法夫酵母虾青素发酵条件的优化及提取与分析研究

论文题目: 法夫酵母虾青素发酵条件的优化及提取与分析研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 食品科学

作者: 倪辉

导师: 何国庆

关键词: 法夫酵母,虾青素,比光谱导数,液相色谱,提取,诱变育种,培养基优化,发酵条件,分批补料发酵

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 虾青素(3,3’-二羟基-β,β’-胡萝卜素-4,4’二酮)是生物界广泛存在的一种类胡萝卜素类物质,在生物体内虾青素具有抗氧化、抗肿瘤、抗辐射、抗衰老、提高免疫力、抗光敏作用及显色等多种生物学功能,在食品、医药、化妆品、饲料等行业中有广泛地需求。法夫酵母是一种重要的天然虾青素资源,为了利用法夫酵母生产天然虾青素,本课题对法夫酵母虾青素的分析及提取方法、法夫酵母突变育种、虾青素的累积模型、培养基、培养条件进行了研究,并对高产虾青素的法夫酵母突变株的发酵经济学进行了初步的评价。 在丙酮二甲亚砜混合溶液中,虾青素的最大吸收波长范围为470-490 nm,β-胡萝卜素的最大吸收波长范围为450—465nm。以虾青素为标准样,487nm为测定波长,利用分光法测定法夫酵母类胡萝卜素总量工作曲线的回归模型为y=0.0913x+0.0037,回归模型的R~2值超过了0.999,样品的回收率范围为98.85%～102.60%,RSD值为0.30%～7.00%。该法能快速、准确地测定法夫酵母的总类胡萝卜素含量。 在很大的波长范围内,虾青素和β-胡萝卜素的分光光谱严重重叠,用传统的分光法不能分别定量法夫酵母中的虾青素素和β-胡萝卜素。比导数光谱法是近年来发展起来的一种新型分光分析方法,它可以消除混合物中结构类似物的干扰。利用比导数光谱法测定虾青素的波长为466nm,求导间隔为2nm,除数因子为2mg/l;测定β-胡萝卜素的波长为461nm,求导间隔为2nm,除数因子为2mg/l。在此条件下,虾青素和β-胡萝卜素标准曲线的回归方程分别为y=0.0146x-0.0006和y=-0.0082x-0.0002,模型的R~2值都超过了0.999,虾青素和β-胡萝卜素的回收率都在99%-101%之间,标准偏差都小于5%。该法适用于快速对大量法夫酵母样品的虾青素和β-胡萝卜素进行定量分析。 法夫酵母含有多种类胡萝卜素成分,利用色谱方法可以同时对多种类胡萝卜素组分进行分析测定。薄层色谱是一种快速、微量的分析方法,适用于硅胶薄层分析法夫酵母类胡萝卜素的溶剂极性为1.45左右,乙醚、三氯甲烷、二氯甲烷三种极性混合溶剂的比例为0.148:0.501:0.350,由于受到仪器及类胡萝卜素特殊性质的限制,建立的薄层色

论文目录:

