金屬離子對擬威克酵母槐糖脂產(chǎn)量和組成的調(diào)控作用及機(jī)理研究.pdf

1、槐糖脂（Sophorolipids）作為一種胞外糖脂類表面活性劑，主要應(yīng)用于食品、化妝品、洗滌劑、醫(yī)藥和環(huán)境保護(hù)等方面。槐糖脂是由酵母發(fā)酵后以混合物存在的一種物質(zhì)，分為酸型和內(nèi)酯型，二者結(jié)構(gòu)的不同造成其生物學(xué)活性和理化特性的不同。內(nèi)酯型槐糖脂（lactonic sophorolipids,L-SLs）具有較好的抗菌，抗癌活性，主要應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域；酸型槐糖脂（acidic sophorolipids,A-SLs）具有較強(qiáng)的產(chǎn)泡效果，乳化能

2、力和溶解性，廣泛應(yīng)用于石油污染的重新修復(fù)、生物降解、污染物的清除、皮膚保濕、食品加工和洗滌劑等方面。因此，有必要研究哪些因素影響發(fā)酵產(chǎn)物中內(nèi)酯型槐糖脂和酸性槐糖脂的比例，為選擇性生產(chǎn)槐糖脂奠定基礎(chǔ)。
　　迄今為止，決定內(nèi)酯型與酸型槐糖脂比例的因素尚不明確。金屬離子對槐糖脂的產(chǎn)量和組成的研究極少。因此，有必要研究不同的金屬離子對槐糖脂產(chǎn)量及結(jié)構(gòu)組成的影響，進(jìn)一步研究其調(diào)控機(jī)理，這將對槐糖脂產(chǎn)量的提高，對未來選擇性生產(chǎn)特定結(jié)構(gòu)的槐糖脂

3、具有指導(dǎo)意義。
　　本文主要的研究內(nèi)容及其結(jié)果總結(jié)如下：
　　1.研究了Mg2+、Fe2+、Cu2+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Fe3+、Zn2+對擬威克酵母生長狀況和槐糖脂產(chǎn)量的影響。加入不同的金屬離子，pH受影響較小，仍維持在2.5-3.0左右。生物量有所降低，加入不同金屬離子生物量降低的程度不同，加入Fe2+后生物量受影響最大?？偦碧侵漠a(chǎn)量隨著加入金屬離子的種類不同而不同，當(dāng)加入Ni2+、Mn2+或Cu2+時，槐

4、糖脂的總產(chǎn)量大于100 g/L。尤其是加入Cu2+，槐糖脂的總產(chǎn)量達(dá)到149.90 g/L。但是，當(dāng)僅加入Fe2+時，總槐糖脂的產(chǎn)量只有41.35 g/L。當(dāng)加入Mg2+、 Zn2+、 Fe3+或Co2+時，總槐糖脂的產(chǎn)量在80 g/L左右。內(nèi)酯型槐糖脂與總槐糖脂的比值從71.75％（Mg2+）降低位15.36%（Fe2+），L-SLs與A-SLs的比例從2.54降到0.39。Fe2+有利于酸型槐糖脂的合成，Mg2+有利于內(nèi)酯型槐糖脂的

5、合成。
　　2.利用色譜技術(shù)TLC、IR spectra、HPLC、HPLC-MS對添加Mg2+、Fe2+、Cu2+后發(fā)酵所得槐糖脂進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中，并比較添加不同金屬離子后所產(chǎn)槐糖脂結(jié)構(gòu)的差異。結(jié)果顯示，所得槐糖脂粗品中都含有20多種不同結(jié)構(gòu)的槐糖脂。分別添加Mg2+和Fe2+發(fā)酵所得兩種槐糖脂粗品中每個峰的保留時間相同，但是特定峰的峰面積顯著不同，特別是在保留時間分別為21.26 min，34.30 min和38.

6、66 min時出現(xiàn)的峰。表明了，Mg2+和Fe2+的添加改變了酸型槐糖脂與內(nèi)酯型槐糖脂占總槐糖脂的比例。對添加 Cu2+發(fā)酵所得槐糖脂結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，得到的槐糖脂分子的脂肪酸部分均含16或18個碳原子。其中，編號為1-5的峰為酸型槐糖脂分子，6-10為內(nèi)酯型槐糖脂分子，編號1-10中包括11種槐糖脂分子，其中包括5種酸型槐糖脂，6種內(nèi)酯型槐糖脂。
　　3.不同金屬離子對擬威克酵母槐糖脂合成調(diào)控機(jī)理的研究。首先，研究了兩種金屬離子對槐

7、糖脂產(chǎn)量及組成的影響。其次，利用 SDS-PAGE研究不同金屬離子發(fā)酵所得胞外蛋白及胞內(nèi)蛋白的差異。SDS-PAGE結(jié)果顯示，添加 Mg2+、Fe2+與Cu2+發(fā)酵后的胞外蛋白明顯不同，其分子量分別為48.3、44.4、29.0、24.8和15.8 kDa有明顯差異，而胞內(nèi)蛋白并無差異。最后，研究了酸型槐糖脂在胞外酶作用下的轉(zhuǎn)化效果，實驗結(jié)果表明：酸型槐糖脂部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)酯型槐糖脂，使用添加MgSO4?7H2O所得胞外酶液轉(zhuǎn)化的內(nèi)酯型槐糖