利用紫苏油生物合成共轭亚麻酸的研究

论文摘要

共轭亚麻酸（conjugated linolenic acid, CLN）是共轭十八碳三烯酸的一组位置和几何异构体的混合物,包括共轭二烯十八碳三烯酸和共轭三烯十八碳三烯酸。它具有抗癌、降血压、减肥及调节免疫等很多非常重要的生理功能。因而无论是作为药品或者保健食品应用方面,CLN的研究对人类的健康和生活都具有重要的意义。本文通过乳酸菌利用α-亚麻酸在脱脂乳培养基中合成共轭亚麻酸,是一种安全无毒害的生物合成技术,为共轭亚麻酸的广泛应用奠定了基础,为其他共轭脂肪酸的合成提供了思路和方法,为功能性食品的开发提供了科学依据。本文采用对市售紫苏油先皂化再酸解提取其中的α-亚麻酸,脂肪酸经甲酯化通过气相色谱检测,测得紫苏油中的a-亚麻酸纯度为56%。采用尿素包合法纯化α-亚麻酸,正交实验优化纯化条件,结果为：包合温度-5℃,包合时间25h,脂肪酸：尿素：乙醇为1：2：8（w/w/v）,在此条件下a-亚麻酸纯度为83%。从6月龄母乳喂养的健康婴儿粪便中筛选出一株双歧杆菌,初步鉴定为婴儿双歧杆菌。从市售酸奶中筛选出保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌。四种乳酸菌分别利用α-亚麻酸在脱脂乳培养基中发酵,提取发酵产物中的脂肪酸,通过紫外光谱、红外光谱、高效液相色谱进行表征。紫外光谱图在227nm左右出现了明显的特征峰,符合CLN的紫外特征吸收；红外光谱图在1636.50cm-1、965.42cm-1、720.76cm-1有红外吸收,说明此物质含有-C=C-C=C-和=CH,符合为CLN的结构特点；高效液相色谱图在12min左右出现的色谱峰与石榴酸（CLN的一种异构体）的保留时间相同,符合CLN的极性特点,因此确定发酵产物为CLN。采用四因素正交实验对四种乳酸菌合成共轭亚麻酸的条件进行优化。结果如下：婴儿双歧杆菌的最佳发酵条件为：发酵温度34℃,菌体接种量5%,α-亚麻酸添加量0.6mg/mL,发酵时间48h,在此条件下发酵,CLN产量为019mg/mL。保加利亚乳杆菌的最佳发酵条件为：α-亚麻酸添加量06mg/mL,发酵温度31℃,发酵时间48h,菌体接种量5%,在此发酵条件下CLN产量为015mg/mL。嗜酸乳杆菌的最佳发酵条件为：菌体接种量5%,α-亚麻酸添加量0.3mg/mL,发酵时间48h,发酵温度34℃,在此发酵条件下CLN产量为011mg/mL。嗜热链球菌的最佳发酵条件为：发酵温度37℃,发酵时间48h,菌体接种量3%,α-亚麻酸添加量0.6mg/mL,在此发酵条件下CLN产量为0.16mg/mL。综上所述,婴儿双歧杆菌合成共轭亚麻酸的产量最高,达到019mg/mL其次为嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌,分别为016mg/mL和0.15mg/mL,嗜酸乳杆菌合成共轭亚麻酸产量最低,为0.11mg/mL,均达到国际水平。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 共轭亚麻酸的结构特点
• 1.3 共轭亚麻酸的生物活性
• 1.3.1 抗癌作用
• 1.3.2 降血脂、减肥作用
• 1.3.3 抗氧化作用
• 1.4 共轭亚麻酸的主要来源
• 1.4.1 化学法
• 1.4.1.1 化学合成法
• 1.4.1.2 脱水法
• 1.4.1.3 碱异构法
• 1.4.2 生物法
• 1.4.2.1 共轭酶
• 1.4.2.2 异构酶
• 1.4.2.3 氧化酶
• 1.4.3 天然产物提取法
• 1.4.3.1 尿素包合法
• 1.4.3.2 超临界流体萃取法
• 1.4.3.3 冷冻结晶法
