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油脂及植物蛋白工程论文范文参考 油脂及植物蛋白工程毕业论文范文[精选]有关写作资料

主题:油脂及植物蛋白工程 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-04-12

油脂及植物蛋白工程论文范文

论文

目录

  1. 第一篇油脂及植物蛋白工程论文范文参考:光皮树果实生物液体燃料绿色制备工艺原理与技术研究
  2. 第二篇油脂及植物蛋白工程论文样文:小球藻异养/光诱导切换过程的分子响应及其功能基因组学研究
  3. 第三篇油脂及植物蛋白工程论文范文模板:真菌发酵转化废弃秸秆生产微生物油脂技术的研究
  4. 第四篇油脂及植物蛋白工程论文范例:大豆与烟草棕榈油酸代谢工程
  5. 第五篇油脂及植物蛋白工程论文范文格式:冷冻处理对大豆质构及豆浆品质特性的影响

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第一篇油脂及植物蛋白工程论文范文参考:光皮树果实生物液体燃料绿色制备工艺原理与技术研究

我国缺油少气,石油和食用植物油的对外依存度均己高达60%.随着国民经济的快速发展,植物油供需矛盾日益突出,采用可再生的植物油资源制备生物燃料已成为全球关注的热点.而现有植物油脂资源无法满足市场需要.因此,培育特色高含油植物资源,开发高效绿色加工技术意义重大.光皮树(Swida wilsoniana)全果含油高达30%以上,是典型的高含油木本油料植物,其油脂既可作轻化工业的原料,也是理想的生物柴油原料.遵循生态能值原理,采用绿色技术制备能源产品,构建光皮树油料资源能源化绿色转化技术体系,对于促进光皮树等能源油料植物的种植,降低石化能源消耗,维护我国能源安全,实现低碳经济目标有着重要意义.

本论文以湖南省林科院选育出的光皮树良种(湘林G1)的果实为研究对象,以能源化利用为目的,运用生物技术、绿色化学工程技术以及生态经济能值理论进行光皮树果实中油脂的能源化转化研究.全面分析光皮树果实的基本成分,系统研究光皮树果实高效制油和油脂清洁转化制备液体燃料等绿色技术,并开展了光皮树果实能源化过程的能量平衡分析,构建出一套光皮树果能源化利用的绿色转化技术体系,为光皮树果实能源化利用提供了理论基础和技术支持.主要结果如下:

1.系统分析了光皮树(湘林G1)果实的基本组成和脂肪酸分布规律,初步建立了光皮树果实的近红外检测模型及数据库.①光皮树果由果皮(41.32%)、种皮(49.93%)和种仁(8.75%)组成,其含油率分别为55.00%、11.53%和62.14%;不同部位油的脂肪酸组成均以油酸和亚油酸含量为主,其中果皮中油脂的脂肪酸成分主要包括棕榈酸(24.41%)、亚油酸(32.46%)、油酸(30.07%)和硬脂酸(1.64%),种皮中油脂的脂肪酸主要包括棕榈酸(12.48%)、亚油酸(54.79%)、油酸(26.93%)和硬脂酸(2.18%),种仁中油脂的脂肪酸主要包括棕榈酸(6.61%)、亚油酸(58.80%)、油酸(22.32%)和硬脂酸(2.03%).②光皮树果实的基本质量组成为:油脂(33.95%),纤维素(29.16%)、蛋白质(7.72%)、淀粉(10.60%)、糖(3.22%)、水分(9.36%)、磷脂(0.66%)和其他成分(5.33%).③针对光皮树果实常用检测指标(含油率、水分和热值),以46个光皮树果实为基础,建立了相应指标的近红外光谱分析模型,其中含油率的相关系数为0.99,水分的相关系数为0.95,粗蛋白的相关系数为0.91,热值的相关系数为0.96.

