深黄被孢霉发酵生产花生四烯酸的工艺参数的研究

论文摘要

花生四烯酸（Arachidonic acid，AA或ARA）是一种基本的脂肪酸，属ω-6系列的一种人体重要多不饱和脂肪酸，具有多种生理活性和重要的营养作用。本课题采用深黄被孢霉诱变高产菌YZ-124为实验菌株，对高产菌株发酵生产ARA的发酵培养基、培养条件进行优化，采用超声波辅助有机溶剂法提取发酵液中的ARA，并对其工艺参数进行优化，最后利用尿素包合法和硝酸银硅胶柱层析法结合对微生物油脂进行纯化，得到较高纯度的ARA。1.对深黄被孢霉诱变高产菌株YZ-124发酵生产ARA的培养基及培养条件进行优化。以ARA产量为指标，确定了深黄被孢酶诱变高产菌株YZ-124最佳的发酵培养基及其培养条件。在单因素试验的基础上，采用正交组合试验确定了最佳发酵培养基为：葡萄糖为碳源，酵母膏为氮源，碳氮比为30:1，pH值为6、柠檬酸钠0.2%，磷酸二氢钾0.2%，硫酸镁0.05%，在此基础上研究其最佳的培养条件为：培养温度为28℃、培养时间为8d、接种量为20%。最佳试验条件下花生四烯酸产量可达2.40g/L。2.超声波辅助有机溶剂法提取ARA工艺参数的优化。以ARA产量为指标，在单因素试验的基础上利用二次回归旋转组合试验优化其提取工艺参数，通过方差分析表明拟合良好，各因素对ARA产量的影响从大到小依次为：超声频率、超声时间、料液比、超声温度。通过对单因素和响应面分析，得到提取ARA的最佳工艺条件为：超声频率为65kHz、超声时间为30min、料液比为1:9、超声温度为40℃，在此条件下ARA产量达到2.49g/L。3.尿素包合法与硝酸银硅胶柱层析法结合纯化ARA的工艺研究。通过尿素包合法先对微生物油脂进行初步纯化，得到尿素包合脂肪酸样品，其中ARA含量为34.69%。再经过用100g硅胶、10g硝酸银配制成的硝酸银硅胶柱，在尿素包合脂肪酸样品与吸附剂比例为1:20，洗脱流速为50r/min的柱层析条件，正己烷溶液进行洗脱，ARA的含量达到84.23%，比纯化前提高了142.81%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 花生四烯酸
• 1.2 花生四烯酸的存在和分布
• 1.3 花生四烯酸的生化代谢途径
• 1.4 花生四烯酸的营养和保健功能
• 1.4.1 促进婴幼儿大脑的发育
• 1.4.2 影响婴幼儿的视力
• 1.4.3 心血管的保健作用
• 1.4.4 参与造血和免疫调节
• 1.5 ARA 的应用
• 1.5.1 在婴幼儿营养食品中的应用
• 1.5.2 在医药方面的应用
• 1.5.3 在化妆品中的应用
• 1.6 微生物发酵生产 ARA 的研究进展
• 1.6.1 ARA 高产菌株的研究进展
• 1.6.2 发酵法生产 ARA 影响因素的研究进展
• 1.7 ARA 的提取纯化的研究进展
• 1.7.1 低温溶剂分离法
• 1.7.2 银离子络合法
• 1.7.3 尿素包合法
• 1.7.4 超临界萃取法
• 1.7.5 柱层析法
• 1.7.6 分子蒸馏法
• 1.8 课题的研究背景及意义
• 1.9 研究内容
• 1.9.1 深黄被孢霉发酵生产花生四烯酸的培养基及培养条件的优化研究
• 1.9.2 超声波辅助有机溶剂法提取花生四烯酸技术研究
• 1.9.3 利用硝酸银硅胶柱层析分离纯化花生四烯酸的研究
• 第二章 深黄被孢霉发酵生产花生四烯酸的培养基及培养条件的优化研究
• 2.1 试验材料与试验方法
• 2.1.1 实验菌株
• 2.1.2 试剂
• 2.1.3 仪器及设备
• 2.1.4 培养基
• 2.2 实验内容
• 2.2.1 培养方法
• 2.2.2 发酵培养基的优化
• 2.2.3 发酵培养条件的优化
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 发酵培养基优化
• 2.3.2 培养条件对 ARA 产量的影响
• 2.3.3 最佳发酵培养条件的确定
• 2.4 讨论
• 2.5 本章小结
• 第三章 超声波辅助有机溶剂法提取花生四烯酸技术研究
• 3.1 材料
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 试剂
• 3.1.3 仪器设备
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 超声辅助法
• 3.2.2 分析方法
• 3.2.3 实验设计
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 不同料液比对油脂出油率和 ARA 产量的影响
• 3.3.2 不同超声时间对油脂出油率和 ARA 产量的影响
• 3.3.3 不同超声频率对油脂出油率和 ARA 产量的影响
• 3.3.4 不同超声温度对油脂出油率和 ARA 产量的影响
• 3.3.5 响应面试验结果与分析
• 3.4 讨论
• 3.5 本章小结
• 第四章 硝酸银硅胶柱层析分离纯化花生四烯酸的研究
• 4.1 材料
• 4.1.1 原料
• 4.1.2 试剂
• 4.1.3 仪器设备
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 微生物油脂的提取
• 4.2.2 脂肪酸的制备
• 4.2.3 尿素包合法浓缩脂肪酸样品的制备
• 4.2.4 硝酸银硅胶的制备
• 4.2.5 装柱
• 4.2.6 样品上柱
• 4.2.7 洗脱
• 4.2.8 脂肪酸回收
• 4.2.9 ARA 测定方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 尿素包合分离结果
• 4.3.2 尿素包合后脂肪酸纯化的洗脱曲线
• 4.3.3 最佳上样量的选择
• 4.3.4 最佳流速的选择
• 4.3.5 气相色谱分析结果
• 4.4 讨论
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 英文缩写表
• 致谢