发酵制备亚油酸异构酶转化松仁油工艺及降血脂机制研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wjt197703
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
松仁油富含高达50%左右的亚油酸,是生产共轭亚油酸(Conjugated linoleic acid,CLA)的良好来源。CLA是人体必需脂肪酸,只能通过食物摄取,具有抑制脂肪沉积、提高机体免疫力、治疗心血管疾病等重要生理功能。通过微生物发酵法和化学异构法可以转化亚油酸(LA)合成CLA,其中最具有生理活性的异构体是c-9,t-11 CLA和t-10,c-12 CLA异构体。本论文对水酶法提取松仁油的工艺进行创新,采用植物乳杆菌Lp-01发酵制备的亚油酸异构酶转化松仁油(PNO)中的LA,联合水酶法制备含有共轭亚油酸的松仁油(PNO-CLA)。探索松仁油共轭亚油酸改善高脂饮食诱导的脂代谢异常与影响肠道微生物稳态机制及相关性。主要研究结果如下:(1)通过植物乳杆菌Lp-01产亚油酸异构酶发酵单因素、响应面优化试验,得到最佳发酵条件:接种量2%,发酵温度36℃,时间20 h,底物浓度11%,CLA的实际产量为33.47 μg/mL。植物乳杆菌Lp-01发酵松仁油生成的产物为c-9,t-11 CLA和t-10,c-12 CLA异构体的混合物,所占比例分别为4.91%和4.86%。(2)确定植物乳杆菌Lp-01亚油酸异构酶最适硫酸铵饱和度为40%~80%,对粗酶液进行分级沉淀。沉淀后的酶液经透析、浓缩后,采用DEAE-Sepharose F.F.阴离子交换凝胶和葡聚糖凝胶G-100依次进行分离纯化。经SDS-PAGE电泳分析,该亚油酸异构酶分子量为41 kDa。在对植物乳杆菌Lp-01亚油酸异构酶酶学性质的初步分析中发现该酶不耐热,最适反应为35℃,最适pH为6。(3)在水酶法提取PNO工艺的基础上,将筛选的复合酶制剂与植物乳杆菌Lp-01亚油酸异构酶构建亚油酸异构酶复合酶体系协同异构化制备PNO-CLA。最佳提取工艺为:pH为5.7,温度为37℃,亚油酸异构酶用量为1.4 mL(200 U/mL)。在此条件下,松仁油得率为56.36%,所得CLA浓度为49.86μg/mL。PNO与PNO-CLA均符合食用油国家标准,PNO-CLA的酸值和过氧化值显著低于PNO。PNO-CLA和PNO的主要脂肪酸包括油酸、亚油酸和皮诺敛酸,其中PNO-CLA的亚油酸含量高达46.22%,含有0.6%的c-9,t-11 CLA和t-10,c-12 CLA异构体的混合物,总含量可达到8 mg/g。PNO-CLA对羟自由基的清除能力及还原力,显著高于PNO(P<0.05)。(4)建立小鼠高血脂模型,通过体内试验研究PNO、PNO-CLA饮食干预对由高脂饮食所致的小鼠血脂异常的调节机制。试验结果表明,PNO-CLA干预7周后,可显著降低高脂饮食小鼠血脂水平(TC、LDL-C、AI指数),减轻动脉粥样硬化风险;提升抗氧化能力(SOD、GSH-Px、MDA)、总脂酶活性(LPL、HL),并降低炎症因子(IL-6、TNF-α)水平(P<0.05)。肝脏和脂肪组织病理学结果表明PNO-CLA能在一定程度上改善高脂饮食小鼠的肝细胞损伤,减少肝脏和腹部的脂肪沉积。PNO-CLA组小鼠肝脏中HMG-CoAr mRNA、SREBP-1c mRNA 基因表达水平降低,AMPKα mRNA、PPARα mRNA、CYP7A1 mRNA基因表达水平增高。SREBP-1c、HMG-CoAr蛋白表达量降低,PPARα蛋白表达量增加与基因表达水平变化相一致。因此,PNO-CLA可能是通过调节肝脏中参与胆固醇代谢的生物标志物的表达调节肝脏胆固醇代谢,降低肝脏胆固醇水平。