2.建立了适合光皮树果实制油的“冷榨-正丁醇浸提”绿色制油新工艺,实现了光皮树油和磷脂的同步提取.①采用冷榨制油技术制备光皮树油,控制光皮树果实含水率为9.00%左右,压榨榨轴转速30-40rpm,出饼孔径为4-8mm时,经一次压榨后光皮树饼粕残油率可降低到7.00%,②以正丁醇为溶剂提取光皮树油,在提取油脂的同时,实现油脂中伴随物(如磷脂、维生素E等)的高效浸提;正丁醇提油的最佳工艺参数:浸出次数3次,浸出时间为90min,浸出温度为60℃,液料比为1.2:1,浸提率可达88.62%;③采用“纤维素酶+中性蛋白酶”复合酶体系进行光皮树果实提油,最优组合方案为:先纤维素酶3h再加蛋白酶,加酶量2.5%,酶比例4:1,酶解时间4h,提取的油脂颜色浅、杂质少、流动性好,光皮树油提取率可达80.54%;④“冷榨-正丁醇浸提”制取光皮树油,可以实现提油率达96.73%,磷脂提取率达97.69%.该组合工艺既能降低冷榨制油的能耗,又能减轻后述正丁醇提油的负荷,实现油脂和磷脂等高附加值产物的同步提取,是一种极具开发潜力的绿色制油新工艺.

3.采用悬浮聚合法制备了用于固定化酶的含有环氧基团磁性多孔高分子微球,提高了酶促酯交换过程中酶的活性和稳定性.①采用悬浮聚合法制备了用于固定化酶的含环氧基团的磁性多孔高分子微球,粒径为4μm,粒子分布均匀,表面呈多孔结构;②以GHD(40)为载体优化了脂肪酶的固定化条件:载体/脂肪酶(m/m)等于125mg/g,固定化时间为7h,酶的吸附量为118.5mg·,g-1,比酶活7.56×,105U/g,酶的活力回收率为0.95;③制备了三种不同的环氧值的固定化假丝酵母脂肪酶,采用单分子层吸附模型Langmiur方程拟合GHD吸附光皮树的吸附等温线,相关系数大于0.99;分析聚合物的环氧值和温度对光皮树油吸附量的影响,建立了拟合动力学二级吸附方程,相关系数大于0.999,光皮树油在固定化酶表面吸附活化能为30.44kJ/mol,和游离酶相比,固定化酶催化光皮树油酯交换的最佳反应温度从37℃提高到42℃,最适反应pH从7.2提高到7.5,重复使用12次,固定化酶的活力仍保持在92%以上;④GC-MS分析光皮树油甲酯,其主要成分是油酸甲酯(50.61%),棕榈酸甲酯(14.74%),硬脂酸甲酯(7.11%),是传统石化柴油的良好替代品.

4.建立了催化裂化和酯化降酸相结合的植物油裂解新工艺.①在CaO中加入KF,合成了适合植物油裂解的高效固体催化剂KF/CaO,该催化剂呈层片状多孔状态,比表面积较CaO有较大的提高,同时有效的避免了碱性中心被CO2等酸性气体中和,从而提高了催化剂的活性和稳定性;②以自制KF/CaO为催化剂进行光皮树油催化裂解,最佳工艺条件为:催化剂1.0%,温度494.2℃,反应时间68.6mmin,液相收率高达84.0%以上;③针对裂解产品中具有一定的羧酸化合物,导致产品酸偏高,采用离子液体[Hnmp]+HSO4为催化剂对裂解产物进行酯化降酸,获得了质量稳定的富烃基生物液体燃料,最高酯化率达95.7%,且离子液体重复使用4次后,总体转化率仍保持在90%以上,最佳酯化工艺参数:醇油比30%,反应温度75℃,反应时间100min,催化剂2.0%.

5.基于生态能值原理,结合投入产出模型进行了光皮树果实制备生物液体燃料过程的生命周期能量分析.结果表明:如果不考虑副产品的能量分配效益,甲酯基生物液体燃料和富烃基生物液体燃料的净能值(NEV)分别为31593.38MJ/ha和36924.16MJ,化石能效比(FER)分别为3.94和6.71;如果考虑副产品的能量分配效益,甲酯基生物液体燃料和富烃基生物液体燃料的净能值(NEV)分别为98453.66MJ/ha和99121.2MJ/ha,化石能效比(FER)分别为4.52和7.17.上述结果进一步证明了光皮树果实制备的甲酯基生物液体燃料和富烃基生物液体燃料均具有正能量效益,可以节约部分化石能源.但从能量效益的角度来说,富烃基生物液体燃料更具竞争性,现有的植物油催化裂解技术较现有的酯交换技术更适于生物液体燃料的制备.研究结果也为光皮树油料替代化石燃料的可行性研究以及光皮树能源化产品开发技术路线的选择提供了一定的借鉴作用.

