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红曲桔霉素的检测及发酵控制技术

作　者: 许赣荣
导　师: 陶文沂
学　校: 江南大学
专　业: 发酵工程
关键词: 红曲菌发酵桔霉素色素莫纳可林K 高效液相色谱分析毒理学研究
分类号: TS201.3
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

1995年法国人发现红曲菌会产生真菌毒素桔霉素,使红曲产品在国内外的推广受到挑战和一定的限制。数年前,桔霉素的研究在国内是个空白,我国红曲产品桔霉素的现状,对食品安全提出了新的挑战,对此我们无法回避,积极应对已成为红曲行业的共识。在此背景下深入开展红曲桔霉素的研究具有重要的理论意义和现实意义。本文也是国内第一份全面研究红曲桔霉素的研究论文。1、红曲桔霉素检测方法的研究红曲中色素含量太高,桔霉素含量偏低是准确检测红曲桔霉素的主要不利因素。本文研究了薄层层析法分离色素、萃取法提取桔霉素等预处理方法及高效液相色谱法。最终建立了一整套适合于红曲米,红曲红及功能性红曲等产品中桔霉素检测的高效液相色谱检测法。在薄层层析法中,以加入羧甲基纤维素的H-60硅胶作为分离介质,以甲苯∶乙酸乙酯∶甲酸(体积比,7∶3∶1)为展开剂,可有效地将大部分红曲色素与桔霉素分离。在荧光检测仪上用肉眼可观察到桔霉素。由此可初步判断红曲产品中是否含有桔霉素。并可对其含量也可做相对比较。所研究的薄层层析法可作为一般工厂初步鉴别红曲产品中是否存在桔霉素的简易方法。重点研究了高效液相色谱检测技术中红曲样品萃取预处理方法。对单一萃取剂及复合萃取剂萃取色素及桔霉素的效果进行了全面而深入的比较。单一萃取剂,如甲醇、乙醇、氯仿、乙酸乙酯、甲苯、乙腈等,其综合萃取效果都比较差。复合萃取剂的综合萃取效果较好。主要体现在对色素萃取率较低,但对桔霉素萃取效率最高。最终选定的复合萃取剂是:甲苯∶乙酸乙酯∶甲酸(体积比:7∶3∶1)。对这种萃取剂的效果及使用方法进行了全面的考察。在全面比较不同类型的色谱分离柱,检测器,流动相的基础上,建立了检测红曲发酵产物中桔霉素的高效液相色谱法。得出了在以乙腈∶水(pH2.5)=35∶65(V∶V)为流动相,色素与桔霉素分离良好,样品中桔霉素出峰时间在18min左

