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微生物发酵法辅助提取植物甾醇的初步研究

微生物发酵法辅助提取植物甾醇的初步研究

作者：王子朝河北科技大学

学位级别：硕士

植物甾醇除可以作为合成甾体激素的原料,还具有降血清胆固醇、降血脂、抗肿瘤、抗炎、抗病毒等作用,广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。植物甾醇主要来源于植物油精炼下脚料,特别是脱臭馏出物中。脱臭馏出物一般含有30%0%游离脂肪酸... 详细信息

植物甾醇除可以作为合成甾体激素的原料,还具有降血清胆固醇、降血脂、抗肿瘤、抗炎、抗病毒等作用,广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。植物甾醇主要来源于植物油精炼下脚料,特别是脱臭馏出物中。脱臭馏出物一般含有30%0%游离脂肪酸、10%0%甘油酯、10%5%甾醇、1%0%生育酚、10%5%烃。脱臭馏出物主要成分的理化性质相差很小,因此从中分离提取植物留醇非常困难。目前植物甾醇生产方法为甲酯化一分子蒸馏法,其生产原理是首先以浓硫酸作为催化剂将脂肪酸甲酯化为低沸点的脂肪酸甲酯,然后再通过分子蒸馏和结晶将留醇从脱臭馏出物中提取出来。此法的缺点是流程长、操作步骤多、产品的纯度和收率比较低、成本高;使用大量浓硫酸、氢氧化钠、甲醇,腐蚀设备,污染环境。针对甲酯化工艺存在的问题,根据留醇通常不是微生物生长代谢的底物及不溶于水的性质,作者设想是否可以通过特定的微生物发酵,将脱臭馏出物中与甾醇交联在一起的脂肪酸及甘油酯作为底物消化掉,促使甾醇释放到发酵液中,从而实现甾醇与脱臭馏出物其它成分的简单分离。因此,本课题开展了采用微生物发酵法来分离、提取脱臭馏出物中植物甾醇的研究。用于脱臭馏出物发酵的理想微生物菌种应为:（1）能高效代谢利用脱臭馏出物中的游离脂肪酸及甘油酯;（2）菌体本身其他工业价值如单细胞蛋白。因此,选择了产朊假丝酵母（Candida utils）、热带假丝酵母（Candida tropicalis）、扣囊复膜孢酵母（fbflugera）、白地霉（Geotrichumcandidum）为研究对象,研究了它们在以脱臭馏出物为主要成分的固体培养基上的生长情况,从中筛选出了热带假丝酵母（Candida tropicalis）作为脱臭馏出物发酵的适宜菌种。以脱臭馏出物为发酵培养基的唯一碳源,研究了热带假丝酵母的菌体生长、脱臭馏出物中脂肪酸消耗和溪醇释放。试验结果表明,热带假丝酵母酵发酵大豆脱臭馏出物的最适培养基为:脱臭馏出物40 g/L,酵母浸粉20g/L,MgSO40.1g/L,KH2PO4 0.25 g/L;其最适发酵条件为:培养基初始pH6.0,接种量12%,摇床转速200 r/min,发酵温度30℃。在最适条件下,菌体湿重67g/L、脂肪酸消耗率33%、植物留醇的释放率42%。试验发现培养基中不宜添加乳化剂。外加Co2+、Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+对热带假丝酵母生长均有抑制作用,其中Mn2+离子的抑制作用最为严重,而Mg2+可以明显促进热带假丝酵母的生长。脱臭馏出物中通常还含有100%～15%烃。如果能通过微生物生长代谢除去这些烃,应有利于植物甾醇的提取。因此,本课题使用一株解烃菌,即红平红球菌（Rhodococcus erythropolis）来发酵大豆脱臭馏出物,并研究了发酵条件对其菌体生长、脂肪酸消耗和甾醇释放的影响。试验结果表明,红平红球菌发酵大豆脱臭馏出物的最适培养基为:其最适发酵条件为:脱臭馏出物40g/L、酵母浸粉20g/L、MgS040.1Og/L;其最适发酵条件为:培养基初始pH7.0,接种量为12%,摇床转速220 r/min,发酵温度30℃。在此发酵条件下,菌体湿重39g/L、脂肪酸消耗率25%、植物甾醇的释放率34%。试验发现,红平红球菌除能代谢利用烃外,也可利用脂肪酸。从分离提取植物留醇的角度分析,红平红球菌的发酵效果差于热带假丝酵母。但将两种菌进行混合发酵时,发酵效果低于单菌（热带假丝酵母）,其原因有待进一步分析。热带假丝酵母发酵大豆脱臭馏出物后,其中的植物甾醇释放到了发酵液中并与大量的酵母细胞混合在一起。本课题尝试了滤纸、石英砂、硅藻土、有机膜等物理过滤方法来分离植物留醇,但分离效果均不理想。先采用加热、超声波处理、絮凝进行预处理再进行物理过滤,仍未实现植物留醇与酵母细胞的分离。经过摸索,最终研发出来了发酵液中植物甾醇的物理化学提取法,其具体工艺为:脱臭馏出物发酵液→离心→沉淀→乙醇萃取→真空蒸发浓缩→气流干燥→植物甾醇粗品。本课题还研究了离心速度、乙醇溶液浓度、萃取时间和萃取温度对提取植物甾醇的影响。试验结果表明,物理化学法提取植物甾醇的最佳工艺为:离心速度4000 r/min,乙醇浓度100%,萃取时间30min,萃取温度30℃。在此条件下,粗甾醇的纯度为72%,其收率为90%。本课题首次尝试采用微生物发酵的方式来从脱臭馏出物中分离植物甾醇,并成功地从发酵液中提取出来了粗甾醇。尽管采用热带假丝酵母发酵可以将脱臭馏出物中脂肪酸及甘油酯吸收消化掉,从而将甾醇分离出来,但拐醇的释放率较低,仍有较多沼醇残存在脱臭馏出物中。因此,如何提高甾醇的释放率是将是未来工作的重点。此外,甾醇的提取方法也有待进一步改进。