第二篇油脂及植物蛋白工程论文样文:小球藻异养/光诱导切换过程的分子响应及其功能基因组学研究

随着化石燃料的日益枯竭及实现低碳经济的迫切需要,微藻能源已成为世界各国重点研究与发展的战略方向,但是文献中对微藻油脂合成和积累及环境互作机制这一关键问题的研究少有报道,限制了微藻能源的产业化.基于首创的异养-稀释-光诱导串联技术和高产油蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)良种,可实现集“高附加值微藻产品、微藻能源与生物固碳”的一体化开发,有望加快微藻能源和微藻固碳的产业化进程,但目前对该技术缺乏机理方面的认识,致使其工艺的优化放大缺乏理论指导.此外,目前国内外均未见可户外大规模培养的淡水能源微藻的基因组报道,严重制约了淡水能源微藻生理性状的进一步挖掘和大规模应用.C. pyrenoidosa不仅可生产高附加值小球藻粉,而且高产油脂,是一株具有广阔应用前景的淡水工业藻种,但迄今未见有关该藻遗传背景研究方面的报道,因而亟待深入研究.


https://www.mbalunwen.net/kexueqianyan/093403.html

本文针对微藻能源产业化开发中基础科学问题——能源微藻胞内代谢及油脂合成与积累的系统生物学机制这一热点方向开展研究.首先,围绕异养-稀释-光诱导串联培养过程,首次发现小球藻异养细胞经光诱导处理后可在短时间内(12h)提高油脂含量近1倍;据此开展了C. pyrenoidosa的全基因组测序,揭示了首个淡水能源微藻的全基因组图谱;然后,运用RNA-seq,首次分析了小球藻在异养和光诱导下的基因转录图谱,鉴定发现2800多个差异表达基因,并在全局转录水平阐述了小球藻胞内碳流在油脂、蛋白、色素、淀粉之间的协调分配和调控规律;最后,基于基因组和转录组信息,首次重构了C. pyrenoidosa的中心碳代谢、油脂和淀粉代谢途径.具体表述如下:

(1)异养/光诱导切换过程的生化和细胞水平变化规律.首次发现异养转入光诱导后,小球藻油脂含量可在12h内提高约1倍,预示着小球藻特殊的油脂代谢调控能力;此外,C. pyrenoidosa胞内蛋白质、叶绿素和叶黄素等活性物质含量均在短时间内(8-12h)提高了1倍左右,同时碳水化合物的含量显著下降;细胞超微结构研究发现异养转入光诱导后,淀粉粒逐渐消失和蛋白核迅速形成,进一步表明蛋白、油脂和色素等组分快速积累和碳水化合物的降解密切相关;上述变化特征在另外两株小球藻C. vulgaris和C. ellipsoidea中,以及在实验室内和户外小型光反应器中的分析结果一致,表明异养-稀释-光诱导串联培养技术具有一定的普适性;异养-稀释-光诱导技术培养C. pyrenoidosa的油脂产率最大可达89.89mg/L/d,且脂肪酸碳链组成主要为C16-C18,满足制备生物柴油的要求.

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(2)全基因组图谱绘制.首次对一株淡水高产油C. pyrenoidosa进行了全基因组测序,经序列拼接和组装,高质量绘制了C. pyrenoidosa的基因组草图.该藻基因组大小约为56.6Mb,含1,336个scaffold,均大于2Kb,N50为1.39Mb,测序深度达26×,;基因组的GC含量较高,达66.6%,含3.1%的重复序列;核基因组编码10,284个基因,平均每个基因含近9个内含子,平均的基因转录本长度为1,674bp,编码的蛋白质平均含有462个氨基酸;80.9%的基因有cDNA序列的支持,87.4%的基因可以在NCBI非冗余蛋白质数据库中找到同源序列(e-value<,1e-5);*子的第三位碱基对鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)存在显著的偏好性,确定了29个偏好*子;有1,109个叶绿体转运肽和2,437个线粒体靶向肽,分别占核基因组编码蛋白的10.8%和23.7%.

(3)蛋白功能和进化分析.C. pyrenoidosa基因组具有编码减数分裂关键蛋白的全部基因,转录组数据显示部分基因有明显的表达,表明C. pyrenoidosa可能具有较为隐秘的有性生殖过程;参与细胞壁代谢的基因和Chlorella NC64A显著不同,具有编码纤维素和半纤维素合成酶的基因家族,具有植物和藻类界中罕见的几丁质代谢途径.C.pyrenoidosa在进化地位上和绿藻门以及绿色植物亲缘关系很近;绿藻家族光合作用相关基因进化非常保守,而油脂和碳水化合物代谢的基因最容易受到自然选择的作用,属水平上的Ka/Ks值明显大于门水平,表明微藻在较低进化地位上的功能基因,进化速率相对较高.

