被孢霉产-亚麻酸-GLA-后处理工艺的研究进展

2007年第05期Vol.28,No.05,2007食品工业科技被孢霉产γ-亚麻酸(GLA)后处理工艺的研究进展李莉莉,潘力,罗立新(华南理工大学生物科学与工程学院,广东广州510640)摘要:综述了被孢霉产γ-亚麻酸(GLA)后处理工艺中干菌体的获得、菌体中油脂的提取、GLA的富集及GLA含量的测定,拟得发酵后理想的产物及准确检测GLA含量的后处理方法。关键词:γ-亚麻酸,被孢霉,后处理,富集Abstract:Thepost-processingofγ-Linolenicacid(GLA)fermentedbyMortierellawasreviewed,includingtheattainmentofdrybiomass,theextractionoftotallipids,theenrichmentofGLAandtheanalysisoffattyacidsofthelipid,inordertogetasatisfiedresultandanicetydeterminationmethodofGLA.Keywords:γ-Linolenicacid(GLA);Mortierella;post-processing;enrichment中图分类号:TS201.1文献标识码:A文章编号:1002-0306(2007)05-0245-03收稿日期:2006-09-25作者简介:李莉莉(1982-),女,硕士研究生,主要从事工业微生物生产不饱和脂肪酸的研究工作。基金项目:国家科委“九五”重点科技攻关项目(96-C03-01-04)。γ-亚麻酸学名为顺式-6,9,12-十八碳三烯酸,是人体的一种必需脂肪酸,人体不能自身合成,须从食物中摄取。GLA是生物细胞的重要组分,并赋予细胞膜以流动性、柔韧性和选择通透性,在膜的结构和功能上行使特殊作用。此外,GLA还是前列腺素、血栓素等生物活性物质的前体物质,在机体的物质代谢和生理调控上发挥着重要作用,具有抗癌、抗菌、抗动脉粥样硬化、改善糖尿病并发症、改善胶原病、减肥等作用。此外,还发现GLA对改善经期综合症、治疗精神分裂症、普通鳞癣病、更年期综合症、哮喘、湿疹、甲状腺亢进等多种病症,均具有不同程度疗效。目前,GLA的主要来源是月见草等植物,但其来源易受气候、产地等环境条件及高成本影响,不能满足社会需求。微生物具有生长周期短、培养简单和不受气候等因素限制的特点,目前微生物发酵已成为GLA主要的且极具潜力的生产来源。在研究和生产过程中,GLA的富集及快速、有效的检测GLA含量是十分重要的步骤。本文从干菌体的制备到GLA的测定整个流程进行了讨论,拟获得微生物发酵后准确检测含量的后处理方法,为微生物发酵生产GLA提供相对准确有效的评价手段[1～4]。1干菌体的获得取一定量的发酵液,抽滤或离心,再冷冻干燥得干菌体。但是工业生产中冷冻干燥会被烘干的方式所取代。高温短时烘干的样品,其GLA含量较低温长时烘干样品的GLA含量高,这是由于在低温干燥过程中菌体仍然具有活性,菌体在没有其他碳源的情况下,会消耗其自身的油脂,导致菌体中油脂含量明显下降;高温干燥可迅速杀灭菌体中的活性酶(该类脂肪酶可在大于80℃的条件下迅速失活),保证菌体中油脂不被分解。高温干燥的菌体表面若留有残糖和氨基酸等物质,在高温条件下可发生美拉德等反应,导致菌体颜色加深。菌体颜色对最后油脂颜色有一定影响,为避免菌体颜色过深,在生产中一方面要增加抽滤或离心强度,尽量减少菌体表面的残糖,可用水适当洗涤;另一方面,可适当降低干燥温度[5]。2菌体中油脂的提取由于油脂存在于菌体细胞内,因此必须先将菌体破碎,破碎方法有超声波法、低温冻融法、机械研磨法等手段。一般采用机械研磨后用有机溶剂萃取。其中萃取溶剂的选择、萃取溶剂的pH,萃取配比、萃取时间是影响最终结果的几个重要因素。萃取温度越高,GLA含量相对减少。以不同溶剂萃取,效果不同,正己烷萃取的总脂量最大,但检出的GLA含量最低;但正己烷可提取胞内大多数物质(包括脂肪酸以外的物质),从而使GLA的检出含量偏低,其它单一萃取剂和混和萃取剂虽然可以获得较高的GLA检出含量,但相对提取量不是很理想(同时还要考虑溶剂的毒性),较好的萃取剂是石油醚和乙醚。王宏勋等综述245ScienceandTechnologyofFoodIndustry2007年第05期食品工业科技的研究表明,石油醚可作为一种较好的萃取剂,适宜的萃取酸度在pH5左右,最佳配比为5.0g干菌体/100mL石油醚,萃取时间为16h,实验中操作温度宜低于50℃。溶剂萃取设备简单、操作简便、成本较低、得率较高,唯一不足的是有机溶剂易挥发,且油脂中残留极微量的有机溶剂[6]。3油脂中GLA的富集3.1单一的富集方法综合起来单一的富集方法有:利用银离