产2,6二甲氧基对苯醌菌种筛选及发酵条件研究
产2,6二甲氧基对苯醌菌种筛选及发酵条件研究[20200408174322]
摘 要
本文以脱脂小麦胚芽为唯一底物，利用11株酵母菌对其发酵，以发酵提取物中的活性物质即2,6-二甲氧基对苯醌（2,6-DMBQ）含量作为指标，筛选出一株高产2,6-DMBQ酵母菌株。在培养液中添加碳源、氮源、金属离子、微量元素等因子，研究其对2,6-DMBQ产量的影响。实验结果表明，将料液高压蒸汽灭菌作为培养基对发酵具有明显效果，10514酿酒酵母为发酵小麦胚芽产生2,6-DMBQ的优质菌株，单因素实验优化的发酵条件为：料水比为 1∶12；氮源为酵母膏，添加量为1g；金属离子为K+、Zn2+，添加量均为0.1g。该条件下10514酿酒酵母发酵小麦胚芽产 2,6-二甲氧基对苯醌的含量为145.45μg/mL。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:小麦胚芽发酵2,6-二甲氧基对苯醌
目 录
1 引言 1
1.1 小麦胚芽生理活性物质的应用前景 1
1.2 醌类物质的研究现状 1
1.2.1 醌类物质的来源 1
1.2.2 醌类物质的理化性质 1
1.2.3 醌类物质的生理活性及作用机制 2
1.2.4国内外对小麦胚芽发酵提取物中分离的苯醌类物质的研究进展 3
1.3 本实验主要研究的内容 4
2 实验材料与方法 5
2.1 材料 5
2.1.1实验材料 5
2.1.2 菌种 5
2.1.3培养基 5
2.1.4 主要仪器 5
2.2 分析方法 5
2.2.1 HPLC法测定2,6-DMBQ的含量 6
2.2.2酵母菌直接计数法 6
2.3实验方法 6
2.3.1料液高压蒸汽灭菌对2,6-DMBQ产量的影响 6
2.3.2不同酵母菌株产2,6-DMBQ能力分析 6
2.3.3料水比对2,6-DMBQ产量的影响 6
2.3.4碳源浓度对2,6-DMBQ产量的影响 6
2.3.5氮源种类对2,6-DMBQ产量的影响 6
2.3.6氮源浓度对2,6-DMBQ产量的影响 7
2.3.7金属离子种类对2,6-DMBQ产量的影响 7
2.3.8微量元素种类对2,6-DMBQ产量的影响 7
3.1料液高压蒸汽灭菌对2,6-DMBQ的影响 8
3.2不同酵母菌株产2,6-DMBQ能力分析 8
3.3 发酵条件对2,6-DMBQ产量的影响 9
3.3.1料水比对2,6-DMBQ产量的影响 9
3.3.2碳源浓度对2,6-DMBQ产量的影响 10
3.3.3氮源种类对2,6-DMBQ产量的影响 11
3.3.4氮源浓度对2,6-DMBQ产量的影响 12
3.3.5金属离子种类对2,6-DMBQ产量的影响 13
3.3.6微量元素种类对2,6-DMBQ产量的影响 14
3.3.7优化培养基对2,6-DMBQ产量的影响 15
4、结论 17
参考文献 18
致谢 19
1 引言
1.1 小麦胚芽生理活性物质的应用前景
小麦胚芽[1]也叫麦芽粉、麦胚，是褐色的粉末状物质。因此小麦胚芽被称为是优质的小麦籽粒的命脉和精华[2]，它含有丰富的蛋白质、维生素、矿物质、人体必需的8种的氨基酸[3]以及一些微量的生理活性组分，其营养价值极高。
