富硒铬酵母的研究

富硒铬酵母的研究张彦报告的主要内容硒铬的研究进展立项的目的研究的主要内容小结和展望硒铬的研究进展硒的研究进展铬的研究进展富硒酵母和富铬酵母的研究进展硒的研究进展硒的基本性质硒是一种过渡元素，有多种价态形式。硒在人体内含量在0.17~0.26mmol。不同地区的人体内硒含量是不同的，主要是与膳食中硒含量有关。肾脏、肝脏、胰腺、垂体、毛发中的硒浓度较高，肌肉、骨骼和血液中则含量相对较低，脂肪中含量最低体内两个主要的硒室区：不受调控的硒蛋氨酸区和受到调控的硒半胱氨酸—无机硒区硒新陈代谢的核心主要发生在硒半胱氨酸区室内硒的研究进展硒的生化功能——酶谷胱甘肽过氧化物酶系（GPX）碘甲腺原氨酸脱碘酶（DI）硫氧化还原蛋白还原酶（TRR）血浆硒蛋白（SELP）硒蛋白W（SELW）其它可能具有抗癌作用的硒磷酸盐合成酶-2硒的研究进展硒的生理功能抗氧化作用调节甲状腺激素维持正常的免疫功能抗肿瘤抗艾滋病维持正常生育功能延缓衰老预防与硒缺乏的相关疾病硒的研究进展硒的人体需要量1982～1992年杨光圻等在四川低硒地区和湖北恩施地区进行了硒的需要量和安全量的研究，得到目前最据参考价值的人体需要量和安全量数据。用防止克山病发生为指标，得到大约20µg/d作为膳食硒最低需要量；以硒的生物活性形式GPX在血浆中达到饱和作为正常的生理功能指标，得到40µg/d得到膳食硒生理需要量；以避免出现硒中毒症状为指标，将600µg/d为个体最高安全摄入量，建议将400µg/d作为膳食安全摄入量硒的研究进展硒的毒副作用硒中毒或慢性硒中毒，最常见的是指（趾）甲结构改变或指（趾）甲、头发脱落。长期过多的摄入硒，出现包括皮肤和神经系统的损害、恶心、虚弱和腹泻、牙齿出现色斑。每天摄入硒3200～6700µg就会出现上述中毒症状。平均每天摄入1250µg硒的人，也会出现指甲的轻度形态改变铬的研究进展铬的基本性质铬是一种过渡元素，以多种价态存在，生物体内Cr3+是最稳定肠道对Cr3+的吸收率较低，大约为0.5～2％，通过铬与氨基酸和氨基酸衍生物螯合来增加铬的吸收率。维生素C也能增加铬的吸收。人体内各个部位都存在铬，但是随着年龄的增长而逐渐减少铬的研究进展铬的生理功能加强胰岛素的作用对葡聚糖耐量的影响预防动脉粥状硬化促进生长发育对免疫反应的影响对肥胖基因的表达影响铬的研究进展铬缺乏主要使摄入不足和消耗过多，人体的铬主要来自食物，食物在精制过程中会失去，另外人体对铬的吸收率很低也是造成缺铬的原因。缺铬另一个原因是人体消耗铬所致，如烧伤、感染、外伤和体力消耗过度，可使尿铬排出增加。美国国家科学院最近发表的报告中提出了铬的适宜摄入量（AI）估计值。19～50岁的男性AI为35µg/d，同龄的女性为25µg/d。对于其他年龄组根据年龄估算其能量摄入量，再乘以13.4µg/1000kcal，即可确定其AI值铬的研究进展在一项持续几个月的研究中证明以氯化铬形式补充200µg铬是安全的，由于氯化铬吸收比较差，需要口服大剂量才能达到中毒水平。人口服铬酸盐的致死量约为3g，服大剂量铬时可见胃粘膜出血、肝组织坏死、脑水肿，内脏器官出血。按毒性分级，三价铬属低毒物质。小鼠受孕后7～9天腹腔注射氯化铬，即可见到胎儿体重下降与畸形，而且呈剂量反应关系。现有充分流行病学资料证明，接触铬酸盐的工人发生肺癌的危险性比一班人高3～30倍富硒酵母和富铬酵母的研究进展90年代日本旭化工业股份有限公司的商品硒酵母硒含量为1000µg/ml。丹麦法尔诺公司生产的富硒酵母硒含量可以达到1600mg/kg，其中蛋氨酸硒的含量可以到总硒的55％，有机硒达到99％的水平，它以葡萄糖和麦芽汁作为唯一碳源。李春明等人通过实验得到富硒酵母菌种的硒含量是800mg/kg。王凤琴实验室富硒酵母菌种硒含量为604.5mg/kg。范秀英等通过筛选、单倍体分离、诱变和原生质融合，从融合子中选育出一株高生物量富硒酵母菌株细胞中硒的含量达到2050mg/kg。