关键词：植物甾醇脱臭馏出物热带假丝酵母发酵提取

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强夯法在湿陷性黄土坝基处理中的应用

地下水 2011年第4期33卷 87-88页

作者：王子朝陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安710001

采用强夯法对均质土低坝湿陷性黄土地基进行处理,具有施工速度快、资金投入少等优点。强夯试验表明,自重湿陷性黄土坝基厚12 m及8 m,湿陷等级II～III级,程度中等—严重,分别采用强夯能级6000 KN.m、拍平夯能级3 000 KN.m及强夯能级4000 ... 详细信息

采用强夯法对均质土低坝湿陷性黄土地基进行处理,具有施工速度快、资金投入少等优点。强夯试验表明,自重湿陷性黄土坝基厚12 m及8 m,湿陷等级II～III级,程度中等—严重,分别采用强夯能级6000 KN.m、拍平夯能级3 000 KN.m及强夯能级4000 KN.m、拍平夯能级2000 KN.m,主夯夯心距5×4.5 m,拍平夯1/4搭接的工艺施工,能够完全消除黄土湿陷性。

关键词：湿陷性黄土坝基强夯法应用

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城市河道生态景观治理工程设计要点浅析

陕西水利 2011年第4期 150-151页

作者：王子朝陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安710001

结合城市河道生态景观治理工程的特点,从工程规模确定、总体布置方案与适用条件、主要建筑物设计等方面进行了分析,重点对设计要点进行说明。

关键词：城市河道生态治理规划要点

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关于我国企业投资决策分析的研究

中国经贸 2013年第8期 53-54页

作者：王子朝红火集团有限公司

投资决策是指投资者为了实现其预期的投资目标，运用一定的科学理论、方法和手段，通过一定的程序对投资的必要性、投资目标、投资规模、投资方向、投资结构、投资成本与收益等经济活动中重大问题所进行的分析、判断和方案选择。投资决... 详细信息