生理活性物质[4]是指对人或动物生理现象产生影响或者高级生命活动产生调节作用的生理活性组分。目前，通过分离技术[5]，生理活性物质已从小麦胚芽提取，大致分为二十八碳醇，谷胱甘肽过氧化物酶，谷胱甘肽，小麦胚芽凝集素，小麦胚芽细胞激肽[6]。麦胚凝集素[7]是一类蛋白质，其可以与糖类结合在一起，具有专一性和可逆性。它能够通过葡萄糖氧化酶，降低人体血浆葡萄糖含量。谷胱甘肽[8]能使免疫系统具有正常的功能，它作为抗氧化剂和整合排毒剂，可以用于功能性食品和一些药物的主要基料，在养颜抗衰老、增强人体免疫力、保护肝脏等功能性食品中具有广泛的应用。二十八碳醇[9]可以抗疲劳，可以防治心脑血管疾病、骨质疏松以及恢复受损肝细胞。这些小麦胚芽生理活性物质在功能食品以及医疗保健等方面有着良好的发展前景。除了上述的小麦胚芽中含有生理活性物质，在小麦胚芽发酵产物中提取出了醌类物质，其同样也具有生理活性。
1.2 醌类物质的研究现状
1.2.1 醌类物质的来源
醌类化合物是一类分布广泛的化合物。研究表明，醌类化合物在茜草科如茜草，鼠李科如鼠李，高等植物蓼科如大黄、何首乌、虎杖，百合科如芦荟，豆科如决明子等科属及地衣类和菌类都有存在。它们都是醌式结构或者醌类性质的物质。
1.2.2 醌类物质的理化性质
醌类化合物大致包含苯醌，萘醌 ，菲醌 和蒽醌 四类。其都具有醌类化合物的性质，且大多是有色的结晶体。蒽醌及蒽醌的衍生物在中药中广泛存在。
（1）邻苯醌和对苯醌两类是苯醌类物质的主要类型。其能被蒸馏出令人恶心的臭味，对人体的皮肤和粘膜具有一定的伤害，性质不稳定，容易被还原剂还原成对苯二酚。对苯醌主要呈现为黄色的晶体，能被水蒸气蒸出具有毒性的刺激性气体，具有腐蚀作用且性质不稳定。
（2）萘醌大致有三种结构，α-萘醌类衍生物是唯一的天然的萘醌。萘醌大多是羟基萘醌，也有例外，如维生素K类是非羟基的萘醌。萘醌和苯醌一样，也大多呈现为橙色、黄色的晶体。
（3）邻菲醌和对菲醌两种类型主要为天然的菲醌化合物，如丹参根中分离出的菲醌衍生物，对菲醌有丹参新醌甲、乙、丙。邻菲醌有丹参醌Ⅰ、丹参醌Ⅱ。丹参醌类具有抗菌和扩冠作用。丹参醌Ⅱ磺酸钠注射液临床上治疗冠心病、心肌梗塞。
（4）蒽醌化合物在所有植物的根、皮、叶、茎、种子、果实中广泛存在。其可以与糖类结合成苷类物质。蒽醌类物质在常压下受热便会升华。其可以溶于有机溶剂如丙酮、甲醇、乙醇中。
据报道，有研究证明小麦胚芽发酵提取物中含有2-甲氧基对苯醌和2,6-甲氧基对苯醌，其化学结构式如图1所示。
图1、两种醌类物质的化学结构式
Fig1. Chemical structures of the two quinones
1.2.3 醌类物质的生理活性[10]及作用机制
（1）致泻机制
醌类物质大多具有致泻作用，在大黄中可以提取出番泻苷类如苷A和苷B，其具有最强的泻效。相比于泻下作用最强的番泻苷类，大黄酸葡萄糖苷只有其作用的百分之三十。大黄中具有制泻机制的有效组分大约有20种，大黄中的番泻苷A类物质是人体内具有泻下作用的主要物质。其作用机理是其在小肠中有部分番泻苷被人体所吸收，小部分再通过血液或胆汁的运行从而进入了大肠，大部分直接进入大肠，在肠内某些细菌的作用下经过一系列的水解、还原等化学反应后产生了明显的制泻效果。
近来，大黄在药理和临床上对肾功能的有效作用受到普遍的重视，据报道，大黄提取物在延缓慢性肾衰等疾病上具有明显的效果。
（2）抗菌机制