我们国家已经将硒酵母列为国家药品标准，硒含量要求在700mg/kg以上，有机硒不低于95％。富硒酵母和富铬酵母的研究进展黄贤祥等用金膜电极微分阳极溶出伏安法测定了富硒酵母在家兔体内的药物动力参数，结果表明富硒酵母较亚硒酸钠生物利用率高，持续时间长，峰浓度高的特点，是一种优于亚硒酸钠的补硒剂。富硒酵母中硒人体吸收后12小时从体内基本消失，24小时完全消失，说明富硒酵母在低硒地区按推荐剂量补硒不会引起硒积蓄中毒。富硒酵母和富铬酵母的研究进展张安平选用多个正常或病理动物模型，观察了硒酵母在免疫调节，保肝抗溃疡及抗心肌缺血等方面的作用。表明富硒酵母可以上调迟发型变态反应小鼠低下的免疫细胞功能，并对四氯化碳引起的小鼠肝损伤与应激性小鼠胃出血均有一定的保护作用，对垂体后叶素引起的大鼠急性心肌缺血亦有一定的改善作用。孙秋林等在用大鼠阻塞型黄疸模型经口灌胃富硒酵母，证明富硒酵母对黄疸阻塞引起的肝细胞损伤有保护作用。杨林生观察了硒酵母在治疗地方性砷中毒14个月的排砷效果，结果表明富硒酵母能显著改善砷中毒的临床症状，能拮抗砷所致的毒副作用，并保护遗传物质免遭砷的损伤。淡松年利用富硒酵母的抗氧化性，对早期的白内障进行临床治疗，效果显著。富硒酵母和富铬酵母的研究进展早在1999年无锡轻工业大学研制出含铬量达0.2％和0.26%的两种高铬酵母，达到了国内外的水平。王盛良等选择在培养基中添加200mg/kg以下浓度的铬，发酵培养24小时，这样可以生产的富铬酵母铬含量达到229.6mg/kg，为普通酵母的9倍。金婵等以麦芽汁为培养基，啤酒酵母菌接种量为10％，CrCl3的添加量为20.0ml/L，28℃培养48小时，所的高铬酵母中的总铬含量可达到260.02mg/kg。薛冬华等采用糖蜜发酵培养富铬酵母的含量为738.8mg/kg。李爱芬等通过摇瓶发酵，酵母含铬量达到800mg/kg以上。张博润在其专利（01102201.9）利用原生质融合的方法选育出高生物量和高铬含量的酵母菌株，在发酵培养基和优化培养条件下生产出高铬含量的富铬酵母，其中铬含量达到2000～4000mg/kg。富硒酵母和富铬酵母的研究进展丁文军等用中子活化法测定了富铬酵母中生物活性物质、细胞壁以及细胞原生质体中的铬，铬通过细胞壁进入酵母细胞后，80％的铬存在与细胞的原生质体内，并且主要以生物活性物质形式存在。他们还测定酵母中DNA、RNA和蛋白质中铬含量，其中DNA中的铬占总铬的48％，RNA中的铬占总铬的34％，蛋白质中的铬占总铬的6.4%。富硒酵母和富铬酵母的研究进展吴一等在临床观察富铬酵母在治疗II型糖尿病的效果发现，治疗组的发铬明显提高，空腹和餐后血糖明显降低，血糖面积下降，显示提高糖尿病人体内铬含量有利于葡萄糖的利用。但治疗前后胰岛素的面积没有变化，符合铬提高胰岛素的生物效应，并不增加胰岛素的分泌。富铬酵母改善对四氧嘧啶所致的糖尿病大鼠的试验中，富铬酵母组的血糖、总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、LDL和胰岛素显著降低，而HDL则升高，说明富铬酵母可以改善体内糖和酯的代谢，可以用来预防和治疗糖尿病。富铬酵母还可以用来治疗和预防动脉粥状硬化富硒酵母和富铬酵母的研究进展富铬酵母对小鼠大鼠的神经系统无影响。对麻醉犬呼吸、血压、心率和心电图无明显作用，表明富铬酵母对机体一般生理特征没有影响。可以用于临床研究，并作为食品添加剂添加到食品中立项的目的很多研究证明硒和铬在糖尿病，高血压等疾病存在同时缺乏的现象。而且这两种微量元素的吸收不存在拮抗的作用。研究富硒酵母和富铬酵母的基础，把两者的优势结合起来，研究开发出一种同时富含硒和铬的酵母。可以同时补充硒铬，发挥两种的共同作用，起到更好的补充效果，同时减少分别补充硒和铬量，降低经济消耗，同时确保更安全。