钒是人体必需的微量元素之一,大量研究表明,钒在动物和人体中起着重要的生理作用,另外,钒与细胞凋亡、癌症和营养代谢紧密相关,并作用于免疫系统。体内钒的缺乏会导致糖、脂代谢紊乱,从而诱发糖尿病和心血管疾病,而在人体中补充微量的钒,对这些疾病有明显的治疗作用。 本实验以啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae, Meyen ex Hansen)为载体,在培养基中添加偏钒酸铵,利用啤酒酵母可以富集微量元素的特性,将无机钒富集到细胞内。 对 5 株本室保藏的啤酒酵母进行了筛选,经过抗性筛选和摇瓶发酵培养获得了一株编号为 RCEF1023 的富钒菌株,作为研究菌株。 通过对液体培养基的筛选以及葡萄糖、麦芽汁、蛋白胨、酵母浸出粉四因子的正交实验,确定了 RCEF1023 菌株的最适发酵培养基配方为:葡萄糖 1% 、酵母浸出粉0.3%、 蛋白胨 0.5% 、11BX 麦芽汁 25%。 在液体摇瓶培养条件试验中还研究了钒浓度、培养温度、pH、培养时间、接种量和装液量等因素对啤酒酵母 RCEF1023 菌株的生物量及钒含量的影响,初步优化了RCEF1023 菌株的富钒培养条件,结果表明:钒加入量为 40μg/mL,接种量为 10%,pH 为 6.0,装液量为 50mL/500mL 三角瓶,培养温度为 28℃,48h 后,富钒酵母生物量为 0.663g/100mL,钒含量达到 587.6μg/g。同时发现培养基的钒浓度,PH 和装液量显著影响富钒酵母的钒含量和生物量。 为了测定富钒酵母中有机钒的含量,在实验中采用了浸出法使钒酵母中的无机钒和有机钒得以分离,从而测得了钒酵母中有机钒含量。有机钒含量可达到 474.9μg/g。 对富钒酵母自溶条件进行了研究,结果表明:pH 7.0, 55℃, 2 4h的条件下,自溶物中蛋白质含量最高,为最佳自溶条件,对影响酸—热破碎法的条件进行了研究,结果表明 :3mol/LHCl,浸泡 6min,热处理 3min,迅速冷却的条件下,蛋白质含量最高,为最佳破碎条件。将两种方法进行比较,发现破碎后内容物溢出量及钒含量非常接近,差别不明显。 此外,通过对普通酵母和钒酵母进行 200nm 到 600nm 全波长紫外光谱扫描分析,发现钒酵母在 311nm 处有一特征吸收峰;通过红外光谱分析,发现钒酵母在 1794cm-1处有特征吸收峰。 粗蛋白样品经 Sephadex G-100 色谱柱分离,得到二个主要组分 FractionⅠ和FractionⅡ,得率分别为 8.2%、16.0%。其钒含量分别为 FractionⅠ1.66μg/mg、FractionⅡ8.08μg/mg。