微生物高效转化黄姜皂苷生产皂素研究

摘要

黄姜皂素工业生产面临严重的环境污染和资源浪费问题。传统酸水解工艺存在污染大、成本高等突出问题，急需研发新型工艺，取代传统酸解方法。本研究在实验室创建的微生物技术清洁生产黄姜皂素新工艺基础上，以该新工艺获得的黄姜皂苷浓缩液为对象，开展微生物转化黄姜皂苷生产黄姜皂素的研究，以期完善整个微生物技术清洁生产工艺，实现完全不用酸的目标。取得了如下研究结果：
　　（1）建立了黄姜皂苷及皂素的检测方法。检测条件为：色谱柱为Agilent C18柱，流动相为乙腈（A）和水（B），梯度洗脱条件为：0-10min：25％→35%A；10-1 min：35%A；15-25min：35%→55%A；25-42min：55%A；42-52min：55%→100%A；52-75min：100%A。流速为1ml/min，检测波长为206nm，柱温为25℃。该检测方法分离度良好，可同时检测多种皂苷和皂素。
　　（2）筛选获得了一株可将黄姜皂苷高效转化成皂素的真菌，通过菌种鉴定确定其为塔宾曲霉，并将其命名为塔宾曲霉HG-57。对塔宾曲霉HG-57以黄姜皂苷培养液为底物进行发酵产皂素的条件进行了优化，获得最佳发酵条件为：以不加糖的皂苷培养液为底物，接种量25%，在37℃、180r/min条件下发酵1.5d。在此条件下，皂素产量可达传统酸解法的1.172倍。
　　（3）对塔宾曲霉HG-57转化皂苷成皂素的过程进行了研究。发现在监测的6种酶的酶活中，有4种酶起作用，发酵前期纤维素酶起作用，中期β-葡萄糖苷酶和淀粉酶起作用，后期木聚糖酶起作用。转化过程中，该真菌先将多糖基的原始皂苷转化为低糖基皂苷，再转化成皂素。其中薯蓣皂苷、三角叶薯蓣皂苷、延龄草次苷和薯蓣次级苷A作为中间产物呈现先累积后水解的趋势。
　　综上，结合微生物技术清洁生产皂素工艺，创建了一套完整的清洁生产黄姜皂素新工艺，在完全不用酸的前提下，利用高产系列糖苷酶的微生物转化黄姜皂苷，转化效率超过传统酸解工艺，为绿色生产黄姜皂素新工艺的产业化提供了技术支撑。

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1 绪论

1.1 黄姜资源及其有效药用成分

1.2 黄姜皂素的生产方法

1.3 黄姜皂苷转化的研究进展

1.4 本课题的研究意义及主要内容

2 黄姜皂苷及皂素的检测方法建立

2.1 材料

2.2 实验方法

2.3 实验结果及讨论

2.4 本章小结

3 高产糖苷水解酶微生物的筛选鉴定

3.1 材料

3.2 实验方法

3.3 实验结果与讨论

3.4 本章小结

4 塔宾曲霉转化黄姜皂苷发酵参数优化

4.1 材料

4.2 实验方法

4.3 实验结果与讨论

4.4 本章小结

5 塔宾曲霉转化黄姜皂苷的过程研究

5.1 材料

5.2 实验方法

5.3 实验结果与讨论

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录 质谱数据及塔宾曲霉HG-57的18S和ITS序列