(5)基于高通量测序法对高脂小鼠粪便DNA基因V3-V4区进行扩增,分析PNO-CLA饮食干预对高脂饮食小鼠肠道菌群多样性的影响。试验结果表明,高脂饮食会破坏小鼠肠道菌群结构,降低Alpha多样性和肠道菌群的丰富度。PNO-CLA的补充可以调节宿主的肠道菌群结构,增加Lactobacillus、Bacteroides、Akkermansia、Clostridium X1Va、Alloprevotella和Helicobacter菌属的相对丰度,恢复肠道菌群的多样性。PNO、PNO-CLA可以显著降低肠道菌群的F/B值,从而抑制小鼠因高脂饮食导致的肥胖。在脂代谢相关指标与肠道微生物相关性分析相关性结果中显示SCFAs浓度与Bacterioides、Barnesiella、Allobaculum、Alistipes、Ruminococcus这些属的相对丰度呈正相关。
其他文献
学位
基于生物质主要化学组分制备高性能、高附加值的化学品和生物基材料,符合生物质精炼的发展要求,同时对于缓解化石资源过度利用所带来的资源和环境问题具有重要意义。纳米纤维素作为生物基纳米材料的典型代表,因其兼具生物质材料可再生、可降解、价格低廉等优点和纳米材料的优异性能日渐成为研究热点。然而,传统纳米纤维素制备的方法存在工艺过程繁琐,耗时长、能耗高、得率低以及废液污染环境等问题,限制了纳米纤维素的发展。本
学位
生物质作为一种可再生资源在替代不可再生燃料、制备碳基材料等方面具备广泛地研发前景。近年来,以生物质废弃物作为碳源制备电化学性能优异的生物质炭是目前研究的热点。以炭材料为电极材料应用的优势具体表现在稳定性较高,电化学性能良好等方面。在本次研究中针对炭材料制备工艺进行了分析,探讨了不同因素产生的影响,确定了最优的工艺条件。具体研究内容如下:首先针对活性炭的制备工艺进行了研究,采用的活化剂和原料分别是K
近些年来我国城市化加速发展,在人口聚集、土地稀缺、产业集约化等城市现象的共同作用下,城市商业综合体这种新形式的建筑类型应运而生,综合体建筑的外环境也开始在城市公共空间中占据着举足轻重的地位。哈尔滨是一座拥有悠久历史的城市,地处我国严寒地区,冬季寒冷且漫长,这些独特的因素都使商业综合体外环境的设计面临重重考验。本文以哈尔滨单体式商业综合体建筑的外环境为研究对象,首先对国内外科研文献、发展情况进行分析
学位
森林是陆地生态系统的主体,森林种类繁多,结构复杂。生动、完整、客观的模拟森林生态系统,准确、直观的提供森林的各类信息,实现有效的人机交互。必将有助于科学合理的指导林业的生产经营,促进森林生态系统健康稳定的发展。三维虚拟林相是一个集地形、林相图、森林资源调查数据等信息于一身的全新技术,其能对三维地形、林相图及林木个体的空间信息、属性信息进行生动直观的表达,在森林资源管理、优化造林等方面应用前景广阔。
学位
大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)是全球生物多样性保护旗舰物种,目前仅生存在中国四川、陕西、甘肃三省六个孤立的山系中,它的保护得到了全球的关注。栖息地选择研究是制定有效保护和管理策略的基础,物种对不同环境变量的响应通常是在不同尺度上发生的,以往的研究中研究者通常忽视这一点,在主观选定的单一尺度上构建栖息地选择模型,这可能会降低栖息地模型的有效性,得出错误的结论。人类活动引起的气
木塑复合材料(WPC)是一种以热塑性聚合物为基体,生物质纤维为增强相,配合一定比例的助剂,通过挤出、热压、注塑等工艺加工而成的一种可循环利用的绿色环保复合材料,已经在园林景观、室内装饰、汽车、建筑等领域得到广泛应用。WPC很好地契合了当今世界的环保主题,符合可持续发展的理念,具有非常广阔的发展前景。为了降低生产成本,提高WPC的市场竞争优势,提高生物质纤维含量是最简单、有效的方法之一。发展超高生物