(4)异养/光诱导切换过程的转录水平表达机制.首先构建了异养及转入光诱导后正反抑制性差减文库,经大规模ESTs测序和功能分析,鉴定出大量参与能量代谢、氨基酸代谢、蛋白质合成、碳水化合物代谢和压力胁迫应激等生物学过程的基因发生差异表达,初步确定了转录水平的调控是重要因素.进一步对异养和光诱导过程共6个时间点的样品进行了RNA-seq,共产生187,503,403条高质量reads,总的测序深度达到300×,,共有9,927(97%)个基因有转录组的数据支持(FPKM值>,1);分别挖掘到1,578个和1,491个基因在异养两个时间点(24h和72h)以及转入光照后3个时间点(2h、8h和24h)发生了3倍以上的差异表达.KEGG代谢途径分析表明,在异养生长过程中,TCA循环和氨基酸代谢等途径发生了显著的上调;而脂肪酸合成、光合作用、卡尔文循环、磷酸戊糖途径以及核酸代谢相关的途径发生了下调.相反,当异养细胞转入光诱导后,参与C3固定、光合作用、脂肪酸合成、磷酸戊糖途径和淀粉代谢相关的基因发生了显著的上调.这一转录组结果,首次在全局水平揭示了不同营养模式下,微藻胞内碳流在油脂、蛋白和碳水化合物组分之间发生的协调分配,是受不同时间点上的葡萄糖供给和光照因素的共同影响,并在转录组水平上发生的多基因多代谢途径共同调控的结果.最后,根据基因组和转录组分析结果,首次重构了C. pyrenoidosa的中心碳代谢和油脂合成代谢途径,部分代谢节点上发生差异表达的关键基因(如Ⅱ型二酰基甘油酰基转移酶)可作为基因工程改造的靶标.

本文的研究与目前正在进行的异养-稀释-光诱导串联培养技术的产业化开发互为依托,可为系统阐明能源微藻细胞生长和油脂积累与环境响应的机制,进一步通过基因工程和系统生物学调控手段提高能源微藻的生长和油脂合成速率奠定理论和实验依据,具有重要的工业应用价值和较高的学术价值.

第三篇油脂及植物蛋白工程论文范文模板:真菌发酵转化废弃秸秆生产微生物油脂技术的研究

微生物油脂,又称单细胞油脂,由产油微生物产生,在组成成分上类似植物油.美国国家可再生能源实验室(NREL)的报告曾特别指出,微生物油脂发酵可能是生物柴油产业和生物经济的重要研究方向.而能否采用廉价的原料和合适的生产方式来降低成本是微生物油脂生产能否规模化、产业化的关键点之一.本文对废弃秸秆发酵转化微生物油脂的两种技术策略进行了研究.其中在秸秆-微生物油脂转化的多菌种分步发酵研究中,侧重于小麦秸秆糖转化率提高的关键技术研究,选择以“设计具有高效秸秆糖化能力的酶系生产混菌体系”为研究方向.此后,考虑到多菌种分步发酵过程繁琐,多菌种发酵控制复杂等问题,提出了一步法发酵转化(CBP)纤维素生产微生物油脂的策略.在获得多株能直接转化木质纤维素材料为微生物油脂的菌种的基础上,建立了CBP微生物油脂发酵体系.随后,以Aspergillus oryzae A-4和Penicillium sp. P-2为主要研究对象,进行了发酵优化、CBP行为分析和遗传改造等研究.论文的主要研究结果如下:

