱脂蚕蛹的水解液理化特征 28
3.2.1 氨基酸组成分析 28
3.2.2 起泡性 29
3.2.3 乳化性 29
3.2.4 小结 30
3.3甘蔗渣水解液的制备及复方碳源的优化 30
3.3.1 葡萄糖标准曲线 30
3.3.2 水解液还原糖分析 31
3.3.3 复方碳源的优化 32
3.3.4 小结 35
3.4 金属离子胁迫对产油酵母的影响 35
3.4.1 对菌浓度的影响 35
3.4.2 对脂肪酸组成的影响 37
3.4.3 小结 39
3.5盐胁迫对产油酵母代谢途径的影响 40
3.5.1 硫酸铵胁迫 40
3.5.2 氯化钠胁迫 42
3.5.3 关键酶活性 43
3.5.4 小结 45
结 论 46
本科阶段的科技创新小结 47
参考文献 50
致 谢 51
第一章 绪论
1.1蚕蛹的概述
蚕蛹的主要成分
蚕蛹是中国丝绸工业的主要副产物，我国干蚕蛹的产量每年可达50多万吨。蚕蛹含有丰富的蛋白质，占鲜蛹质量的14%~15%，占干蛹质量的45%~50%。蚕蛹蛋白中富含18种氨基酸，其中必需氨基酸在总氨基酸中的含量为42 %左右，是一种优质的蛋白资源[1, 2]。
干蚕蛹含有约30%的油脂，而不饱和脂肪酸含量达75%以上[3, 4]。其中，优质的α亚麻酸（αlinolenic acid，ALA）在蚕蛹体内达到30%以上。但由于蚕蛹中丰富的蛋白质阻碍了油脂的提取，从而提高了生产脱脂蚕蛹蛋白和综合利用蚕蛹资源的成本。
蚕蛹皮富含壳聚糖，占干蚕蛹质量的3~5 %，除蛋白质、脂肪酸、壳聚糖外，蚕蛹中还含有丰富的维生素A、B2、D及麦角甾醇等物质。蚕在摄取桑叶营养的同时，在体内富集桑叶中的金属离子，主要包括钾、钠、钙、镁、铜、锌、铁等，锌元素的含量尤其丰富，均为人体正常发育所必需。然而，蚕蛹体内也含有微量对环境有不利影响的镉、铅和铬等元素[5] 。
综上所述，蚕蛹是一种潜力巨大的生物资源。
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