发酵法生产γ—亚麻酸

《中国食品添加剂》 China Food Additives l999 No．2 色、藕片着色、果胨着色、冰棍着色、又烧 肉着色、火腿肠着色、美国火鸡着色、五加 皮酒着色 、状元红酒着 色、午餐 肉着色 等许 多领域的应用技术，得到了成功，并且进行 了推 广。 我们与众多的食品工厂进行合作，共 同 进行红 曲在 各种食 品、冷饮 、饮料方 面的开 发，并且将红曲产品连带使用技术直接销售 到各使用厂 家，这是近年来 发达国家采用的 拟经营的先进模式。产品打开了广阔的市 癣酸 两蓉 、z／一 场，缩短了产品流动周期，提 高了经济效 益，实践证明，这是成功的管理模式。 4．4 功能红曲的研究与开发 我们在功 能性红 曲研 究 与开发方 面已经 做了大量工作，已经送检 5个样品，其降血 脂的有效物 质洛伐他 汀的含量 ，均处于 较好 的水平 。与得 到 的国外样 品相 比较 ，均 高于 国外样 品。本 厂将进一步 与高等 院校 、科研 院所的有关学者、专家合作，使本厂的红曲 洛伐他汀含量进一步提高，开发成新的产品。 ＼f 、 产菽京、 发酵法生产 y一亚麻酸 李明春邢来君 T(j2 2 7、-7 (南开大学生命学院微生物 系 天津，300071) ．)，一亚麻酸是人体必需脂肪酸之一，由 于必需脂肪酸在体内不能 自身合成，所以它 们像 维生 素一 样， 必 须 从 食 物 中 摄 取。 ．)，一亚麻酸在人体内可以未酯化的形式存在 或者以酯化的形式参与胆固醇酯、甘油三酯 和磷脂的组成成分，因此 ．)，一亚麻酸是生物 细胞膜的重要组分，并且赋予细胞膜以流动 性 、柔韧性 和选择通透性 ．在膜 的结构上和 功能上行使特 殊作用 ；另 外 ，．)，一 亚 麻酸 又 是前列腺素、白三烯、血栓素等生物活性物 质的前体物，在机体的物质代谢和生理调控 上发挥着重要作用，对机体的抗病防衰老有 着显著的积极效果，近年来受到医药界的普 遍 关注和高度重视 。 1 产品名称 中文名称：．)，一 亚麻 酸 学术名称 ：全顺 式 一6，9，12一 十八碳 三烯 酸 英文名称：．)，一Linolenic acid (GLA) 商品名称：月见草油 (Evening prim— rose oil)、玻璃苣油 (Borage oil)、真菌 一 62 一 油脂 (Fungal lipid)、三鸣养生王、真菌 降脂素等。 2 性 能 2．1 理化性质 ．)，一 亚麻 酸是 多不 饱 和脂 肪 酸， 具 有 3 个 双键 ，双键 的顺式构像使 ．)，一 亚麻酸 的碳 氢链几乎成 一直线 。一般 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达 方式 为 18：3A， 第一个数字表示碳原子数，冒号后边的数字 表示双键的个数，上标数字表示双键在碳链 中的精 确 位 置； ．)，一亚 麻 酸 的 分 子 式 为 C 8I-I30() ，分子量 为278．4，结构式 如下： H ．)，一 亚麻 酸是一种低 熔 点 的脂肪 酸 。具 有脂肪 酸的一般特性 ，不溶于水而易溶 于乙 醚、三氯甲烷、正己烷、石油醚等非极性溶 剂 中；．)，一 亚 麻酸 的纯度 达 到 35％ 以 上 时 极易氧化而不易保存，只能以干性油状态存 在；在哺乳动物中参与三酰甘油和磷酸fj．油 酯的组成，位于细胞膜上，具有膜结 构功 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food Additiv l999 No ． 2 能 。 一 亚麻酸也与其它多烯酸一样，参 与 的化学 反 应 与羧 基 和 双键 相 关， 如 与氧 反 应 、与卤素反应 、酯化 作 用、 氢化 物形 成、 环氧化作用、羟基化作用、碳链延长、生物 氧化作用等 因为目前对 7一亚麻酸性质了 解 的不够 ，所 以 y一 亚麻酸反应 方面的研 究 有待深入 2．