投资决策是指投资者为了实现其预期的投资目标，运用一定的科学理论、方法和手段，通过一定的程序对投资的必要性、投资目标、投资规模、投资方向、投资结构、投资成本与收益等经济活动中重大问题所进行的分析、判断和方案选择。投资决策是生产环节的重要过程。

关键词：投资投资决策风险多元化

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分子量影响多糖生物活性的研究进展

河南工业大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 124-132页

作者：周雪艳常贺苟海芹王璐王子朝河南工业大学生物工程学院河南郑州450001

多糖作为生物医药和食品加工与生产中广泛使用的高分子聚合物之一,具有抗肿瘤、免疫调节、降血糖、抗氧化、抑菌等生物活性。越来越多的学者从动物、微生物和植物中分离与纯化多糖并对其生物活性及应用进行研究。多糖的生物活性受单糖... 详细信息

多糖作为生物医药和食品加工与生产中广泛使用的高分子聚合物之一,具有抗肿瘤、免疫调节、降血糖、抗氧化、抑菌等生物活性。越来越多的学者从动物、微生物和植物中分离与纯化多糖并对其生物活性及应用进行研究。多糖的生物活性受单糖组成、分子量、糖苷键类型、分支度、空间构象等多种因素影响,如何实现活性多糖的设计、构建、筛选和高效生产一直是多糖研究的重点和难点。基于分子量与多糖生物活性的构效关系进行综述,介绍分子量对多糖抗氧化、抗肿瘤、抗炎、益生、免疫调节和抑菌等活性的影响,并对由分子量差异造成的多糖生物活性变化进行了讨论和展望,以期为从分子量角度改善多糖生物活性的研究及应用提供理论参考。

关键词：多糖分子量生物活性构效关系

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浅析非遗博物馆文创产品的开发策略

艺术与设计（理论版） 2018年第3期 93-95页

作者：杨咏王子朝天津财经大学珠江学院天津301811

非物质文化遗产是人类的智慧结晶,但目前的处境却不容乐观,很多非物质文化遗产正在消失于人们的生活之中。当前的一些非物质文化遗产博物馆受到地域的限制,不能被人们所了解,所以非物质文化遗产应与网络、文化创意产业等相结合,多元化开... 详细信息

非物质文化遗产是人类的智慧结晶,但目前的处境却不容乐观,很多非物质文化遗产正在消失于人们的生活之中。当前的一些非物质文化遗产博物馆受到地域的限制,不能被人们所了解,所以非物质文化遗产应与网络、文化创意产业等相结合,多元化开发,面向更多的人群。在非物质文化遗产保护的热潮下,文章以消费者、制作工艺、产品性质为导向,为开发出优秀的文化创意产品提出策略,并从博物馆文创商店、网络等方面进行推广,以推动非遗文化的传播。

关键词：文创非遗博物馆结合

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以甘油为底物发酵生产新型黄原胶

食品与生物技术学报 2018年第10期37卷 1028-1034页

作者：王子朝朱莉吴剑荣郑志永高敏杰詹晓北江南大学生物工程学院江苏无锡214122 无锡格莱克斯生物科技有限公司江苏无锡214125

经过驯化得到了一株可以利用甘油发酵生产黄原胶的野油菜黄单胞菌突变株,Xanthomonas. campestris WXLB-006。RT-PCR结果显示:X. campestris WXLB-006中甘油代谢相关基因(glpF,glpK,glpD,fbp)的相对表达量均高于原始菌株,依次为glpD (8.... 详细信息

经过驯化得到了一株可以利用甘油发酵生产黄原胶的野油菜黄单胞菌突变株,Xanthomonas. campestris WXLB-006。RT-PCR结果显示:X. campestris WXLB-006中甘油代谢相关基因(glpF,glpK,glpD,fbp)的相对表达量均高于原始菌株,依次为glpD (8.53)> glpF(7.64)> glpK(6.61)> fbp(5.79)。初始甘油质量浓度40 g/L、变通气量和变搅拌转速(0~24 h,0.5 vvm和200 r/min;24~60 h,1.0 vvm和400 r/min)以及三阶段变速流加甘油策略(24~34 h,3g/L/h;34~44 h,2 g/L/h;44~54 h,1 g/L/h),使生物量由1.65 g/L增加到1.94 g/L,黄原胶产量由17.8 g/L提高到33.9 g/L,发酵周期由120 h缩短至60 h。重要的是,以甘油为底物发酵得到的黄原胶具有粘度低、透明性高、水化速率快和反复冻融处理粘度增大的特点。

