出芽短梗霉的胞外多糖在氮源作用下的积累及其应用

摘要

出芽短梗霉(Aureobasidium pullulan)，是一种分布极为广泛的多形态真菌，其形态包括酵母样细胞、厚壁孢子、肿大细胞、菌丝体等。出芽短梗霉在一定的培养条件下产生胞外多糖，包括短梗霉多糖和β-(1,3-1，6)-D-葡聚糖等，这两种胞外多糖在营养保健、食品加工、生物医学等领域被广泛应用。而培养基成分尤其是氮源会影响出芽短梗霉的菌体形态和胞外多糖的积累。
　　 论文研究了在摇瓶培养条件下，不同氮源类型对出芽短梗霉ATCC9348菌体形态和胞外多糖积累的影响，选用有利于胞外多糖积累的氮源。再以发酵罐培养，研究低氮(0.13g·L-1 N)水平、高氮(0.78 g·L-1 N)水平、添加黑色素对其发酵过程中菌体形态、胞外多糖产量和结构、胞外酶活性的影响。并将短梗霉多糖提纯后研究普鲁兰膜对绿茶中茶多酚的保护作用。
　　 结果显示：摇瓶培养的三种不同氮源培养基中，出芽短梗霉单细胞生物量远远超过菌丝体生物量。以NaNO3为氮源的M1中，菌丝体生物量和单细胞生物量明显少于以酵母膏为氮源的M2和以硫酸氨为氮源的M3。M1、M2和M3中菌体形态均以肿大细胞和厚壁孢子为主，并可能是引起胞外多糖合成和黑色素积累的主要形态。发酵罐培养结果表明：出芽短梗霉以NaNO3作为氮源时，菌体形态几乎完全是单细胞，与摇瓶培养相似。但低氮(0.13 g·L-1N)水平发酵液中，带有黑色素的厚壁孢子在数量上占有明显优势，是合成短梗霉多糖的最主要形态，但也导致黑色素的逐渐积累；而高氮(0.78 g·L-1 N)水平发酵液中，单细胞生物量明显高于低氮水平的发酵液，细胞形态以酵母样单细胞为主，同时也含有许多透明的厚壁孢子和正在出芽的肿大细胞。
　　 摇瓶培养结果表明：三种不同氮源培养基中产生胞外多糖主要为短梗霉多糖；利用出芽短梗霉合成短梗霉多糖时，以NaNO3作为氮源可获得较高的产糖率(每克菌体的产糖率最高时达3.66)，并避免生物量过多使胞外多糖难以分离。发酵罐培养结果表明：培养基中产生胞外多糖主要为短梗霉多糖，也未发现β-(1，3-1，6)-葡聚糖；在高氮(0.78 g·L-1 N)水平培养基中，胞外多糖的产量会下降了约一半，而且胞外多糖的结构组成在发酵84 h后发生变化。胞外多糖产量的下降可归因于发酵液中葡糖淀粉酶的产生，并随着发酵的进行活性进一步增强。同时所有发酵液中还表现β-1，3-酶活性。出芽短梗霉的黑色素添加到高氮水平培养基中后，发酵液的抗氧化能力提高了10％，同时发酵液中β-1，3酶的活性从0.15 U/mL上升到0.3 U/mL左右，但水解糯米淀粉的酶活性由0.4 U/mL下降到0.34 U/mL；水解土豆淀粉的酶活性由0.15 U/mL下降到0.05 U/mL，这种抑制淀粉水解酶活性的作用有利于胞外多糖的进一步积累。
　　 短梗霉多糖对绿茶中的茶多酚确有较好的保护作用，而且不影响茶叶的品质，为绿茶保鲜提供了一种方便、低成本、安全的新方法，同时还附加了茶叶的保健作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1出芽短梗霉概况

1.2出芽短梗霉的菌体形态与胞外多糖积累的相关性

1.3出芽短梗霉代谢产物的研究与应用

1.3.1短梗霉多糖

1.3.2 β-葡聚糖

1.3.3黑色素

1.3.4胞外酶

1.3.5其他产物

1.4选题依据与意义

1.5研究方案与内容

1.6本论文的创新点

参考文献

第二章摇瓶培养条件下不同氮源对出芽短梗霉产胞外多糖的影响

1材料与方法

1.1材料

1.2方法

2结果与讨论

2.1形态学观察

2.2发酵液中菌丝体和单细胞的生物量

2.3发酵液中胞外多糖的产量和还原糖的含量

2.4发酵液中pH的变化

2.5胞外多糖结构的NMR分析

2.6胞外多糖结构的薄层层析分析

3结论

参考文献

第三章发酵罐培养条件下不同NaNO3水平对出芽短梗霉产胞外多糖和酶活性的影响

1材料与方法

1.1材料

1.2方法

2结果与讨论

2.1形态学观察

2.2菌体生物量、胞外多糖产量、还原糖含量、NO3-含量、发酵液抗氧化能力的变化

2.3发酵过程中胞外多糖结构的薄层层析分析

2.4发酵过程中胞外酶组成和活力的分析

2.5发酵过程中胞外酶活性的调节作用分析

3结论

参考文献

第四章短梗霉多糖对绿茶中茶多酚的保护作用

1材料与方法

1.1材料

1.2方法

2结果与讨论

2.1短梗霉多糖的提纯

2.2短梗霉多糖的鉴定

2.3普鲁兰膜对绿茶中茶多酚的保护作用

3结论

参考文献

第五章论文小结和展望

1论文小结

2展望

攻读硕士期间所发表论文情况

致谢