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麦角硫因的生物法制备及其活性评价的研究

袁亚涛

麦角硫因的生物法制备及其活性评价的研究

袁亚涛1
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作者信息

  • 1. 上海应用技术大学
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摘要

麦角硫因(Ergothioneine,EGT)是由蓝细菌、放线菌等少数微生物合成的一类具体独特生理功能的氨基酸衍生物。在食品、化妆品及生物与医药行业有着广泛的应用前景。常见的食用菌就含有大量的EGT,因此开发食用菌就成为逐年来成为了热门话题。 本课题以蕈菌中的EGT为研究对象,以提取法、发酵法两种方法制备EGT,对EGT的粗提物进行了分离、纯化,还探究了EGT发酵液的抗氧化活性、细胞毒性等关键指标,为蕈菌中EGT的开发利用提供理论依据。 主要研究内容与结果如下: 确立了一种酶解蕈菌子实体获得EGT的方法。通过优化了提取过程中的料液比、提取时间、提取温度、加酶量等因素提高了EGT的收率。通过响应面优化发现在料液比1:3、加酶量2.0‰、提取温度50℃以及提取时间2.5 h的条件下,EGT的提取量最高达到了0.248 g/1000 g。 对EGT合成代谢途径进行了研究。主要对培养基配方、前体物的添加以及辅助因子的添加三个方面进行优化。结果表明,培养基中葡萄糖与酪蛋白胨的组合更适合菌丝的生长,菌丝干重可以达到12.8 g/L。发酵过程中分别加入2.0 g/L组氨酸、4.0 g/L蛋氨酸以及1.0 g/L半胱氨酸可显著提高EGT的含量,最高为129.2 mg/L。此外,分别加入0.1 g/L Fe2+、0.5 g/L谷氨酸以及0.4 g/L VB6能使EGT含量达到239.50 mg/L,提高约85.0%。 通过5 L发酵罐的放大实验对现有实验进行了验证,蕈菌酶解液中EGT浓度为233.8 mg/L,符合实验预期。对上述发酵液进行初步除杂后使用大孔树脂吸附进一步除去发酵液中的杂质,最后通过超滤和微滤除去大分子量物质之后,对获得的EGT粗提物进行质谱检测。对现有高分辨质谱图进行分析,证实了发酵液中含有麦角硫因。 对上述提取液和发酵液中的EGT进行活性评价。实验结果表明,25 mg/L EGT发酵液表现出优秀的抗炎和抗氧化活性,对于羟自由基、氧自由基、DPPH以及ABTS的清除率均超过60%,其中对氧自由基的清除率最高,达到了81.5%。50 mg/L、200 mg/L EGT发酵液分别使得HaCat细胞中白细胞介素6(IL-6)的产生减少了22.0%和39.9%,证实了其对于细胞有保护作用。此外,含有125 mg/L EGT发酵液可以有效的保护DNA免受损伤,使得DNA损伤程度从91.0%降低至22.0%。

关键词

麦角硫因/微生物发酵/纯化工艺/抗氧化活性/抗炎活性

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授予学位

硕士

学科专业

生物与医药

导师

荣绍丰/张惠文

学位年度

2023

学位授予单位

上海应用技术大学

语种

中文

中图分类号

R2
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