2 生理 活性 一 亚麻酸是人体 的必 需脂 肪 酸，在 人 体内由亚油酸转化而来，且 GLA是人体合 成 前 列 腺 素 (Prostaglandin，PG) 的前 体， 因此 GLA的缺乏 会导致 人体 内分 泌 代谢 机 能 的显 著紊乱 一 亚麻 酸 之 所 以具 有 重 要 的 生 理 功 能 ，是 因为它是人体 内细 胞膜 的必 需组 分 ， 并且赋予 细胞膜 柔韧性 、流动 性和选 择通透 性 。因此 ，一旦细胞膜缺乏 一 亚麻酸等必 需脂肪 酸后，丧失了细胞膜 固有 的特性而引 发许多疾病 所 以 一 亚麻酸的生理 功能是 一 种结构功能 GLA在人体内的代谢路线 如 下 ： ／^ ＼ ／＼ ／ ＼ ／ COOH 亚油 酸 18：2 A ＼一 ／＼= ／＼／＼／ (Linoleic acid，LA) l △ 一脱氢酶(△ —desaturase) =二=＼ ／＼ ／＼ COOH y一 亚 麻酸 18：3△ ＼ == 八 = ／＼／＼／ (7一Linolenic acid，GLA) j 碳链延长 ， COon __ 。G ＼ A A ／ ~ ／ 、一⋯⋯ — ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 一⋯ j △ 一脱氢酶(△s—desaturase) = ＼ ．厂一 ＼／＼／ COOH 花生 四烯 酸 20：4 “ “ ＼= ／＼= ／＼／＼／ (Arachidonic acid，AA) LA、GLA、DGLA、 AA 是 人体 必 需 脂肪 酸 (Essential fatty acid，EFA)，LA 不能由人体 自身合成，而只能从食物中摄取 的 LA 首先 转 化 成 为 GLA，然 后 再 转 化 成 DGLA和 AA。其中 LA 向 GLA转化，可 被 高脂肪 和高 碳水化合物 的饮 食、衰老、糖 尿病、高胆 固醇血脂症 、肥胖 、饮酒 过度等 因素所阻 断， 因此 造 成 DGLA 和 AA 的 不 足。而 DGLA和 AA是人体合成前列腺素 的前体，前列腺素的缺乏将导致人体内分泌 机能的显著紊乱 另外，GLA可以迅速转 化 为 DGLA。 因此，食 物或 药 物 中添 加 GLA可 以改 善 因前列 腺 素缺 乏 而造成 的 内 分泌机 能 的紊乱 3 生产技术 目前 ， 一 亚麻酸的生产 主要 有 两种 途 径 其一是植物来源的y一亚麻酸，是通过 压榨而获得油脂，经过精练而成 主要原料 有玻璃 苣、黑加仑、 月见 草等 植 物 的种 子 我国目前是通过收购月见草的种子经榨油工 艺 而获得月见草油，其 中 一 亚 麻酸含量约 为 8％ ～ 10％，主要分布在吉林省东部长白 山的几个县。其二是通过微生物发酵来源的 ～ 亚麻酸，主要是通过一些低等 丝状真菌 发 酵 而 来 目前 国 内 通 过 发 酵 而 生 产 的 一 亚 麻 酸 大 多 数 以 深 黄 被 孢 霉 (Mortierella isabellina)作 为菌种，采用发 酵工艺而 生产菌油 ，其 一 亚麻酸含量约 占 油脂 的 8％ ～ l2％。本 文仅介绍微 生物发酵 生产 一 亚麻酸 的工艺 。 3．1 材料和方法 3．1．1 菌种 一 63 一 L 维普资讯 http://www.cqvip.com 中国食品添加剂 China Food Additives l999 No．2 用于 发酵生产 )，一 亚麻酸 的微 生物 主 要 是某些 低等 的丝状真菌 ，人 多分布于接合菌 纲 (Zygomycetes)中，见渚报道 的有 ： 被孢霉属 (Mortierella) 根霉属 (Rhizopus) 小 克银汉霉属 (Cunni arrlalla) 毛霉属 (MUCOF) 枝霉属 (Thamnidium)等 目前 国内外 用于工 业化生产所采 用的菌 株， 主 要 是 被 孢 霉 属 的 深 黄 被 孢 霉 (M ortierella isabellina)， 因 此 ， 下 面 主 要 介绍该菌工 业发酵 的生产技术 。 