目录

摘要

Abstract

第一章 文献综述

1 虾青素概述

1．1 虾青素简介

1．2 虾青素的化学结构

1．2．1 虾青素的基本结构

1．2．2 虾青素的立体异构体

1．2．3 虾青素的几何异构体

1．2．4 游离虾青素与酯化虾青素

1．3 虾青素的基本理化性质

1．4 虾青素的生理活性

1．5 虾青素的商业应用

1．5．1 在饲料中的应用

1．5．2 医药及保健品中的应用

1．5．3 其他方面的应用

2 虾青素的来源及生产技

2．1 虾青素的化学合成

2．2 从水产下脚料中提取虾青素

2．3 培养藻类生产虾青素

2．4 培养酵母生产虾青素

2．5 培养细菌生产虾青素

2．6 天然虾青素及人工合成虾青素的差异

2．7 不同方法生产虾青素的产业化前景比较

3 法夫酵母与虾青素

3．1 法夫酵母概述

3．2 类胡萝卜素在法夫酵母体内的细胞位置

3．3 法夫酵母生物合成虾青素的途径

3．4 法夫酵母生物合成虾青素的调节控制

3．5 高产菌种的选育

3．5．1 法夫酵母的突变育种

3．5．2 原生质体融合育种

3．5．3 基因工程育种

3．6 法夫酵母合成虾青素条件的研究

3．7 法夫酵母与虾青素的研究现状与对策

4 本论文的研究思路及意义

参考文献

第二章 分光法测定法夫酵母类胡萝卜素含量的研究

1 引言

2 材料与方法

2．1 实验仪器

2．2 化学药品及试剂

2．3 标准溶液的配制

2．4 法夫酵母的培养及类胡萝卜素提取

2．5 比导数光谱值的计算

3 实验结果

3．1 法夫酵母类胡萝卜素的吸收光谱

3．2 分光法测定法夫酵母总类胡萝卜素试验

3．2．1 标准工作曲线

3．2．2 标准溶液的分析

3．3 比光谱导数法同时测定法夫酵母虾青素和β—胡萝卜素试验

3．3．1 波长对比光谱导数值的影响

3．3．2 求导间隔对虾青素和β-胡萝卜素比导数光谱值的影响

3．3．3 除数因子对比光谱导数值的影响

3．3．4 共存物对比导数光谱的影响

3．3．5 工作曲线

3．3．6 标准混合样品的分析

4 讨论与结论

4．1 法夫酵母类胡萝卜素的光谱特征

4．2 分光法测定法夫酵母类胡萝卜素总量方法的优化及应用评价

4．3 比光谱导数法测定法夫酵母中虾青素及β—胡萝卜素的方法建立及应用评价

参考文献

第三章 法夫酵母类胡萝卜素薄层色谱及液相色谱分析方法的优化及应用研究

1 前言

2 材料与方法

2．1 菌种

2．1．1 实验仪器

2．1．2 实验药品

2．1．3 培养方法和发酵条件

2．2 实验方法

2．2．1 法夫酵母的培养与类胡萝卜素的提取

2．2．2 溶剂极性的计算

2．2．3 薄层分析流程

2．2．4 高效液相色谱仪的使用流程

2．2．5 分离度的计算

2．2．6 簿层色谱溶剂的优化

2．2．7 液相色谱溶剂组成及梯度优化方法

2．2．8 数据分析方法

3 实验结果

3．1 法夫酵母类胡萝卜素簿层分析试验

3．1．1 展开溶剂极性对法夫酵母类胡萝卜素薄层分析的影响

3．1．2 溶剂组成优化的混料实验

3．1．3 混料实验结果的验证及溶剂的进一步筛选

3．1．4 标准曲线的绘制

3．1．5 回收率及精密度实验

3．2 法夫酵母类胡萝卜素高效液相色谱分析试验

3．2．1 溶剂组成的优化

3．2．2 水相比例对法夫酵母类胡萝卜素分离的影响

3．2．3 溶剂梯度优化实验计

3．2．4 标准曲线的绘制

3．2．5 混合标准样品分析试验

4 讨论与结论

4．1 法夫酵母类胡萝卜素薄层分析方法的优化及应用价值

4．2 法夫酵母类胡萝卜素高效液相色谱分析方法的优化及应用价值

参考文献

第四章 法夫酵母虾青素提取条件的优化

1 前言

2 材料和方法

2．1 实验材料

2．1．1 实验菌株

2．1．2 实验药品

2．1．3 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 发酵及菌体获取方法

2．2．2 法夫酵母虾青素的提取流程

2．2．3 虾青素分析方法

2．2．4 细胞破壁方法

2．2．5 提取条件优化方法

2．2．6 数据分析方法

3 实验结果

3．1 不同破壁方法对法夫酵母虾青素提取效果的影响

3．2 二甲亚砜法提取法夫酵母虾青素条件的优化

3．2．1 不同溶剂对法夫酵母虾青素提取率的影响

3．2．2 析因实验

3．2．3 最速上升实验

3．2．4 中心组合(CCD)实验

3．2．5 验证实验

3．3 酸法破壁法夫酵母提取虾青素工艺优化的研究

3．3．1 不同酸破壁法夫酵母提取虾青素试验

3．3．2 浸提溶剂的选择实验

3．3．3 析因实验

3．3．4 最速上升实验

3．3．5 中心组合实验

3．3．6 验证实验

4 讨论与结论

4．1 破壁方法的选择

4．2 提取溶剂的选择

4．3 二甲亚砜破壁法夫酵母提取虾青素的工艺及应用价值

4．4 酸法破壁法夫酵母对提取虾青素的影响及破壁用酸的选择

4．5 酸法破壁法夫酵母提取虾青素的工艺及应用价值

参考文献

第五章 法夫酵母人工诱变及突变株的分离

1 前言

2 材料和方法