(1)具有高效秸秆糖化能力的酶系生产混菌体系的设计及特性研究:采用正交试验和统计分析辅助进行高效混菌体系的人工设计,获得了一组高效的纤维素酶生产菌系Consortium-APcT2.Consortium-APcT2由Trichoderma sp. T-1、P. chrysosporium和A. oryzae A-4构成,其比例为92:6.7:1.3.Consortium-APcT24天发酵后获得的酶系能在20小时内,将1g碱预处理秸秆转化为805.12mg的可发酵糖,对粗纤维的转化率为85%左右.与单菌中产酶效果最好的Trichoderma sp.T-1相比,转化率提高了26.98%.混菌组合Consortium-APcT2的性质研究结果表明,Consortium-APcT2具有高效秸秆糖化能力的酶系生产能力的原因有:1)A. oryzae A-4, P. chrysosporium和Trichoderma sp. T-1的相互作用增加了胞外木质纤维素降解相关酶系的分泌,特别是β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶;2)不同菌种分泌的纤维素酶酶系在水解过程具有协同作用.最后,以Consortium-APcT2为发酵菌剂设计纤维素酶生产和秸秆水解连续反应制备可发酵性糖液用于Zfermentans发酵生产微生物油脂,油脂产量可达2.3g1-.而在相同发酵条件下,以小麦秸秆硫酸水解液为底物获得的油脂产量仅为1.7g l-1.

(2)纤维素-微生物油脂转化(CBP)的单菌株一步发酵菌种的筛选:采取从纤维素降解菌中筛选和从植物内生真菌中筛选两种不同策略分离可以一步法转化纤维素类底物高产三酰甘油酯的发酵菌种.纤维素降解菌米曲霉(A-4)、青霉(P-2)和木霉(KmG-1)的油脂积累能力较强,胞内油脂含量分别为21.50%,17.50%和11.22%.从油料作物木油桐及西川朴中筛选得到具有纤维素降解和油脂高积累能力的内生真菌Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Fungal endophyte sp和Mucor sp.,其中Fusarium oxysporum胞内油脂含量为26.60%,Fusarium solani为29.75%.

(3) Penicillium P-2纤维素油脂转化及液态CBP发酵行为研究:综合各菌株的胞内油脂积累和固体秸秆培养基中的生长能力,选择Penicillium P-2进行后续发酵研究.液态发酵纤维素粉和固态发酵秸秆麸皮混合物的实验结果表明Penicillium P-2可以用于秸秆的微生物油脂转化,其在液体发酵和固态发酵条件下可达到的最高油脂产量分别为0.65g/1和40.13mg/gds.Penicillium P-2固态发酵秸秆麸皮混合物生产微生物油脂的最优条件为:起始料水比4:2,pH6,发酵温度30℃, Tween-800.2%.对液态发酵后所得到的油脂产量和纤维素酶酶活力的相关分析结果表明P-2的纤维素酶分泌能力会影响油脂生产.外源纤维素酶添加实验证实提高培养基中纤维素酶活力以增强可发酵糖类的含量可以提高P-2的油脂积累和生长.添加24FPU/gds的纤维素酶使得P-2发酵后的最高油脂产量达到0.83g/1.

(4) Aspergillus oryzae A-4固态发酵秸秆麸皮混合物的微生物油脂生产及发酵优化:尽管Penicillium P-2的纤维素降解能力和油脂积累能力都很强,但是其利用秸秆发酵获得的微生物油脂产量并不可观.因此,对另一株在固体秸秆培养基中生长最旺的菌株A. oryzae A-4进行研究.以纤维素为唯一碳源进行液态发酵,A-4可在胞内积累15%-18.15%的油脂.随后,以固态发酵秸秆麸皮混合物为主要研究方式,开展了CBP行为研究和发酵优化,推测了菌株A-4转化固体秸秆积累油脂的大致过程.研究结果表明,A-4在不添加纤维素酶的条件下,固态发酵秸秆麸皮混合物最高可生产单细胞油脂(SCOs)62.87mg/gram dry substrate(gds),纤维素酶可影响A-4的油脂产量;共发酵秸秆与其他工农业废弃物也可以提高A-4的油脂生产.

(5)纤维素酶基因在A-4中的插入表达及高效产油重组菌的筛选:基于纤维素酶对CBP油脂生产的影响,对油脂生产较强的A-4进行基因工程改造.采用重叠PCR和同源重组技术,以A. oryzae RIB40的hlyA启动子、淀粉酶表达框的终止子和带PT抗性基因的质粒pPTRI为元件,构建了能够在产油A. oryzaeA-4中表达外源基因的重组载体pPTRI-Tamy-gene.在经过eGFP蛋白验证了所构建的遗传表达系统的可行性后,以来源于A. oryzae RIB40基因组的4种纤维素酶基因celA,celB,celD,celC为目的片段,构建了纤维素酶表达A-4载体.成功转化A.oryzae A-4后,通过PCR验证和液态发酵秸秆实验筛选获得5个纤维素酶活力大大提高的阳性转化子.其中A2-2和D1-B1在液体发酵和固态发酵条件下可产生大大高于WT的油脂产量.在无优化的固态发酵条件下,转化子Dl-Bl在发酵4天即可达到最大油脂产量63.30mg/gds.发酵特性对比实验表明外源基因插入表达抑制了D1-B1和A2-2菌体生长,但可促进油脂积累.这种插入基因对菌体生长代谢的抑制效应在以纤维素类底物为碳源可以被屏蔽或减弱.