3，1．2 原料 生产 发酵培养 基主要以葡萄糖 、麦芽 汁 或糖蜜 为碳源 ，添 加有机 氮 (酵母 膏、蛋白 胨等)、无机氮 ((NH )!SO 、尿素等)和 无 机 盐 (NaAc、 MgSO 、 柠 檬 酸 钠 等)。 下面介绍一 例 60m 罐体发酵培养基配 方： 一 级种 子培 养基 (％)：葡 萄糖 8，尿素 0．3，酵母 膏 0．1，KH P0 0．1，pH6．4，0，7kg／cm 灭 菌 30min 二级种子培 养基 (％)：葡 萄糖 l0， 尿 素 0．2，酵 母 膏 0．1，KH P04 0．1，pH6．2， 0．7kg／cm 灭菌 30min 发酵 产 8旨培 养基 (04)： 葡 萄 糖 12，酵 母 膏 0．2，KH PO 0．1，MgSo40．03，柠 檬 酸 钠 0．1．pH5．8 0．7kg／cm 灭菌 30min 3．1．3 培养 条件 一 级 种 子 培 养： 28℃ ／24h，接 种 量 2 ×10孢子／ml，通气量 1：0．5(v／v)，搅拌速度 200 rpm／min。 二级种子培养 ：28℃／20h，移种量 10％， 通 气量 l：0．8(v／v~搅拌速度 180rpm／min 发酵产脂培 养 ：25℃ ／56～ 60h，移种量 12％，通气量 l：1(v／v)，搅拌速度 160 rpm／min 3 1．4 检测 方法 3．1．4．1 镜捡 7一亚 麻 酸 发 酵 是 一 种 特 殊 产 物 的 发 酵，菌种在 发酵前期主要 消耗营养物质 而人 r]4 一 量繁殖菌体 人 约在 60 h后， 菌 体 内 油 脂 大量聚集 ，同时碳 源急剧 下降 ，菌 丝体 由前期 的较细、分支多 、脂肪 粒少 ，而变 为菌丝膨大 、 分 支断裂成肥 大型、 内含 脂肪粒大而密集 。 3．1．4．2 菌体生物量 的测定 定 量 取 样 ， 4000 rpm／min，离 心15min， 洗 涤后烘干 (80℃ )至恒重 。 3．1，4．3 发酵液残糖 的测 定 3，5一二 硝基 水杨酸 比色定糖法。 3．1．4．4 发酵液氨态 氮的测定 甲醛滴定法 。 3．1．4．5 油脂脂肪酸成分分 析 80℃ 烘 干 恒 重 的 菌 丝 体 ， 研 磨 ， 石 油醚萃取 ，油 脂气相色谱法检测 。 3．2 工艺流程 斜面菌种一 克氏菌 种一 一级 发酵一 二 级 发酵一 三级 发酵一 收获菌 体一 造粒 、烘 干一 萃取油脂一 纯化一 质量检测 4 产品质量规格及 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 检测方法 目前 国内 尚无标准 ，普遍 采用气相色谱 法检测脂肪 酸组成和含量 。 4，1 对照样 品 一 亚麻 酸 甲酯 (99％)。 4．2 样 品处 理 菌 体 油脂 +5％K0H 一 甲醇 溶 液 封 管 水解一 加 14％BF 一 甲醇 溶液 封 管 甲酯化 一 加 饱 和 NaC1溶 液 分 层 一 石 油 醚 (bp30～ 60)提取一 无 水 Na§O4干燥一 挥发溶剂一 样 品 ， 一20℃ 保存 4．3 仪器工作条件 检测 器 ：氢 火焰 离子 化 检 测 器 (ID)， 色 谱 柱： DEGS，玻 璃 毛 细 管 柱 (30cm)， RANGE：l00，A I ：1，SPEED：2．5m／rain，尾 气 ： 50ml／min，线 速 ： 2cm／sec，柱 温 ： 210 ℃ ，检测气化温 度：280℃ 5 用途 和用法 5．1 用途 ，^一 亚麻 酸是 人体生理 代谢 过 程 中的 一 种 重要 物 质。 