红曲霉发酵提高γ-氨基丁酸含量的研究
The Study on Increasing γ-Aminobutyric Acid Content by Monascus Fermentation
红曲霉以产大量天然红曲色素而被备受人们关注.近几年,人们还研究发现红曲霉产γ-氨基丁酸和Monacolin K等具有降血压、降胆固醇以及预防和治疗其他疾病的功能性物质.本文采用柱前衍生化毛细管电泳法对γ-氨基丁酸进行测定;利用物理和化学的复合诱变选育高产γ-氨基丁酸的红曲霉菌株;对诱变后的乌衣红曲霉ZL307进行形态学和生理生化特性研究;响应面法优化诱变后菌株发酵产γ-氨基丁酸条件;并对发酵液中的γ-氨基丁酸进行初步的分离和对红曲霉的应用进行了研究.采用柱前衍生化毛细管电泳法对γ-氨基丁酸的定量测定进行研究,最优化测定条件为:以异硫氰酸苯脂(PITC)为柱前衍生化试剂,80mmol·L-1硼砂(pH9.5)为运行缓冲液,分离电压25 KV,柱温20℃,检测波长250 nm.在15.625~500μg·mL-1的线性范围内,标准曲线呈现良好的线性关系,线性方程为Y=2808.9X-6613.9(r=0.9996),样品的平均回收率高于99.9%.利用紫外线和5-氟尿嘧啶对出发菌株乌衣红曲霉进行原生质体复合诱变,选育出一株高产γ-氨基丁酸的菌株ZL307,采用响应面法对诱变后的菌株进行发酵条件的优化,得到最优化条件:大米粉6.4%,蛋白胨0.5%,K2HPO4 0.23%,MgSO40.1%,初始pH5.4,摇床转速160r/min,培养温度35℃.通过实验进行验证,验证试验平均值与预测值接近,达到595.1mg·L-1,比诱变前菌株提高了约90%以上.通过显微镜和电镜对诱变后乌衣红曲霉ZL307进行形态观察,证明其具有有性生殖和无性生殖两种繁殖方式,菌丝体之间相互交联;红曲霉在PDA培养基、查氏培养基和麦芽汁培养基上的菌落形态不同,在麦芽汁培养基上菌落颜色较深.红曲霉初始菌丝体均为白色并呈放射状向外延伸;红曲霉糖酵解试验证明可利用葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖、半乳糖和蕈糖,不能利用肌醇和卫茅醇;淀粉水解试验证明红曲霉能水解淀粉,产生淀粉酶;尿素酶试验和硝酸亚还原实验分别呈阳性;红曲霉酶系广泛,糖化酶和蛋白酶活力较高.采用硅胶GF254薄层层析对红曲霉发酵液中的γ-氨基丁酸进行初步的分离研究,研究表明:95%乙醇和25%氨水,体积比为4:1作为展开剂,0.2%的茚三铜醇溶液作为显色剂,γ-氨基丁酸的分离效果较好;将斑点从层析板上刮下,V(1 g/L硫酸铜):V(体积分数75%乙醇)=2:38进行洗脱,低温干燥后,用去离子水进行萃取,提取率达到76.4%.利用红曲霉进行红曲米酒的制作,得到最佳工艺条件:糯米25g,浸米蒸煮后加水50mL,接种量5mL,温度25℃,初始pH5.0,发酵周期8d.发酵出的红曲酒颜色鲜艳,均匀一致,酒质醇厚绵甜,无生米味,酒精度、酸度以及糖度等理化指标较符合大众喜爱的米酒指标.
- 作者：
- 刘辉
- 学位授予单位：
- 安徽工程大学
- 专业名称：
- 微生物学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2010年
- 导师姓名：
- 张庆庆
- 中图分类号：
- TQ921
- 关键词：
- 红曲霉；γ-氨基丁酸；毛细管电泳；复合诱变；生理生化特性；响应面法
- Monascus；γ-aminobutyric acid；capillary electrophoresis；compound mutagenesis；physiological and biochemical characteristics；response surface method