甘露糖赤蘚糖醇脂的生物合成及性質(zhì)與應(yīng)用研究.pdf

1、生物表面活性劑是微生物調(diào)節(jié)自身代謝分泌的一種具有兩親性的產(chǎn)物。與化學(xué)表面活性劑相比，生物表面活性劑以其生物降解性、安全無毒或低毒、表面活性穩(wěn)定、生物活性豐富等特性備受關(guān)注。隨著人們對能源節(jié)約和環(huán)境保護意識的增強，生物表面活性劑替代化學(xué)合成表面活性劑必將成為趨勢，這也是實現(xiàn)可再生資源綠色轉(zhuǎn)化的途徑之一。甘露糖赤蘚糖醇脂(MELs)是一種重要的糖脂表面活性劑。它不僅具有良好表面活性、較低的臨界膠束濃度、自組裝性質(zhì)等，還具有許多特殊的生理活性

2、，可應(yīng)用于環(huán)保、食品、化妝品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。因此，其產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。但由于其代謝途徑不清楚，導(dǎo)致MELs的產(chǎn)量低，加之其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，活性作用機理多樣，限制了其產(chǎn)業(yè)化。基于此，本論文對MELs的發(fā)酵生產(chǎn)、代謝調(diào)控機制及活性應(yīng)用等方面進行了研究，主要研究結(jié)果如下：
　　(1)Pseudozyma aphidis是合成MELs的潛力菌株。本論文選用Pseudozymaaphidis DSM70725為發(fā)酵菌株，采用Plackett-B

3、urman設(shè)計和響應(yīng)面分析法，對影響Pseudozyma aphidis DSM70725代謝合成MELs的發(fā)酵培養(yǎng)基各組分進行優(yōu)化，獲得了穩(wěn)定高產(chǎn)MELs的最優(yōu)化培養(yǎng)基成分，并對Pseudozyma aphidisDSM70725利用優(yōu)化前后培養(yǎng)基發(fā)酵產(chǎn)MELs的動態(tài)過程進行比較。進一步采用溶劑萃取、硅膠柱層析法分離純化發(fā)酵后的產(chǎn)物，運用LC-MS、GC-MS、NMR等技術(shù)手段對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進行了鑒定，研究發(fā)現(xiàn)雙乙?；腗EL-A是Ps

4、eudozyma aphidis DSM70725合成產(chǎn)物的主要類型，約為78.3％，其結(jié)構(gòu)中?；碎L度為中短鏈、具有不同不飽和度的脂肪酸(C8-C14)。
　　(2)硝酸鈉是代謝合成MELs的重要無機氮源。在氮源限制條件下P.aphidisDSM70725能夠代謝合成MELs和CLs。首次采用RNA-Seqdenovo測序和DGE（數(shù)字化基因表達譜）技術(shù)相結(jié)合的方法，研究了P.aphidis DSM70725在氮源限制（無硝酸

5、鈉）條件下代謝合成MELs和CLs的表達譜，并在此基礎(chǔ)上通過KEGG和GO分析總結(jié)了影響MELs和CLs合成的關(guān)鍵基因和差異基因及其所分布的代謝途徑。同時發(fā)現(xiàn)在氮源限制條件下，MELs合成相關(guān)的基因總體下調(diào)。
　　(3)MEL-A在極端溫度、高鹽濃度、高酸堿度條件下具有穩(wěn)定的表面活性性。不同濃度的MEL-A能夠在水中形成納米級粒徑的體系，其中MEL-A/DLPC（卵磷脂）體系具有熱力學(xué)穩(wěn)定性，作為載體對白樺脂酸、維生素E和α-亞麻