对于 婴幼 儿 、长 期 营 养 不 良 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food Additives l999 No ． 2 者、 老年 人 、过 多摄 人 动 物 脂 肪、 饮 酒 过 度、肥胖、胰岛索分泌不足的人来说，体内 不饱和脂肪酸脱氢酶的活性降低。造成亚油 酸向亚麻酸的转化受阻，从而体内 GLA缺 乏。GLA在 自然界存在极少。只存在母乳 及一些真菌和植物中，人类 几乎是离开母乳 就离开了它。平时的食物 中很难摄取得到。 目前人类 的高发病如高血脂 、糖尿病 、动脉硬 化、癌症、过早衰老等都 与GLA的缺少有 关。因此 ，GLA 既 是 预 防以 上疾 病 的保 健 营养物质。又是治疗以上疾病的良药。通过 大量研究表明，婴幼儿、体弱营养不 良者、 患有 各种疾病 者、老年 人都有 必要从食物中 补充 GLA，对于正常人来说。为了预防以上 高发病的发生 ，也应补充 GLA。 已经有大量 临床 资料 表 明，)I一 亚麻 酸 在 医学上 的用途 表 现在 以下几 个方 面 ： (1) 心血管障碍。包括降低胆固醇水平、降低血 压、降低 甘油 三酯 、增 强血 小 板凝 集 ； (2) 糖尿病综合症；(3)癌症，已经有实验表明。 )I一 亚麻酸对某些 肿瘤细胞有 选择 性 的细胞 毒性，主要是腹水瘤、淋巴瘤、乳腺癌、胰 腺癌、肝癌、骨肉瘤细胞及食管瘤细胞的生 长有 明显 的抑制 作用 ； (4)生 殖紊乱。包括 乳房疼痛和月经前综合症；(5)皮肤病。特 应性湿疹和普通鳞癣病；(6)病毒感染。能 增强 内源性 防御 以抵抗病毒 的袭击； (7)抗 衰老等。 5．2 用量 在 食 物 中，能 利用 的 )I一亚 麻 酸很 少。 因此。除了人的乳汁外。实际上不可能通过 每 日饮食提供大量的 )I一亚麻酸以达到治疗 和营养所需。有证据表明。为了达到营养的 目的，一个人每 天必须考虑摄人量 不少于 50～ 100mg的 一 亚 麻 酸，而 为 了 治 疗 的需要，一个人每天的补充量 可能要 定在 100～ 500mg范 围 内，特 殊病 人 每 天 可 能 要用 500～ 2000mg的 )I一 亚麻 酸。 5．3 用法 )I一亚麻酸 目前主要作为营养添加剂或 功能性食品使用，如牛奶、奶粉及奶制品、 食用 油、饮料 、果 冻、冰淇淋等 与 日常生活 相关的食品中。作为保健品。主要 以软 胶 囊 的形式 面市 。 )I一亚麻酸作为医药。 目前仅限于临床 研究报道。我国药典已载人 《月见 草油胶 囊》，其中 )I一亚麻酸含量为 7％ 左右，因 为 )I一亚麻酸偏低，药效并不十分显著。 6 发展动向和存在的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 )I一 亚 麻 酸 为 “公 认 安 全 的 物 质 (GRAS)， 目前至少有 30多个 国家 。如 美 国 、英 国、法 国、意 大利 、西 班牙 、瑞 典、 瑞 士 、丹麦 、芬 兰、澳大利 亚、加 拿大 、塞 浦路斯、阿联酋等，批准将 )I一亚麻酸做为 营养添加剂或功能性食品成分使用。 随着人们生活水平的提高。保健意识增 强。作为人体必须脂肪酸的 )I一亚麻酸将越 来越受到人们的重视。仅靠天然植物来源的 )I一亚麻酸已不能满足 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ，因此。微生物 发酵生产的 一亚麻酸将成为一项新兴而又颇 具 发展前景 的生物产品。 )I一 亚 麻 酸是 人体 必需 的脂 肪 酸 之 一。 国外有些报道称 为维生素 F，由于它在医学 方面的重要性，所以除了做为营养保健品之 外，当前的发展动向主要朝向医药方面，因 此，大量的资料报道了 )I一亚麻酸在代谢调 控中的作用，以及对许多疾病调控的机理。 