利用马克斯克鲁维酵母制备甘露聚糖的工艺优化

论文总字数：10031字

摘 要

本实验主要对影响重组马克斯克鲁维酵母提取甘露聚糖的几种因素进行了研究，并且对这几种因素进行了优化。首先，对NaOH浓度、浸提温度、浸提时间和酵母浓度影响酵母甘露聚糖提取量进行单因素试验，然后用正交试验分析法对4种影响甘露聚糖提取量的因素进行了优化。实验结果表明，重组马克斯克鲁维酵母甘露聚糖提取的最佳工艺条件为：NaOH浓度4%、浸提温度80℃、浸提时间1.5h和酵母浓度17.5%。在最佳条件下进行多次试验，得重组马克斯克鲁维酵母甘露聚糖的提取率约为58.6%。

关键词：重组马克斯克鲁维酵母，甘露聚糖，提取工艺

Abstract: In this study, several factors influencing the extraction of mannosan from recombinant Kluyveromyces marxianus were studied, and these factors were optimized. First of all, the NaOH concentration, extraction temperature, extraction time and the quantity of yeast concentration influence yeast mannosan extract single factor experiment, and then used the orthogonal experiment analysis of 4 kinds of factors affecting the amount of extracted mannosan is optimized. The experimental results show that the Kluyveromyces marxianus optimum technological conditions for extraction of mannan: 4% NaOH concentration, leaching temperature 80 ℃, leaching time 1.5 h and yeast concentration 17.5%. The optimum condition was tested several times, and the extraction rate of the mannosan of the Kluyveromyces marxianus was about 15.3%.

Keywords: recombinant kluyveromyces marxianus, mannan, extraction process

目录

1. 前言 6

1.1 甘露聚糖概述 6

1.2 马克斯克鲁维酵母概述 6

2 材料与方法 7

2.1 试验材料 7

2.1.1 原料 7

2.1.2 仪器 7

2.1.3 培养基 7

2.2 甘露聚糖的提取方法 7

2.2.1 重组马克斯克鲁维酵母的活化培养 7

2.2.2 重组马克斯克鲁维酵母的扩大培养与发酵 7

2.2.3 配置酵母悬浮液 8

2.2.4 甘露聚糖的分离 8

2.2.5 甘露聚糖的烘干 8

2.3 马克斯克鲁维酵母提取甘露聚糖条件优化试验设计 8

2.3.1 单因素实验设计 8

2.3.2 正交试验优化 8

2.3.3 计算甘露聚糖得率 8

3 结果与分析 9

3.1 单因素试验结果 9

3.1.1 NaOH浓度的选择 9

3.1.2 浸提温度的选择 10

3.1.3 浸提时间的选择 10

3.1.4 酵母浓度的选择 11

3.2 正交试验结果 12

3.3 优化条件的验证 16

结 论 17

参考文献 18

致 谢 20

1.前言

1.1甘露聚糖概述

甘露聚糖（Mannan）处于酵母细胞壁的外层^[1]，与葡聚糖共同组成后者的主要多糖成分^[2]。 甘露聚糖以N-糖苷键或O-糖苷键与蛋白质相连形成甘露聚糖蛋白，其中蛋白质5%至20%，甘露糖80%至90%^[3]。它以糖苷键形式α-1,6 连接主链，主链上有些许支链^[4]。Mannan是免疫能力最好的酵母细胞壁多糖^[5]。酵母甘露聚糖能良好改善机体的免疫机制，使肝胆循环变快，而后降低血液中的脂质，所以它有降血脂功能^[6]。不仅如此，它还有抗辐射^[7]、抗肿瘤的作用^[8]。

酵母甘露聚糖还可以以多种方式与许多有毒代谢产物结合，进一步对mannan进行修饰，而后形成新的有毒代谢产物吸附剂。它产生的物质可以调节肠道内的酸碱度，还能吸附肠道病原菌，不让其粘在黏膜组织上^[9]，使有害菌无法大量在肠道内生长，因此机体的抗病能力得以提高 ^[10]。所以mannan是一种非常有市场潜力的食品添加剂^[11] 。

1.2 马克斯克鲁维酵母概述

马克斯克鲁维酵母(K.marxianus)大量存在于可食用的物品里,例如俄罗斯酸乳酒^[12]、酸马奶^[13]、酸奶^[14]、牛奶^[15]、水果^[16]等，并且可从其中分离获得。其中，由于酸马奶内同时含有该酵母和乳酸菌两种物质，可有效抵抗结核分枝杆菌，所以对于许多肺结核病人来说，酸马奶是一个有益的饮品^[13]。由于未有对于该酵母不利于人体健康的报道，符合我国对于该类食品安全的标准，因此其2013年被我国批准为可食用菌种。

K.marxianus拥有高温时仍然能稳定生长的特质,这种特质的主要原因可能是该酵母在45℃生长条件时，控制还原型NADPH生成的PPP途径中的基因可见明显上调, 提醒NADPH的大批生成,增强了机体抗氧化能力^[17]。该酵母在52℃依然能生长^[18]。而大部分具有开发前景的其他酵母都不能达到这一点。

该酵母还有生长速率快的特点，它是具有工业生产前景的酵母里面，最大生长速率最高的^[18]。

马克斯克鲁维酵母作为一种安全可食用的酵母,并且极具开发前景，近年来,渐渐得到更多人的关注。

淮阴师范学院生物工程系实验室保存有大量重组马克斯克鲁维酵母。因此，开展本实验主要研究采用碱法提取工艺从重组马克斯克鲁维酵母中制备甘露聚糖，并利用正交试验法进行重组马克斯克鲁维酵母的碱法提取工艺的优化。

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