夫霉醌是某些霉菌的代谢产物，它具有明显的抗菌作用。多为橙色结晶的中药丹参中的醌类化合物，具有抗菌及抑菌的作用，总丹参酮可用于治疗某些细菌引起的化脓，外科感染，扁桃体炎、痤疮以及宫禁糜烂等疾病。研究表明，金丝桃素在体外对各种病毒具有强烈的抑制作用，它可以抗病毒、抗抑郁和光动活性，可以作为某些药物抗病毒作用的主要成分。研究表明，从中药材中提取的金丝桃素对人工感染的H5N1亚型禽流感家禽活体具有100％的治愈率。
摘 要
本文以脱脂小麦胚芽为唯一底物，利用11株酵母菌对其发酵，以发酵提取物中的活性物质即2,6-二甲氧基对苯醌（2,6-DMBQ）含量作为指标，筛选出一株高产2,6-DMBQ酵母菌株。在培养液中添加碳源、氮源、金属离子、微量元素等因子，研究其对2,6-DMBQ产量的影响。实验结果表明，将料液高压蒸汽灭菌作为培养基对发酵具有明显效果，10514酿酒酵母为发酵小麦胚芽产生2,6-DMBQ的优质菌株，单因素实验优化的发酵条件为：料水比为 1∶12；氮源为酵母膏，添加量为1g；金属离子为K+、Zn2+，添加量均为0.1g。该条件下10514酿酒酵母发酵小麦胚芽产 2,6-二甲氧基对苯醌的含量为145.45μg/mL。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:小麦胚芽发酵2,6-二甲氧基对苯醌
目 录
1 引言 1
1.1 小麦胚芽生理活性物质的应用前景 1
1.2 醌类物质的研究现状 1
1.2.1 醌类物质的来源 1
1.2.2 醌类物质的理化性质 1
1.2.3 醌类物质的生理活性及作用机制 2
1.2.4国内外对小麦胚芽发酵提取物中分离的苯醌类物质的研究进展 3
1.3 本实验主要研究的内容 4
2 实验材料与方法 5
2.1 材料 5
2.1.1实验材料 5
2.1.2 菌种 5
2.1.3培养基 5
2.1.4 主要仪器 5
2.2 分析方法 5
2.2.1 HPLC法测定2,6-DMBQ的含量 6
2.2.2酵母菌直接计数法 6
2.3实验方法 6
2.3.1料液高压蒸汽灭菌对2,6-DMBQ产量的影响 6
2.3.2不同酵母菌株产2,6-DMBQ能力分析 6
2.3.3料水比对2,6-DMBQ产量的影响 6
2.3.4碳源浓度对2,6-DMBQ产量的影响 6
2.3.5氮源种类对2,6-DMBQ产量的影响 6
2.3.6氮源浓度对2,6-DMBQ产量的影响 7
2.3.7金属离子种类对2,6-DMBQ产量的影响 7
2.3.8微量元素种类对2,6-DMBQ产量的影响 7
3.1料液高压蒸汽灭菌对2,6-DMBQ的影响 8
3.2不同酵母菌株产2,6-DMBQ能力分析 8
3.3 发酵条件对2,6-DMBQ产量的影响 9
3.3.1料水比对2,6-DMBQ产量的影响 9
3.3.2碳源浓度对2,6-DMBQ产量的影响 10
3.3.3氮源种类对2,6-DMBQ产量的影响 11
3.3.4氮源浓度对2,6-DMBQ产量的影响 12
3.3.5金属离子种类对2,6-DMBQ产量的影响 13
3.3.6微量元素种类对2,6-DMBQ产量的影响 14
3.3.7优化培养基对2,6-DMBQ产量的影响 15
4、结论 17
参考文献 18
致谢 19
1 引言
1.1 小麦胚芽生理活性物质的应用前景