用发酵法 生产 )I一 亚麻酸是 目前 人体 必 需 脂肪酸 中唯一工业化生产 的产 品，二 十碳 五烯酸 (EPA)、花 生 四烯 酸 (AA)、二 十 二碳六 烯 酸 (DHA) 的微 生物 发酵 生 产 已 开 始 由 实验 室研 究 向大 规 模 生 产 转 化。 一 亚麻 酸是胞内产物，发酵过 程 受到 菌 体 收率、产油率和油脂中 )I一亚麻酸含量 3个 因素的制约。这也是 当前发酵水平偏低的原 因，因此。菌种的选育和发酵工艺的改革是 关键。随着 一亚麻酸代谢途径的进一步阐 明，研究工作已向代谢控制育种方面发展， 一 65 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂 China Food Additives 1999 No．2 以期通过 改变发酵 条件来调节生产菌株 的代 谢调控，使生产菌株更高效地积累 一亚麻 酸。通过对温度、碳源、氮源、C／N、无机 盐组成及脱氢酶活性的诱导条件等方面的研 究，使生产菌株产 一亚麻酸的能力得到提 高 。 在 生 物 体 内， 亚油 酸 (18：2△) 经 △一 脂 肪 酸 脱 氢酶 的作 用形 成 一 亚 麻 酸 (18：3△ )。 因 此， △一 脂 肪 酸 脱 氢酶 是 一 亚 麻 酸 生物 合 成 的 关 键 酶 。 已有 报 ， 从植 物 (玻璃 苣)和蓝色细菌 (单细胞 藻类)克隆出了 △一脂肪酸脱氢酶基因，并 分别转化到啤酒酵母和蓝色细菌中，使不产 一 亚麻酸的蓝 色细 菌和啤酒酵 母 经基 因重 组 后 可以产生 )，一 亚 麻 酸 。 在 国 内，南 开 大 学微 生 物 系 已开始 克隆 深 黄被 孢 霉 中 的 △ 一 脂肪酸脱氢 酶基 因，并 得 到 国家 基 金 委 的资助，寄希望于构 建一株 生产 一 亚麻 酸的工 程菌 。总之 ， 一 亚麻酸 的研 究 已进 入 分子生物学时期，利用 分子生物学方 法改 造 一 亚麻酸 生产 菌，使发酵法 生产 一 亚 麻 酸的研 究工作具有更 为广 阔的发展前 景。 同支． ％ ．撩／稚j ／ f 结 冷 胶 詹 晓 北 丁s ＼ -／’ (无锡轻工大学生物工程学院 无锡，214036) 1 产品名称 商品名称：结冷胶 英文 名称 ：Gellan gum 结冷胶是 Kelco Division of Merck and Company Inc．的专利产 品，用于实验 的商 标名为 KELCOCELTM的食品级结冷胶。 黄原胶在食品工业和 油田应 用上取 得 的重大 商业成就 ，成为开发新一代微 生物多 糖的跳 板 。这些 多糖的研究，产 生了几个有 知 识 产权 的，具有 新 颖 、有 用 性 质 的新 胶 体，这些性质拥有潜在的商业价值。这些胶 体 中的第一个就是 S一60多糖 ，商 业属名称 作为结冷胶。 结冷胶的单糖分子组成是葡萄糖、鼠李 糖和葡萄糖酸，分子组成大约为 2：l：l。 主链是一个线性四糖重复单位，由 l，3一和 l。4一连接的葡萄糖单位，l，3一连接的葡萄 糖 酸 单 位 ， 和 l，4一连 接 的 鼠李 糖 单 位 组 成。分 子量 为 0．5× 10 道 尔顿。 2 性 能 一 66 一 结 冷 胶含 0一酰 基 ，碱 处 理 易 于 除 去 该基团。天然或称 乙酰 化结冷胶生成 弹性凝 胶，而低酰结冷胶 (在 pH10或更高情况下 加热处理获得的产品)在加热后冷却得到脆 性 凝胶 。天然结冷胶也含 有纤 维素物质 ，可 通过离心或过滤 除去 。典 型 的纯化 过程 能产 生 3种基本类型的结冷胶，即天然结冷胶 (或称 未 碱 处 理 结 冷 胶)、低 酰基 结 冷 胶 (或称碱处理结 冷胶)和低 酰基 ／纯化 结 冷胶．如 图。结 冷胶凝 胶性质 和组 成如 表 l 所 示 。 表 1 结冷胶性质 碱 过 滤 工艺 高酰基一 低酰基一 纯化低酰基 加热 维普资讯 http://www.cqvip.com