【摘要】：γ-谷維素存在于多種植物油中,具有多重生理活性功能。因其在終止脂質(zhì)過氧化反應(yīng)與消除自由基等方面效果良好,且耐熱性能優(yōu)于其他抗氧化劑,在熱加工工藝中如煎炸油抗氧化等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。目前,γ-谷維素主要來源于植物萃取或化學(xué)合成,存在富集困難或不安全等問題;而酶催化法成本較高,技術(shù)復(fù)雜,推廣困難。為獲得操作簡便、安全高效、成本低廉的生物富集γ-谷維素的方法,本研究在前期科研基礎(chǔ)上,擬采用微生物發(fā)酵雜糧副產(chǎn)物,篩選產(chǎn)γ-谷維素優(yōu)勢菌株與優(yōu)質(zhì)基料;從細胞膜通透性、金屬離子濃度與底物誘導(dǎo)等方面調(diào)控其代謝過程,通過響應(yīng)面優(yōu)化構(gòu)建γ-谷維素高產(chǎn)發(fā)酵體系;構(gòu)建油脂-膽固醇乳化模型氧化反應(yīng)體系,評價富含γ-谷維素的提取油的膽固醇及脂質(zhì)抗氧化能力,為富含γ-谷維素的發(fā)酵物深/梯度開發(fā)及應(yīng)用提供前期數(shù)據(jù)及參考。主要結(jié)果如下:(1)產(chǎn)γ-谷維素的發(fā)酵體系篩選及工藝優(yōu)化:經(jīng)測紫紅曲霉、黑曲霉、青霉及毛霉4種霉菌中,紫紅曲霉發(fā)酵薏米糠產(chǎn)物中γ-谷維素含量最高、增幅最大,達到0.84 mg/mL,較未發(fā)酵前增加2.65倍。以薏米、苦蕎、小米、燕麥、大米等加工副產(chǎn)物碎米或糠作為發(fā)酵基質(zhì),篩選出紫紅曲霉發(fā)酵苦蕎碎米基質(zhì)γ-谷維素富集最顯著(P0.05),其含量從0.08 mg/mL增至1.10 mg/mL,提高了12.75倍,且為高色價發(fā)酵產(chǎn)品(1099.21 U/g)。通過正交試驗優(yōu)化進一步得到紫紅曲霉發(fā)酵苦蕎碎米生產(chǎn)γ-谷維素的最佳工藝參數(shù):料液比3:1(w:w),紫紅曲霉接種量8%,置30℃下發(fā)酵9 d,γ-谷維素含量可達1.59 mg/mL,提高至優(yōu)化前的1.45倍,較未發(fā)酵組提高了18.87倍,且紅曲色價同步增加到1428.77 U/g,較優(yōu)化前提高了23.07%。(2)高產(chǎn)γ-谷維素的發(fā)酵體系構(gòu)建:通過超聲處理與添加表面活性劑調(diào)節(jié)細胞膜通透性,表明超聲處理不能促進發(fā)酵產(chǎn)物中γ-谷維素的富集,而表面活性劑Triton X-100、Tween-80、SDS添加量在0~3‰范圍內(nèi),對于γ-谷維素的合成均具有促進作用。金屬離子添加量能夠影響發(fā)酵產(chǎn)物中γ-谷維素的含量,Ca~(2+)與Mg~(2+)在一定范圍內(nèi)添加(0~4‰)對γ-谷維素富集有正向調(diào)節(jié)作用,而Na~+(1‰)則表現(xiàn)為負向調(diào)節(jié)。底物誘導(dǎo)作用表明,添加阿魏酸對于γ-谷維素的累積無促進作用,而添加谷甾醇則表現(xiàn)出促富集性;當(dāng)阿魏酸與谷甾醇配比添加時(阿魏酸:谷甾醇=1:1,w:w)能夠顯著提高γ-谷維素產(chǎn)量(P0.05)。通過響應(yīng)面優(yōu)化可得促γ-谷維素高產(chǎn)的最佳微生物調(diào)控工藝參數(shù):Triton X-100添加量3.2‰,Ca~(2+)添加量4.2‰,阿魏酸與谷甾醇配比(阿魏酸:谷甾醇=1:1,w:w)添加0.5‰,在前述(1)所述發(fā)酵條件下可實現(xiàn)γ-谷維素高產(chǎn)(2.61 mg/mL),提高至調(diào)控前的1.64倍,與未發(fā)酵空白組比,提高了31.62倍。(3)富含γ-谷維素提取油的抗脂質(zhì)氧化功能評價:紫紅曲霉發(fā)酵苦蕎碎米基質(zhì),對發(fā)酵產(chǎn)物提油,提取油中γ-谷維素有效含量達18.57 mg/g;該提取油于200℃下加熱處理8 h,γ-谷維素損失率僅為17.79%,表明其具有較好的熱穩(wěn)定性。在油脂-膽固醇氧化模型中,氧化反應(yīng)168 h后,添加1.0 mL提取油(提取油:乳液=1:20,v:v)的魚油-膽固醇乳液中7-keto含量僅為5.68μg/mL,膽固醇氧化抑制率高達95.19%,優(yōu)于橄欖油組的93.02%和亞麻籽油組的87.65%;且添加量與抗膽固醇氧化效應(yīng)呈正相關(guān)。添加1.0 mL提取油(提取油:乳液=1:20,v:v)的3種乳液中,POV值經(jīng)氧化168 h后分別為18.52 mmol/kg、21.37 mmol/kg與23.58 mmol/kg,顯著低于對照組乳液(P0.05);隨其添加量增加,抗脂質(zhì)氧化性也逐漸增強;提取油在各乳液中的抗脂質(zhì)氧化性大小順序為:魚油-膽固醇乳液橄欖油-膽固醇乳液亞麻籽油-膽固醇乳液。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS202.3;TQ920.6
【圖文】：

4圖 1-2 通過細胞破碎和滲透方法釋放胞內(nèi)產(chǎn)物Release of intracellular products by cell disruption and cell permeabil

圖 2-2 γ-谷維素標準曲線Fig. 2-2 Standard curve of γ-oryzanol 2-2 可知，γ-谷維素標準曲線線性回歸方程為 y=64957x + 198，表明γ-谷維素在 0~2.00 mg/mL 濃度范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系

圖 2-1 γ-谷維素標品 HPLC 色譜圖Fig. 2-1 HPLC chromatogram of γ-oryzanol standard曲線制作方法：以正己烷為溶劑，配制質(zhì)量濃度分別為L、0.80 mg/mL、1.20 mg/mL、1.60 mg/mL、2.00 mg/mL

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本文編號：2785610