小麦胚芽[1]也叫麦芽粉、麦胚，是褐色的粉末状物质。因此小麦胚芽被称为是优质的小麦籽粒的命脉和精华[2]，它含有丰富的蛋白质、维生素、矿物质、人体必需的8种的氨基酸[3]以及一些微量的生理活性组分，其营养价值极高。
生理活性物质[4]是指对人或动物生理现象产生影响或者高级生命活动产生调节作用的生理活性组分。目前，通过分离技术[5]，生理活性物质已从小麦胚芽提取，大致分为二十八碳醇，谷胱甘肽过氧化物酶，谷胱甘肽，小麦胚芽凝集素，小麦胚芽细胞激肽[6]。麦胚凝集素[7]是一类蛋白质，其可以与糖类结合在一起，具有专一性和可逆性。它能够通过葡萄糖氧化酶，降低人体血浆葡萄糖含量。谷胱甘肽[8]能使免疫系统具有正常的功能，它作为抗氧化剂和整合排毒剂
1.2 醌类物质的研究现状
1.2.1 醌类物质的来源
醌类化合物是一类分布广泛的化合物。研究表明，醌类化合物在茜草科如茜草，鼠李科如鼠李，高等植物蓼科如大黄、何首乌、虎杖，百合科如芦荟，豆科如决明子等科属及地衣类和菌类都有存在。它们都是醌式结构或者醌类性质的物质。
1.2.2 醌类物质的理化性质
醌类化合物大致包含苯醌
（1）邻苯醌和对苯醌
（2）萘醌大致有三种结构，α-萘醌类衍生物是唯一的天然的萘醌。萘醌大多是羟基萘醌，也有例外，如维生素K类是非羟基的萘醌。萘醌和苯醌一样，也大多呈现为橙色、黄色的晶体。
（3）邻菲醌和对菲醌两种类型主要为天然的菲醌化合物，如丹参根中分离出的菲醌衍生物，对菲醌有丹参新醌甲、乙、丙。邻菲醌有丹参醌Ⅰ、丹参醌Ⅱ。丹参醌类具有抗菌和扩冠作用。丹参醌Ⅱ磺酸钠注射液临床上治疗冠心病、心肌梗塞。
（4）蒽醌化合物在所有植物的根、皮、叶、茎、种子、果实中广泛存在。其可以与糖类结合成苷类物质。蒽醌类物质在常压下受热便会升华。其可以溶于有机溶剂如丙酮、甲醇、乙醇中。
据报道，有研究证明小麦胚芽发酵提取物中含有2-甲氧基对苯醌和2,6-甲氧基对苯醌，其化学结构式如图1所示。
图1、两种醌类物质的化学结构式
Fig1. Chemical structures of the two quinones
1.2.3 醌类物质的生理活性[10]及作用机制
（1）致泻机制
醌类物质大多具有致泻作用，在大黄中可以提取出番泻苷类如苷A和苷B，其具有最强的泻效。相比于泻下作用最强的番泻苷类，大黄酸葡萄糖苷只有其作用的百分之三十。大黄中具有制泻机制的有效组分大约有20种，大黄中的番泻苷A类物质是人体内具有泻下作用的主要物质。其作用机理是其在小肠中有部分番泻苷被人体所吸收，小部分再通过血液或胆汁的运行从而进入了大肠，大部分直接进入大肠，在肠内某些细菌的作用下经过一系列的水解、还原等化学反应后产生了明显的制泻效果。
近来，大黄在药理和临床上对肾功能的有效作用受到普遍的重视，据报道，大黄提取物在延缓慢性肾衰等疾病上具有明显的效果。
（2）抗菌机制
夫霉醌是某些霉菌的代谢产物，它具有明显的抗菌作用。多为橙色结晶的中药丹参中的醌类化合物，具有抗菌及抑菌的作用，总丹参酮可用于治疗某些细菌引起的化脓，外科感染，扁桃体炎、痤疮以及宫禁糜烂等疾病。研究表明，金丝桃素在体外对各种病毒具有强烈的抑制作用，它可以抗病毒、抗抑郁和光动活性，可以作为某些药物抗病毒作用的主要成分。研究表明，从中药材中提取的金丝桃素对人工感染的H5N1亚型禽流感家禽活体具有100％的治愈率。
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