酿酒酵母发酵液中SAM分离纯化工艺的研究
摘 要
本设计拟定以酿酒酵母发酵液为原料，以离子交换提取法对酿酒酵母发酵液中SAM进行分离提取，并对其工艺的优化条件进行探究。本实验主要分为三部分来研究：酵母不同破碎方法对SAM释放率的影响；JK110树脂层析的最佳条件的测定；JK110树脂层析的最佳条件的测定通过本次课程设计。第一部分是用不同的方法对细胞进行破碎，从酿酒酵母细胞中抽提SAM 从过实验方法的到提取率和产品质量来确定最佳的细胞破碎的方法，第二部分以单一条件为变量进行试验确定层析的最佳流速、pH、SAM的浓度等条件，第三部分同样以单一条件为变量进行实验确定洗脱的最佳流速和洗脱剂的浓度。拟确定酿酒酵母发酵液中SAM的提取的优化条件，以获得较高提取率及各项指标的最佳范围，进一步扩宽SAM的应用范围，为SAM的提取在本专科实验教学中的应用及工业生产中提供参考依据，并为今后某些物质的分离提取工艺研究奠定技术基础。
关键字：SAM、细胞破碎、分离提取、最佳条件
目录
第一部分 文献综述
1. SAM ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
1.1 SAM 简介 --------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.2 SAM 的功效 ---------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.3 SAM的合成方法 ------------------------------------------------------------------------------------- 1 2 腺苷蛋氨酸的床应用和药理 ------------------------------------------------------------------------------ 2
2.1 SAM 临床应用研究 ------------------------------------------------------------------------------ 2
2.1.1抑郁症 ------------------------------------------------------------------------------------------ 2 2.1.2肝病 --------------------------------------------------------------------------------------------- 3
2.1.3关节炎 ------------------------------------------------------------------------------------------ 3 2.1.4纤维性肌痛、偏头痛 ----------------------------------------------------------------------- 3 2.1.5 其它应用 -------------------------------------------------------------------------------------- 4 2.2药理作用 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 4
2.2.1腺苷蛋氨酸的体内代谢 -------------------------------------------------------------------- 5 2.2.2 腺苷蛋氨酸的药理 ------------------------------------------------------------------------- 5
3食品营养强化剂 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 6 4. S-腺苷甲硫氨酸的分离纯化 ------------------------------------------------------------------------------ 7
4.1细胞破碎 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 7
4.1.1机械法： --------------------------------------------------------------------------------------- 7 4.1.2 非机械法 -------------------------------------------------------------------------------------- 8 4.2离子交换树脂法分离纯化 ------------------------------------------------------------------------- 8
第二部分 课程设计
1.材料 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12
1.1 实验原料 --------------------------------------------------------------------------------------------- 12 1.2 实验仪器 --------------------------------------------------------------------------------------------- 12 2实验方法 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13
2.1酵母细胞中抽提SAM ----------------------------------------------------------------------------- 13
2.1.1酸法 -------------------------------------------------------------------------------------------- 13 2.1.2有机溶剂法----------------------------------------------------------------------------------- 13 2.1.3超声波法 -------------------------------------------------------------------------------------- 13 2.1.4 pH 反复冻融法 --------------------------------------------------------------------------- 13 2. 1.5 雷氏盐沉淀分离SAM ------------------------------------------------------------------ 13 2.2 SAM在JKll0树脂上的静态交换容量的测定 ----------------------------------------------- 14 2.3动态离子交换实验 ---------------------------------------------------------------------------------- 14 2.4SAM在JKl10树脂上的交换最佳条件测定 -------------------------------------------------- 14
2.4.1最佳流速的测定 ---------------------------------------------------------------------------- 15
燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书
2.4.2 SAM最佳浓度的测定 --------------------------------------------------------------------- 15 2.4.3 pH测定 --------------------------------------------------------------------------------------- 15 2.5 最佳脱洗条件的测定 ------------------------------------------------------------------------------ 15 3设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15
3.1酵母不同破碎方法对SAM释放率的影响---------------------------------------------------- 15 3.2 JK110树脂层析的最佳条件的测定 ------------------------------------------------------------ 16 3.3 JK110树脂层析脱洗的最佳条件的测定 ------------------------------------------------------ 16 4分析与展望 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 17
4.1酵母不同破碎方法对SAM释放率的影响---------------------------------------------------- 17 4.2JK110树脂层析的最佳条件 ---------------------------------------------------------------------- 17 4.3 JK110树脂洗脱的最佳条件 ---------------------------------------------------------------------- 18 5总结体会 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 18 参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 19
第一部分 文献综述
1. SAM
1.1 SAM 简介
S -腺苷- L -甲硫氨酸 (S-adenosyl-L-methinnine， 简称SAM，SAMe 或 AdoMet) 是甲硫氨酸的一种有机四价硫形式(金属梳)的磺酞化合物，被称为“活性甲硫氨酸”，其结构于 1952 年被 cantoni 阐明。sAM 有两种异构体形式，分别为 (R,S)-SAM，(S,S)-SAM只有 (S,S)-SAM 才具有生物活性。在生物体内，SAM 的胞内合成是通过 SAM 合成酶(ATP:L- 甲硫氨酸 s-adenosyltransferase,EC2.5.1.6) 催化 ATP 和 L-甲硫氨酸反应完成的[1]。
1.2 SAM 的功效
SAM 是广泛存在于动物、植物和微生物体内的重要代谢中间物质，也是人体内一种重要的生理活性物质，作为基团提供者和酶的诱导剂参与许多关键的生化反应，如脂类、蛋白质、核酸的甲基化，转硫反应及聚胺的合成等等。由于分子中高能硫离子的存在，SAM 表现出极端的不稳定性，易发生水解反应，消旋反应和裂解反应。 SAM 不仅具有广泛的重要生理作用，更有良好的临床应用价值。30 多年的应用研究证明， SAM 对肝病、抑郁症、痴呆症、关节炎和空泡脊髓炎等疾病有显著的治疗作用，而且还是预防癌症，心血管疾病和抗衰老的高级保健药物[2]。
1.3 SAM的合成方法
SAM 的生产方法有化学合成法、体外酶催化合成法和微生物发酵法[3]。 SAM的旋光性及其不稳定性大大降低了化学合成法的可能性[4]。酶催化合成法是以 ATP 和 L-甲硫氨酸为底物，在 SAM 合成酶的催化下合成 SAM，但是 ATP 价格昂贵，而且生物细胞中 SAM 合成酶的浓度很低，造成生产水平不高，提取困难，生产效率很低，成为大规模酶催化生产 SAM 的限制因素[5]。目前的工业化规模中微生物发酵生产 SAM 仍然是主流。 SAM 的高产主要取决于两个因素：优良的菌种和细胞高密度发酵培养，前者侧重于提高胞内含量，后者侧重于提高体积产量。优良的微生物菌种是发酵工业的基础和关键。菌种选育包括自然选育以及人为引起的遗传变异或者基因重组。微生物诱变育种是菌种选育的一个重要途径，在发酵工业的菌种选育中发挥
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酿酒酵母发酵液中SAM分离纯化工艺的研究讲解