2．1 材料与药品

2．1．1 出发菌株

2．1．2 实验药品

2．1．3 培养基

2．1．4 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 培养方法

2．2．2 人工诱变

2．2．3 突变株的分离筛选与保种

2．2．4 突变株的培养与类胡萝卜素提取

2．2．5 素分析及类胡萝卜素突变株鉴定

3 实验结果

3．1 诱变时间对死亡率的影响

3．2 突变株色素的薄层色谱分析

3．3 突变株类胡萝卜素的液相色谱分析

3．4 法夫酵母高产菌株7B12的菌落培养特征

3．5 法夫酵母7B12虾青素累积模型的研究

4 讨论与结论

4．1 诱变时间的选择

4．2 突变株的初步筛选

4．3 突变株的复筛及色素的鉴定

4．4 法夫酵母高产菌株7B12虾青素合成的代谢特征及基本模型

参考文献

第六章 法夫酵母7B12产虾青素培养基优化

1 前言

2 材料和方法

2．1 实验材料

2．1．1 菌种

2．1．2 培养基

2．1．3 实验试剂与药品

2．1．4 试验仪器

2．2 试验方法

2．2．1 种子培养方法

2．2．2 摇瓶培养方法

2．2．3 发酵罐培养方法

2．2．4 菌体的获取方法

2．2．5 生物量的测定

2．2．6 pH值的测定

2．2．7 残糖的测定

2．2．8 类胡萝卜素的提取

2．2．9 虾青素含量的测定

2．2．10 发酵参数据的计算

3 实验结果

3．1 金属离子对法夫酵母7B12产虾青素的影响

3．1．1 不同金属离子对法夫酵母产虾青素的影响

3．1．2 复合金属离子对法夫酵母产虾青素的影响

3．1．3 验证实验

3．1．4 优化金属子组合批式培养法夫酵母7B12的实验

3．2 不同碳源对法夫酵母7B12发酵的影响

3．3 碳源浓度对法夫酵母7B12发酵的影响

3．4 法夫酵母产虾青素氮源优化实验

3．4．1 不同氮源对法夫酵母7B12发酵的影响

3．4．2 氮源复合试验

3．4．3 复合氮源的进一步比较

3．4．4 优化氮源分批培养实验

3．4．5 氮源成分调整分批发酵实验

4 讨论与结论

4．1 金属离子对法夫酵母7B12培养的影响及产虾青素金属离子复合优化

4．2 法夫酵母7B12发酵的碳源

4．3 3碳源浓度对法夫酵母7B12培养的影响

4．4 法夫酵母7B12发酵的氮源

参考文献

第七章 法夫酵母7B12培养条件的优化及补料发酵

1 前言

2 材料和方法

2．1 实验材料

2．1．1 菌种

2．1．2 培养基

2．1．3 试验仪器

2．1．4 实验药品

2．2 试验方法

2．2．1 种子培养方法

2．2．2 摇瓶培养方法

2．2．3 菌体的获取方法

2．2．4 生物量的测定

2．2．5 pH值的测定

2．2．6 残糖的测定

2．2．7 类胡萝卜素的提取

2．2．8 虾青素含量的测定

2．2．9 发酵参数据的计算

3 实验结果

3．1 温度对法夫酵母7B12培养影响实验

3．2 pH对培养法夫酵母7B12培养的实验

3．3 溶氧对法夫酵母7B12发酵影响试验

3．4 30L发酵罐分批补料培养法夫酵母7B12

3．5 200L发酵罐分批补料培养法夫酵母7B12

4 讨论与结论

4．1 温度对法夫酵母7B12培养的影响及发酵温度的选择

4．2 pH值对法夫酵母7B12培养的影响及发酵pH值的选择

4．3 溶氧对法夫酵母7B12培养的影响及发酵溶氧的选择

4．4 法夫酵母7B12补料分批培养及其发酵经济学

参考文献

第八章 主要结论与建议

1 主要结论

2 后续研究建议

致谢

个人简介及攻读博士学位期间发表的论文

发布时间: 2005-07-15

参考文献

• [1].酿酒酵母中虾青素生物合成及其代谢调控的研究[D]. 周萍萍.浙江大学2018
• [2].利用雨生红球藻和红发夫酵母代谢过程中的协同效应提高虾青素产量[D]. 董庆霖.天津大学2004
• [3].红发夫酵母（Phaffia rhodozyma）的诱变和原生质体融合及发酵优化研究[D]. 田小群.华南理工大学2003
• [4].红发夫酵母Phaffia rhodozyma培养生产虾青素的研究[D]. 朱明军.华南理工大学2001
• [5].红法夫酵母酶法破壁提取虾青素及其β-环糊精包合的研究[D]. 蹇华丽.华南理工大学2005
• [6].红法夫酵母发酵生产虾青素过程关键技术的研究[D]. 吴伟.华中科技大学2011
• [7].法夫酵母生物合成虾青素的研究[D]. 梁新乐.浙江大学2001

相关论文

• [1].雨生红球藻控制虾青素合成的关键酶基因的转录调控元件[D]. 滕长英.中国科学院研究生院（海洋研究所）2003
• [2].雨生红球藻中虾青素合成关键酶基因的顺式作用元件研究[D]. 孟春晓.中国科学院研究生院（海洋研究所）2005
• [3].红发夫酵母（Phaffia rhodozyma）的诱变和原生质体融合及发酵优化研究[D]. 田小群.华南理工大学2003

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