立项的目的研究证明酵母具有很强的富集硒和铬能力，而且我们已经研究出富硒酵母和富铬酵母，并有优良的菌种，利用科学的育种方法是可以选育出能同时富集硒和铬酵母菌株；拥有比较成熟的酵母发酵技术和设备，对于研究富硒铬酵母的发酵条件比较便利。研究的主要内容菌种的选育生产工艺的研究安全性评价功能型评价菌种的选育出发菌株：富硒酵母菌株S1205（酿酒酵母Saccharomycescerevisiae）编号：CCTCCM205125富铬酵母菌株C9460（酿酒酵母Saccharomycescerevisiae）编号：CCTCCM205126菌种的选育单倍体菌株的获得用蜗牛酶破除酵母子囊壁，得到子囊孢子悬液。培养挑选单倍体菌落鉴定结果得到：SS003a和CS008a。菌种的选育营养缺陷型菌株的获得以SS003a为诱变出发菌株，以甲基磺酸乙酯（EMS）为诱变剂。挑选在MM板上不生长而在CM生长的菌落，可以初步确定为营养缺陷型。选出能够在含硒150mg/kg培养基进行生长，并具有较强富硒能力的菌株SS003a－15，经营养生长谱确定为trp缺陷型：SS003a－15trp-。菌种的选育呼吸缺陷型菌株的选育吖啶黄可诱发酵母呼吸缺陷型突变野生酵母菌落能还原三苯基四氮唑盐酸盐（TTC）而变红。呼吸缺陷型则没有这个能力，菌落仍为白色。选出能够在含铬150mg/kg培养基进行生长，并具有较强富铬能力的菌株CS008a-11。菌种的选育融合子的生成通过原生质体的制备，融合，再生等步骤，在挑选融合子时，选择只能在含有Trp培养基和不能还原TTC的菌落，作为融合子进一步验证。经过验证并在含有高硒(150mg/kg)和高铬(150mg/kg)培养基上生长的菌株SC018。SC018在CCTCC保藏的编号是：编号：CCTCCM205124生产工艺的研究斜面→小三角瓶培养→大三角瓶培养→发酵罐发酵用的碳源一般为糖蜜，磷源为磷酸氢二氨，氮源为尿素，硒源为亚硒酸钠，铬源为三氯化铬，适当添加酵母抽提物。主要研究时间，温度，pH值，硒浓度，铬浓度，碳源，金属离子等对富硒铬酵母富集硒和铬能力以及生长的影响生产工艺的研究不同培养时间对富硒铬酵母生长及富集硒铬能力的影响取SC018菌种按“斜面→小三角瓶培养→大三角瓶培养→发酵罐”工艺发酵试验，在30℃,pH值5.0下培养。培养基中硒浓度150mg/L,铬浓度150mg/L。按一般酵母生长发酵规律，碳源、氮源和磷源于采用流加方式，连续发酵，于不同培养时取发酵液测量酵母生长量和含硒、铬的量。生产工艺的研究不同培养时间对富硒铬酵母生长及富集硒铬能力的影响图1：不同发酵时间对富硒铬酵母生长以及富集硒铬能力的影响05001000150020002500036912151821242730363942发酵时间（hr）硒铬的含量（mg/kg）020406080100120140160180200酵母的生长量（g/L）硒含量铬含量生物量生产工艺的研究发酵温度对富硒铬酵母生长及富集硒、铬能力的影响取SC018菌种按“斜面→小三角瓶培养→大三角瓶培养→发酵罐”工艺发酵试验，分别在26℃、28℃、38℃、32℃、34℃、36℃,pH值5.0下培养32hr。培养基中硒浓度150mg/L,铬浓度150mg/。按一般酵母生长发酵规律，碳源、氮源和磷源于采用流加方式，连续发酵，发酵结束后分离收集菌体，测量酵母生长量和含硒、铬的量。生产工艺的研究发酵温度对富硒铬酵母生长及富集硒、铬能力的影响图2：不同发酵温度对富硒铬酵母生长以及富集硒铬能力的影响160017001800190020002100262830323436温度（摄氏度）硒铬含量（mg/kg）120130140150160170180190生物量（g/L）硒含量铬含量生物量生产工艺的研究发酵pH值对对富硒铬酵母生长及富集硒、铬能力的影响取SC018菌种按“斜面→小三角瓶培养→大三角瓶培养→发酵罐”工艺发酵试验，分别在pH值3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5