3.2.4 渗透压(NaCl)对海藻糖积累的影响 13
3.2.5 金属离子对海藻糖积累的影响 14
3.2.6 多因素胁迫条件对酵母菌积累海藻糖的影响 18
5 心得与展望 21
致 谢 22
参考文献 23
1 绪论
1.1 本课题的国内外研究进展
1.2 本课题的研究内容、目的及意义
海藻糖,又名覃糖,是由两个吡喃型葡萄糖单体以α,α-1,1-糖苷键构成的非还原性双糖,分子式为C12H22O11•2H20,在理论上有3种空间同分异构体,即海藻糖(α,α)、异海藻糖(β,β)和新海藻糖(α,β),其中只有α,α-海藻糖在自然界中以游离状态存在,即通常所说的海藻糖。
图1.1 海藻糖的分子结构
海藻糖是一种储存性二糖,最令人称奇的生物学功能是其优良的抗逆保护作用。基于其独特的理化性质,它在生物体内除作为结构成分、提供能量以外,最重要的作用是作为一种典型的应激代谢物,往往是在各种环境胁迫因子和营养缺乏等条件下,它能够保护生物体细胞内的蛋白质、脂类、糖类、核酸等组分不受破坏,并保护细胞免受伤害[18]。大量实验表明,一些生物物种在逆性环境(如干燥脱水、高温、冷冻、高渗等)状态下,可以通过体内合成、积累海藻糖来抵御外界不利环境的影响[19.20.21],它能在生物膜、蛋白质等大分子表面形成独特的保护膜,有效地保护生物大分子不变性失活,从而文持生物体的生命过程和生物特性。如在高渗透压的外界环境下,随着胞外水活度的降低,酵母细胞的生理代谢会发生一系列的变化,以抵御外界渗透压胁迫的侵害[22]。不难发现,许多对外界恶劣环境表现出非凡抗逆耐受力的物种,都与它们体内存在大量的海藻糖有直接的关系。因此,海藻糖在科学界素有“生命之糖”的美誉。
不过,使海藻糖声誉鹤起的另一个重要原因是:外源性的海藻糖对生物体和生物膜、蛋白质等大分子同样具有良好的保护作用,而且这种保护作用似乎对所有生物分子都通用。而自然界中如蔗糖、葡萄糖等其它糖类,均不具备这一功能。这一独特的功能特性,使得海藻糖有望作为生物和医学领域的活性大分子的优良保护剂,更是保持细胞活性、保湿类化妆品的重要成分,还可作为防止食品劣化、保持食品新鲜风、提升食品品质的独特食品配料。近年来,在许多动物试验中还发现,海藻糖具有防治骨质疏松症、亨廷顿舞蹈症等作用,这些研究发现进一步扩展了海藻糖的应用范围[23.24]。
海藻糖可以通过提取法、化学合成法、酶法、基因工程法和微生物发酵法等手段进行生产,但从品质、技术、资源和成本等因素考虑,利用微生物技术生产海藻糖将是未来发展的方向。
本实验筛选出一株高产海藻糖的酵母菌株,以马铃薯葡萄糖液为培养基,在28℃、200rpm的摇瓶发酵的条件基础上[25]进行胁迫条件的设计:采用改变培养温度、pH、渗透压、加入有毒物质及金属离子等方法,以提高海藻糖积累量;再对以上条件进行综合考察分析。并采用蒽酮-硫酸法测定 胁迫条件对酿酒酵母生物合成海藻糖的影响(2):http://www.youerw.com/shengwu/lunwen_29602.html