全文目录

中文摘要  8-12
英文摘要  12-16
第一章前言  16-38
  1.1 红曲菌、红曲产品及其应用  16-18
    1.1.1 红曲简史  16
    1.1.2 红曲菌微生物学的研究  16-18
  1.2 红曲产品的应用  18-24
    1.2.1 红曲色素及其应用  18-21
      1.2.1.1 红曲色素的种类  18-20
      1.2.1.2 红曲色素的应用  20-21
    1.2.2 降脂功能性红曲  21-22
      1.2.2.1 降胆固醇的成分-莫纳可林 K  21-22
      1.2.2.2 医药及保健用功能性红曲  22
    1.2.3 酿造工业用红曲  22-23
    1.2.4 红曲色素在国外的研究及应用情况  23-24
  1.3 红曲桔霉素的发现,毒性及其对红曲行业的影响  24-29
    1.3.1 青霉菌桔霉素的发现  24
    1.3.2 红曲菌桔霉素的发现  24
    1.3.3 桔霉素的理化性质  24-25
    1.3.4 红曲代谢产物生理活性及毒理学的研究状况  25-28
      1.3.4.1 红曲色素的生理活性的研究  25-26
      1.3.4.2 桔霉素的毒性研究  26
      1.3.4.3 几种毒理学研究方法  26-28
    1.3.5 红曲桔霉素的负面影响  28-29
    1.3.6 红曲产品的标准  29
  1.4 红曲桔霉素的国内外研究状况  29-36
    1.4.1 国外红曲研究状况  29-33
      1.4.1.1 红曲菌产桔霉素性能的普查  30-31
      1.4.1.2 红曲代谢的研究及桔霉素控制的研究  31-33
      1.4.1.3 红曲菌代谢产物调控基因的研究  33
    1.4.2 我国红曲桔霉素的研究现状  33-34
    1.4.3 红曲桔霉素检测方法的研究  34-36
      1.4.3.1 青霉菌桔霉素检测方法  34-35
      1.4.3.2 红曲菌桔霉素检测方法  35-36
  1.5 课题研究的意义、范围及重点  36-38
    1.5.1 课题研究意义  36
    1.5.2 课题研究范围  36-38
第二章红曲桔霉素测定方法的研究  38-72
  2.1 引言  38-39
  2.2 材料与方法  39-42
    2.2.1 实验材料  39
    2.2.2 红曲样品预处理方法  39-40
    2.2.3 薄层层析方法  40
    2.2.4 高效液相色谱法  40-41
    2.2.5 液质联用对红曲大米培养物中桔霉素的确认  41
    2.2.6 色价的测定  41-42
    2.2.7 回收率及检测限  42
  2.3 结果与讨论  42-63
    2.3.1 红曲样品的特点  42-44
    2.3.2 薄层层析法(TLC)定性检测红曲产品中的桔霉素  44-45
    2.3.3 固态红曲样品萃取方法的研究  45-55
      2.3.3.1 单一萃取剂效果的比较  45-47
      2.3.3.2 复合萃取剂效果的比较  47-52
      2.3.3.3 复合萃取剂萃取时的技术考虑  52-54
      2.3.3.4 红曲红产品的预处理方法的特殊考虑  54-55
    2.3.4 液态红曲样品的预处理方法  55-58
      2.3.4.1 红曲发酵液酸化处理的研究  55-58
    2.3.5 高效液相色谱法检测桔霉素条件的研究  58-63
      2.3.5.1 检测器的选定  59-60
      2.3.5.2 色谱柱的比较  60
      2.3.5.3 流动相及配比对分离效果的影响  60-62
      2.3.5.4 流动相pH  62-63
  2.4 HPLC 法检测桔霉素效果评价  63-71
    2.4.1 桔霉素的最低检测浓度  63-64
    2.4.2 标准桔霉素浓度与峰面积的线性关系  64-65
    2.4.3 标准桔霉素回收率实验  65-66
    2.4.4 高效液相色谱测定的精密度试验  66-67
    2.4.5 红曲桔霉素检测方法的验证  67-71
      2.4.5.1 红曲桔霉素的确认  67-70
      2.4.5.2 外单位对本方法的验证  70-71
  本章小结  71-72
第三章红曲菌产桔霉素的普查  72-84
  3.1 引言  72-73
  3.2 材料与方法  73-74
    3.2.1 红曲菌种  73
    3.2.2 红曲培养方法  73-74
      3.2.2.1 判断红曲是否产桔霉素的几种培养基  73
      3.2.2.2 色素用红曲米发酵方法  73-74
    3.2.3 待测桔霉素的红曲样品  74
    3.2.4 检测方法  74
      3.2.4.1 桔霉素测定方法  74
      3.2.4.2 红曲米色价测定方法  74
  3.3 结果与讨论  74-83
