赤蘚糖醇(Erythritol)化學(xué)名稱為1,2,3,4-丁四醇,廣泛存在于水果、發(fā)酵食品中,甜度為蔗糖的70%~80%。能被小腸快速吸收,但90%沒有進行代謝而排出體外,是在自然界中發(fā)現(xiàn)的相對分子質(zhì)量最小的糖醇,不僅擁有糖醇類產(chǎn)品所有的卓越功能,如防齲齒、適于糖尿病患者食用,還獨具熱量極低(≤1.66 kJ·g-1)和耐受量高(無副作用)的特性。赤蘚糖醇具有良好的食品加工適應(yīng)性和生理保健功能,作為一種新型功能性保健食品原料被廣泛用于食品、醫(yī)藥、化妝品及化工等領(lǐng)域。


赤蘚糖醇工業(yè)上主要是用耐高滲酵母或其它主產(chǎn)赤蘚糖醇的微生物發(fā)酵生產(chǎn),選擇適宜的育種方法、選育赤蘚糖醇優(yōu)產(chǎn)菌株是生產(chǎn)的關(guān)鍵。據(jù)文獻報道,1950年Binkey和Wolform首次提出酵母菌可以產(chǎn)生赤蘚糖醇。其后國內(nèi)外學(xué)者就產(chǎn)赤蘚糖醇菌株篩選進行了大量研究。范光先等篩選出一株單產(chǎn)赤蘚糖醇的球狀酵母OS-194,Marimuthu等從污泥中篩選得到一株耐高滲酵母P.tsukubaensisKN75,吳燕等篩選得到一株圓酵母Torulasp.,Lin等從蜂蜜中篩選出一株菌Moniliellasp.440,以上菌株均是通過葡萄糖高滲法從自然界直接分離得到的。


作者通過對產(chǎn)甘油耐高滲酵母進行紫外誘變處理產(chǎn)赤蘚糖醇,為赤蘚糖醇產(chǎn)生菌的篩選及產(chǎn)量提高提供了一條新的途徑。


1實驗


1.1材料、試劑與儀器


菌種:從自然界分離的產(chǎn)甘油耐高滲酵母CF4。


葡萄糖、濃硫酸,南京化學(xué)試劑有限公司;酵母膏,國藥集團化學(xué)試劑有限公司;乙腈,汕頭市西隴化工廠有限公司。以上試劑均為分析純。


722型可見分光光度計,上海天普儀器有限公司;1100型高效液相色譜儀,美國Agilent公司。


1.2培養(yǎng)基


斜面培養(yǎng)基:葡萄糖20%,酵母膏1%,瓊脂2%,pH值5~6。


發(fā)酵培養(yǎng)基:葡萄糖20%,酵母膏1%,尿素0.5%,pH值5~6。


種子培養(yǎng)基:葡萄糖20%,酵母膏1%,pH值5~6。


1.3方法


1.3.1菌株CF4生長曲線的測定


自新鮮的CF4斜面培養(yǎng)基挑取一環(huán)接種到液體種子培養(yǎng)基中,30℃、200 r·min-1培養(yǎng),每隔2 h取樣,離心,棄上清,收集菌體,將菌體重懸于蒸餾水中,反復(fù)2次,測定菌體密度OD600,以蒸餾水作為空白對照,繪制菌株CF4的生長曲線。


1.3.2菌懸液的制備


自新鮮的CF4斜面培養(yǎng)基挑取一環(huán)接種到盛有30 mL種子培養(yǎng)基的250 mL三角燒瓶中,30℃、200 r·min-1培養(yǎng)10~18 h。取5 mL種子液,3000 r·min-1離心10 min,棄上清,菌體用生理鹽水洗滌2次,重懸于5 mL生理鹽水中制成菌懸液。


1.3.3紫外誘變處理


開啟20 W紫外燈,預(yù)熱30 min,使波長穩(wěn)定。將4 mL出發(fā)菌株的菌懸液分散于滅菌的培養(yǎng)皿中,在距紫外燈25 cm處,照射60 s、90 s、180 s、270 s、360 s,處理后的菌懸液被稀釋至1×10-6。吸取0.2 mL稀釋菌懸液涂布于含有培養(yǎng)基的平皿中,30℃培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)。


1.3.4突變菌株的篩選


待單菌落長出后,挑取菌落大、厚實的菌株分別接種到斜面培養(yǎng)基中,30℃培養(yǎng)48 h后,接種于30 mL/250 mL的發(fā)酵培養(yǎng)基中,30℃、200 r·min-1培養(yǎng)3 d,用薄層層析和高效液相色譜定性,篩選出產(chǎn)赤蘚糖醇的菌株,然后按接種量8%移種于50 mL/250 mL發(fā)酵培養(yǎng)基中,30℃、200 r·min-1培養(yǎng)5 d,用高效液相色譜測定赤蘚糖醇的產(chǎn)量,確定優(yōu)勢菌株。


1.4分析測試


1.4.1發(fā)酵液中赤蘚糖醇和葡萄糖定性分析(薄層層析法)


用毛細(xì)管分別將標(biāo)準(zhǔn)品和樣品在制好的薄層板上點樣,放在正丁醇∶乙酸∶水=4∶1∶5的展開劑中上行4~5 h后顯色,顯色劑為高碘酸鈉-聯(lián)苯胺溶劑,將薄層板從展開缸中取出,烘干,浸入高碘酸鈉溶液中,取出后再浸入聯(lián)苯胺溶液中,烘干,觀察薄層板上變化。


1.4.2發(fā)酵液中赤蘚糖醇含量測定(高效液相色譜法)


色譜條件:色譜柱為Lichrospher 5-NH2(4.6 mm×250 mm);柱溫30℃;流動相為乙腈-水(80∶10,體積比);流速1.0 mL·min-1;示差折光檢測器,檢測器溫度為35℃。


測定方法:精密稱取赤蘚糖醇對照品0.5 g定容于10 mL容量瓶中,用流動相制成50.00 g·L-1的儲備液,再將其稀釋為0.50 g·L-1、1.00 g·L-1、2.00 g·L-1、4.00 g·L-1、6.00 g·L-1、8.00 g·L-1和10.00 g·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液。每一濃度分別進樣10μL,測定3次,取峰面積平均值,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。


1.4.3紫外誘變處理后致死率的測定


采用平板計數(shù)法測定致死率:將紫外誘變處理前、后的菌液分別用生理鹽水稀釋至1×10-6,各吸取0.2 mL涂布于含有培養(yǎng)基的平皿中,以未處理的菌液作對照,30℃培養(yǎng)48 h,單菌落計數(shù),計算致死率。


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