富硒产朊假丝酵母的制备及性能研究

摘要

硒(Se)是维持人体正常生命活动所必需的元素之一。缺硒可导致多种疾病的发生，通过膳食摄取足够的硒将可以对疾病起到很好的预防作用。硒的补充可以通过摄入无机硒或有机硒而得以实现，但无机硒的毒性较大限制了它的广泛应用。富硒酵母富含蛋白质和B族维生素，安全性强、生物利用率高，同时有很好的自由基清除功能，能够提高机体的免疫性能、延缓衰老等优点而成为首选的补硒产品。
　　 富硒酵母的制备通常是在酵母培养过程中将一定浓度的无机硒源物质添加到培养基中，伴随着酵母细胞的生长代谢而得到富硒产品。产朊假丝酵母（Candidautilis）可用于富硒酵母的制备，其在富集硒的同时还可以在胞内积累谷胱甘肽(GSH)，因而受到了广泛的关注。高性能（高有机硒含量和高谷胱甘肽含量）富硒产朊假丝酵母由于其在补硒的同时还可以提高机体免疫力，因而将具有更广阔的市场前景和应用价值。
　　 GSH是细胞内重要的抗氧化分子，在细胞抵抗自由基和毒性物质引起的损伤中起着重要的作用。近年来，随着研究的不断深入，GSH在临床医药、食品加工、化妆品以及畜牧生产中都将具有良好的应用前景。
　　 本论文以GSH积累株C.utilis SZU07-01为出发菌株，以高性能（高有机硒含量和高GSH含量）富硒产朊假丝酵母的制备及性能为目标展开研究，具体研究内容如下:
　　 (1)在摇瓶和发酵罐水平上分别研究了亚硒酸钠浓度及其添加方式对高性能富硒产朊假丝酵母制备的影响。结果发现，亚硒酸钠添加浓度为15mg/L时产朊假丝酵母具有较好的富硒效果，但一次性添加对酵母细胞有较大的毒害作用。采用分批添加亚硒酸钠的方法获得了高性能富硒产朊假丝酵母制备的培养条件:发酵起始添加10mmol/L L-蛋氨酸，并在发酵过程的12h、15h分别添加10mg/L和5mg/L亚硒酸钠。在此培养方式下，产朊假丝酵母胞内GSH和有机硒含量分别达到172.3 mg/L和1194μg/g。
　　 (2)采用高密度培养的方法制备富硒产朊假丝酵母。补料分批培养在显著提高酵母细胞生长、GSH合成的同时，也明显的增强了产朊假丝酵母的富硒性能。首先，考察了恒速流加、指数流加及多项式流加三种流加策略对富硒酵母高密度培养的影响，以有机硒浓度与Se的有机转化率为指标，确定了最佳的流加方式为多项式流加。在此基础上，进一步考察了亚硒酸钠的添加浓度及其添加方式对富硒产朊假丝酵母高密度制备的影响。结果表明，较低浓度亚硒酸钠添加时虽然Se的转化率较高但有机硒含量较低，而较高浓度的亚硒酸钠对酵母细胞的生长、GSH的合成以及Se的有机转化率都具有不利影响，由此确定了亚硒酸钠的最佳添加浓度为60mg/L。考虑到亚硒酸钠的添加方式对酵母细胞的富硒效果也会产生较大的影响，比较了一次性添加、分批添加和连续流加亚硒酸钠对富硒产朊假丝酵母制备的影响。结果表明，产朊假丝酵母在连续流加的培养方式下，胞内GSH产量及有机硒含量均达到最高，分别为687.6mg/L与1143.1μg/g。
　　 (3)研究了富硒产朊假丝酵母对SD大鼠生理特性的影响。添加一定量的富硒酵母在促进SD大鼠生长的同时，显著增强大鼠血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶(CAT)活力，提高其抗氧化的能力，从而减少自由基和脂质过氧化物对细胞膜完整性的破坏;同时，富硒产朊假丝酵母还能提高SD大鼠体内淋巴细胞的转化率，从而增强了大鼠的免疫性能。

目录

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第一章 文献综述

1.1 硒的特性及生物学效应

1.1.1 硒的营养学价值

1.1.2 硒与疾病诊疗

1.1.3 硒的免疫学效应

1.2 富硒酵母

1.2.1 富硒酵母的制备

1.2.2 富硒酵母的应用与价值

1.3 谷胱甘肽

1.3.1 谷胱甘肽的功能

1.3.2 谷胱甘肽的应用

1.4 富硒酵母的生理学功能

1.4.1 抗氧化

1.4.2 提高免疫力

1.5 本论文的研究意义和主要内容

1.5.1 研究意义

1.5.2 主要内容

第二章 高性能富硒产朊假丝酵母的制备

2.1 前言

2.2 材料和方法

2.2.1 菌种

2.2.2 培养基

2.2.3 培养方法

2.2.4 分析方法

2.3 结果与分析

2.3.1 亚硒酸钠浓度对富硒产朊假丝酵母性能的影响

2.3.2 亚硒酸钠添加方式对产朊假丝酵母富硒能力的影响

2.3.3 分批培养制备高性能富硒产朊假丝酵母

2.4 讨论

2.4.1 L-蛋氨酸对于提高富硒产朊假丝酵母性能的作用

2.4.2 分批发酵培养改善了富硒产朊假丝酵母的性能

2.4.3 不同培养方式对富硒产朊假丝酵母性能的影响

2.5 小结

第三章 高密度培养制备富硒产朊假丝酵母

3.1 前言

3.2 材料与方法

3.2.1 菌种

3.2.2 培养基

3.2.3 培养方法

3.2.4 分析方法

3.3 结果与分析

3.3.1 分批培养过程与分析

3.3.2 不同流加培养方式对富硒产朊假丝酵母性能的影响

3.3.3 亚硒酸钠浓度对产朊假丝酵母富硒能力的影响

3.3.4 亚硒酸钠添加方式对富硒产朊假丝酵母制备的影响

3.4 讨论

3.4.1 分批培养与补料分批培养的比较

3.4.2 多项式流加策略下的优越性

3.4.3 Se的生物转化对产朊假丝酵母生理特性的影响

3.5 小结

第四章 富硒产朊假丝酵母对SD大鼠生理特性的影响

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 实验动物

4.2.2 实验设计

4.2.3 测定指标与方法

4.2.4 数据处理及统计方法

4.3 结果与分析

4.3.1 SD大鼠的生长性能

4.3.2 SD大鼠的血硒及肝硒水平

4.3.3 SD大鼠的抗氧化能力

4.3.4 SD大鼠的淋巴细胞转化率

4.4 讨论

4.4.1 Se对SD大鼠抗氧化功能的作用

4.4.2 Se对SD大鼠免疫性能的影响

4.4.3 酵母GSH的影响结果

4.5 小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果

致谢