关键词：驯化野油莱黄单胞菌甘油黄原胶

酵母甘露聚糖(20 kDa)的生物安全性及体内分布研究

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河南工业大学学报（自然科学版） 2021年第3期42卷 58-63页

作者：付乾振王佳奇樊坤刘洁王子朝张慧茹河南工业大学生物工程学院河南郑州450001

酵母甘露聚糖具有多种生物活性,对其生物安全性、体内分布的研究可为体内应用提供基础数据。通过MTT法和体外溶血实验,研究了酵母甘露聚糖(20 k Da)对Caco-2细胞的毒性和红细胞的溶血性,通过对KM实验小鼠灌服100 mg/kg的酵母甘露聚糖溶... 详细信息

酵母甘露聚糖具有多种生物活性,对其生物安全性、体内分布的研究可为体内应用提供基础数据。通过MTT法和体外溶血实验,研究了酵母甘露聚糖(20 k Da)对Caco-2细胞的毒性和红细胞的溶血性,通过对KM实验小鼠灌服100 mg/kg的酵母甘露聚糖溶液,检测酵母甘露聚糖随时间在动物肠道(十二指肠、空肠、回肠)、血液及脏器(心、肝、脾、肺和肾)的分布情况。结果表明:160μg/m L的酵母甘露聚糖对Caco-2细胞无明显毒性,反而有轻微的促增殖作用(115.6%);在80~200μg/m L范围内,酵母甘露聚糖对红细胞的溶血性低于5%,在生物安全范围内;小鼠灌服酵母甘露聚糖后,30~90 min能明显提高血糖水平;1~3 h糖主要分布在肝脏和肺脏中,心脏和肾脏中糖含量变化不大,脾脏糖含量缓慢下降;肠道中未吸收的酵母甘露聚糖,随着时间(0~90 min)推移,在十二指肠中留存时间较短,空肠的糖含量在30 min较高,约60 min时,糖流动到达回肠,酵母甘露聚糖主要在空肠和回肠被吸收。酵母甘露聚糖(20 kDa)有高的生物相容性,无细胞毒性、溶血性,能在小肠中被机体吸收入血,主要分布于肝脏和肺脏中。

关键词：酵母甘露聚糖(20 kDa) 生物安全性体内分布细胞毒性溶血性

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浅谈渠道砼面板的破坏原因及防治措施

西部探矿工程 2004年第2期16卷 159-160页

作者：卢宏建王子朝新疆生产建设兵团农二师设计院新疆库尔勒841000

为了实现我国农业经济的可持续发展 ,目前国家对各地区大中型灌区都要求进行节水改造 ,其中包括对灌区内部主要渠道实施工程防渗 ,而我区属高寒地区 ,渠基土多为冻胀土 ,地下水及土壤含盐量又较高 ,所以在对渠道进行砼面板防渗设计中 ,... 详细信息

为了实现我国农业经济的可持续发展 ,目前国家对各地区大中型灌区都要求进行节水改造 ,其中包括对灌区内部主要渠道实施工程防渗 ,而我区属高寒地区 ,渠基土多为冻胀土 ,地下水及土壤含盐量又较高 ,所以在对渠道进行砼面板防渗设计中 ,如何有效避免渠道砼面板的冻胀破坏和侵蚀破坏显得尤为重要。结合我区的实际情况 ,对渠道砼面板产生破坏的原因、类型以及防治措施等进行了介绍 ,以期对以后防渗渠道的设计有所帮助。

关键词：渠道冻胀侵蚀防治