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微生物转化虎杖苷粗提物制备白藜芦醇的工艺研究

作　者: 杨晓英
导　师: 陈劲春
学　校: 北京化工大学
专　业: 微生物与生化药学
关键词: 白藜芦醇虎杖苷响应面微生物转化遗传算法
分类号: R284
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

白藜芦醇是一种二苯乙烯类化合物,普遍存在于葡萄科、百合科、豆科等70多种植物中。它不仅是植物遭受胁迫时产生的植物抗毒素,还具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎、调节血脂、免疫调节、抗衰老等多方面有益人类健康的功效。本文研究了虎杖中虎杖苷的提取工艺。在单因素实验(乙醇体积分数、温度、料液比、时间)的基础上,采用响应面分析法(RSA)优化了从虎杖中虎杖苷的提取工艺。响应面法得到虎杖苷的最优提取工艺条件为：乙醇浓度78%,提取温度51℃,料液比10.7 mL:g,提取2 h。虎杖苷提取率为18.29 mg/g,与文献报道的理论值20 mg/g接近。本文将实验室保藏的4株菌株通过培养基筛选,并利用TLC检测鉴定转化产物,成功筛选出一株能将虎杖苷转化为白藜芦醇的黑曲霉,并将筛选出来的黑曲霉编号为AN-2436。本文详细研究了微生物转化虎杖苷制备白藜芦醇的过程。根据单因素的实验,正交实验,建立了一个带有约束条件的非线性模型,并采用遗传算法进行函数优化,确定了最佳发酵条件为摇床转速147 rpm,发酵温度30.3℃,接种量20%(v/v),培养时间36 h,计算得到转化率达96.4%。通过与其它实验相比较,证明遗传算法的优势。本文进一步研究了发酵液中白藜芦醇的分离纯化,将发酵液经硅胶柱层析分离纯化后得到白藜芦醇纯品,纯度达到99.23%,白藜芦醇的总得率为1.97%。发酵分离产物经高效液相、红外光谱、电喷雾质谱和核磁共振检测,确定其为白藜芦醇。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-26
  1.1 白藜芦醇的研究进展  12-22
    1.1.1 白藜芦醇的理化性质和分布  12-13
    1.1.2 白藜芦醇的药理作用  13-16
    1.1.3 白藜芦醇的分析鉴定方法  16-18
    1.1.4 白藜芦醇的制备方法  18-20
    1.1.5 白藜芦醇的分离纯化  20-21
    1.1.6 白藜芦醇的开发与前景  21-22
  1.2 遗传算法的简介  22-25
    1.2.1 遗传算法定义  22
    1.2.2 遗传算法特点  22-23
    1.2.3 函数优化  23
    1.2.4 遗传算法过程  23-24
    1.2.5 遗传算法的生物学应用  24-25
  1.3 本课题研究意义  25-26
第二章虎杖苷提取工艺的研究  26-42
  2.1 实验仪器和材料  26-27
    2.1.1 实验仪器  26
    2.1.2 实验材料  26-27
  2.2 实验方法  27-29
    2.2.1 虎杖苷和白藜芦醇最大吸收波长的选择  27
    2.2.2 虎杖苷标准品溶液的制备  27
    2.2.3 提取待测溶液的制备  27-28
    2.2.4 虎杖苷提取的单因素实验  28
    2.2.5 响应面法优化虎杖苷提取工艺  28-29
  2.3 结果与讨论  29-39
    2.3.1 紫外分光光度计条件的确立  29-30
    2.3.2 高效液相色谱条件的确立  30-31
    2.3.3 单因素实验分析  31-33
    2.3.4 响应面法优化虎杖苷提取工艺条件分析  33-38
    2.3.5 虎杖苷的高效液相检测  38-39
  2.4 本章小结  39-42
第三章菌种的筛选  42-48
  3.1 实验仪器和材料  42-43
    3.1.1 实验仪器  42
    3.1.2 实验材料  42-43
  3.2 实验方法  43-44
    3.2.1 菌种筛选  43
    3.2.2 TLC检测方法  43
    3.2.3 目的菌株的稳定性实验  43-44
  3.3 实验结果与分析  44-45
    3.3.1 展开剂条件的确定  44
    3.3.2 菌种筛选结果  44-45
  3.4 本章小结  45-48
第四章微生物转化虎杖苷制备白藜芦醇  48-64
  4.1 实验仪器和材料  48-49
    4.1.1 实验仪器  48
    4.1.2 实验材料  48-49
  4.2 实验方法  49-51
    4.2.1 菌种发酵方法  49
    4.2.2 发酵产物的制备  49
    4.2.3 白藜芦醇标准品溶液的制备  49
    4.2.4 遗传算法优化发酵条件的方法  49-51
    4.2.5 转化率的高效液相检测方法  51
  4.3 结果与分析  51-61
    4.3.1 单因素实验  51-53
    4.3.2 曲线拟合  53-54
    4.3.3 正交实验  54-55
    4.3.4 发酵系统平均值的获取  55-57
    4.3.5 遗传算法建立非线性模型  57-59
    4.3.6 遗传算法与其他方法的比较  59
    4.3.7 白藜芦醇转化率的计算  59-61
  4.4 本章小结  61-64
第五章白藜芦醇的分离纯化及其结构鉴定  64-72
  5.1 实验仪器与材料  64-65
    5.1.1 实验仪器  64
    5.1.2 实验材料  64-65
  5.2 实验方法  65-67
    5.2.1 树脂的预处理  65
    5.2.2 上样液的制备  65
    5.2.3 树脂的筛选  65-66
    5.2.4 柱层析  66
    5.2.5 白藜芦醇的结构鉴定  66-67
  5.3 结果与分析  67-70
    5.3.1 树脂的筛选结果  67
    5.3.2 柱层析  67-68
    5.3.3 白藜芦醇结构鉴定  68-70
  5.4 本章小结  70-72
第六章结论与建议  72-74
  6.1 结论  72-73
  6.2 建议  73-74
参考文献  74-76
致谢  76-78
研究成果及发表的学术论文  78-80
作者及导师简介  80-81
附录  81-82

微生物转化虎杖苷粗提物制备白藜芦醇的工艺研究

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