• 1.5 CLN的表征
• 1.5.1 紫外光谱法（UV）
• 1.5.2 红外光谱法（IR）
• 1.5.3 气相色谱法（GC）
• 1.5.4 高效液相色谱法（HPLC）
• 1.6 紫苏油简介
• 1.6.1 降脂作用
• 1.6.2 提高学习记忆力
• 1.6.3 抗癌作用
• 1.7 益生菌简介
• 1.7.1 调节肠道菌群平衡
• 1.7.2 抑癌作用
• 1.7.3 降压、降脂、降胆固醇作用
• 1.8 立题背景和意义
• 1.9 本论文研究的主要内容
• 第二章 尿素包合法纯化紫苏油中的α-亚麻酸
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验设备
• 2.2.3 实验方法
• 2.2.3.1 紫苏油混合脂肪酸的制备
• 2.2.3.2 尿素包合法纯化α-亚麻酸
• 2.2.3.3 α-亚麻酸甲酯化
• 2.2.3.4 气相色谱分析
• 2.2.3.5 α-亚麻酸纯化单因素试验
• 2.2.3.6 α-亚麻酸纯化正交试验
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 气相色谱检测α-亚麻酸纯度
• 2.3.2 单因素试验
• 2.3.2.1 包合温度对α-亚麻酸纯度的影响
• 2.3.2.2 包合时间对α-亚麻酸纯度的影响
• 2.3.2.3 尿素与乙醇的比例对α-亚麻酸纯度的影响
• 2.3.2.4 尿素与混合脂肪酸的比例对α-亚麻酸纯度的影响
• 2.4 正交试验
• 2.5 小结
• 第三章 共轭亚麻酸的合成和表征
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验设备
• 3.2.3 培养基
• 3.2.4 实验方法
• 3.2.4.1 双歧杆菌的筛选及鉴定
• 3.2.4.2 保加利亚乳杆菌的筛选及鉴定
• 3.2.4.3 嗜酸乳杆菌的筛选及鉴定
• 3.2.4.4 嗜热链球菌的筛选及鉴定
• 3.2.4.5 菌株的活化
• 3.2.4.6 α-亚麻酸的乳化
• 3.2.4.7 发酵
• 3.2.4.8 发酵产物中脂肪酸的提取
• 3.2.4.9 紫外光谱检测
• 3.2.4.10 红外光谱检测
• 3.2.4.11 高效液相色谱检测
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 菌种鉴定结果
• 3.3.1.1 双歧杆菌
• 3.3.1.2 保加利亚乳杆菌
• 3.3.1.3 嗜酸乳杆菌
• 3.3.1.4 嗜热链球菌
• 3.3.2 共轭亚麻酸的表征
• 3.3.2.1 紫外光谱检测
• 3.3.2.2 红外光谱检测
• 3.3.2.3 高效液相色谱检测
• 3.4 小结
• 第四章 四种乳酸菌合成共轭亚麻酸条件优化
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验设备
• 4.2.3 实验方法
• 4.2.3.1 婴儿双歧杆菌合成共轭亚麻酸条件优化
• 4.2.3.2 保加利亚乳杆菌合成共轭亚麻酸条件优化
• 4.2.3.3 嗜酸乳杆菌合成共轭亚麻酸条件优化
• 4.2.3.4 嗜热链球菌合成共轭亚麻酸条件优化
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 婴儿双歧杆菌合成共轭亚麻酸条件优化
• 4.3.2 保加利亚乳杆菌合成共轭亚麻酸条件优化
• 4.3.3 嗜酸乳杆菌合成共轭亚麻酸条件优化
• 4.3.4 嗜热链球菌合成共轭亚麻酸条件优化
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