    3.3.1 培养方法与红曲菌产生桔霉素的关系  74-77
      3.3.1.1 红曲菌在多种培养基中产桔霉素能力的测定  74-75
      3.3.1.2 氨基酸为唯一氮源时对红曲桔霉素生成的影响  75-77
    3.3.2 36 株红曲菌液态和固态培养红曲菌生产桔霉素的比较  77-79
    3.3.3 红曲桔霉素的普查检测结果  79-83
    3.3.4 红曲菌产桔霉素普遍性  83
  本章小结  83-84
第四章无桔霉素功能性红曲的生产  84-93
  4.1 引言  84-85
  4.2 材料与方法  85
    4.2.1 红曲菌种  85
    4.2.2 红曲培养方法  85
    4.2.3 检测方法  85
      4.2.3.1 桔霉素测定方法  85
      4.2.3.2 莫纳可林 K 的检测方法  85
  4.3 结果与讨论  85-92
    4.3.1 功能性红曲莫纳可林 K 检测方法的探讨  85-88
      4.3.1.1 莫纳可林与色素的出峰时间  86
      4.3.1.2 不同配比的流动相下,色素与莫纳可林的分离效果比较  86-88
    4.3.2 无桔霉素功能性红曲的生产  88-92
      4.3.2.1 不产桔霉素红曲菌种的初筛  88
      4.3.2.2 红曲菌9901 不产桔霉素的确认  88-89
      4.3.2.3 红曲菌9901 菌株固态发酵红曲米的工业化生产  89-91
      4.3.2.4 酸式莫纳可林 K 的内酯式莫纳可林 K  91-92
  本章小节  92-93
第五章桔霉素的发酵控制技术  93-113
  5.1 引言  93-94
  5.2 材料与方法  94
  5.3 结果与讨论  94-111
    5.3.1 固态和液态发酵过程红曲色素及桔霉素的生产  95-96
      5.3.1.1 实验室三角瓶固态发酵色价及桔霉素  95
      5.3.1.2 固态通风池发酵色价及桔霉素  95-96
      5.3.1.3 小型发酵罐液态发酵色价及桔霉素  96
    5.3.2 低产桔霉素红曲菌种筛选及应用  96-98
      5.3.2.1 低产桔霉素红曲菌种的筛选  96-97
      5.3.2.2 红曲菌 ZK-OA 及 ZH-12 菌株的培养特征和初步鉴定  97-98
    5.3.3 色素与桔霉素增长趋势相同的发酵  98-101
      5.3.3.1 供氧状态对色素及桔霉素的生成的影响  98-100
      5.3.3.2 发酵温度对红曲米红色素和桔霉素的影响  100
      5.3.3.3 加硫酸锌对产色素和桔霉素的影响  100-101
    5.3.4 红曲色素与桔霉素增长趋势相反的发酵  101-106
      5.3.4.1 液态发酵营养成分对色素及桔霉素生成的影响  101-105
      5.3.4.2 红曲固态培养湿度对色素产量和色调以及桔霉素生成的影响  105-106
    5.3.5 组氨酸在控制桔霉素方面的作用  106-111
      5.3.5.1 组氨酸抑制桔霉素的作用机理  106-107
      5.3.5.2 组氨酸为唯一氮源培养红曲对色素及桔霉素的影响  107-108
      5.3.5.3 不同比例的谷氨酸和组氨酸为氮源时产色素及桔霉素  108-110
      5.3.5.4 不同时间添加组氨酸对红曲桔霉素的影响  110-111
  本章小结  111-113
第六章红曲代谢产物-色素及桔霉素的毒理学研究  113-125
  6.1 引言  113-114
  6.2 材料与方法  114-119
    6.2.1 细胞毒理学方法  114-116
      6.2.1.1 色素样品与与制备方法  114
      6.2.1.2 细胞培养方法  114
      6.2.1.3 细胞与样品的共培养  114-115
      6.2.1.4 测定及计算  115-116
    6.2.2 基因毒理学的研究方法  116-119
      6.2.2.1 细胞及其培养  116
      6.2.2.2 红曲代谢产物样品的制备  116-117
      6.2.2.3 DNA 加合物的检测实验  117-119
      6.2.2.4 DNA 加合物的计算  119
  6.3 结果与讨论  119-123
    6.3.1 细胞毒理学结果  119-121
    6.3.2 基因毒理学研究结果  121-122
    6.3.3 DNA 加合物检测中存在问题的探讨  122-123
  6.4 红曲产品安全性的探讨  123-124
  本章小节  124-125
参考文献  125-130
博士期间发表的论文及申请专利一览  130-131
致谢  131-132
博士学位论文的主要创新点  132

红曲桔霉素的检测及发酵控制技术

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