第四篇油脂及植物蛋白工程论文范例:大豆与烟草棕榈油酸代谢工程

棕榈油酸(16:1A9)是一种由16个碳原子组成、含有一个双键的ω-7脂肪酸.棕榈油酸具有重要的营养、医药和工业用价值.例如,棕榈油酸可增加细胞膜的流动性,减少血液中胆固醇含量,防止心律失常,抑制肿瘤发生等功能.相反,它的前体物质棕榈酸(16:0)则被证实可引起血液中胆固醇含量升高,增加心脏性疾病和结肠癌等肿瘤疾病发生率.在工业上,新近发现棕榈油酸及顺式-11-十八碳烯酸(18:1△11)等co-7脂肪酸可直接用于高效生产工业需求量较大的1-辛烯.而且棕榈油酸还具有较好的抗低温和抗氧化特性,非常适于制取优质的生物柴油.自然界仅有一些野生植物种子能高水平积累棕榈油酸,由于其种子小、产量低等不良性状限制,不能商业化生产,因此难以满足急剧增长的市场需求.大豆(Glycine max)和油菜(Brassica napus)等普通油料作物种子仅合成微量或不含棕榈油酸.然而普通油料作物种子和多数植物组织均能合成积累大量棕榈油酸的前体分子棕榈酸,预示着通过基因修饰在普通油料作物种子和其他组织中组装棕榈油酸合成途径的可能性.为此本研究综合应用基因组学、分子生物学和基因工程等技术,解析棕榈油酸生物合成调控机制,在普通油料作物大豆种子和模式植物烟草(N. tabacum L.)营养组织中组装棕榈油酸合成途径,以期培育富含棕榈油酸的大豆和烟草新种质.这种新型大豆油不仅营养价值优异,更益于食用和制作具有特殊功效的保健食品,也可以用于生产优质生物柴油.组装棕桐油酸合成途径于生物量大的烟草叶片等营养器官中培育出新型烟草种质,不仅可以用于培育优质燃油型烟叶,而且还可以在不与人类竞争粮食的前提下专用于生产生物柴油,从而实现这种可再生“绿色能源”的商业化生产,增加烟草种植的经济效益.本研究获得一系列新发现,主要包括:1.酰基-△9脱氢酶催化棕榈酸(16:0)生成棕榈油酸(16:1△9),是在大豆和烟草中代谢组装棕桐油酸(16:1△9)生物合成途径所需的关键酶之一.本文分别从酿酒酵母(Saccharomyees cerevisiae)和平菇(Pleurotus ostreatus)分离到编码细胞型CoA-A9脱氢酶的cDNA克隆,即ScCoA-A9D (1533 bp)和PoCoA-A9D (1272 bp).应用营养缺陷型酵母表达体系,首次获得ScCoA-A9D和PoCoA-A9D对棕榈酸(16:0)有较高底物特异性的实验证据,并证明ScCoA-A9D蛋白第309处的甘氨酸(G309)和PoCoA-A9D蛋白第237处的甘氨酸(G237)是酶活性关键位点之一.采用农杆菌浸润矮牵牛叶片瞬间表达方法对PoΔ9D和ScA9D实验证明,这两个来自真菌的细胞型CoA-A9脱氢酶能在高等植物细胞组织中正常行使功能,催化CoA-16:0形成CoA-16:1.这为在高等植物细胞质内质网上组装棕榈油酸合成途径提供了必备靶基因.2.ACP-Δ9脱氢酶是另一类酰基-△9脱氢酶,它在质体内催化ACP-16:0生成ACP-16:1Δ9.以高含棕榈油酸的猫爪草(Cat',s Claw) (Macfadyena unguis-cati L.)发育种子为材料,分离到编码质体型ACP-△9脱氢酶的cDNA克隆,即MucACP-Δ9D(1188 bp).应用E.Coli表达MucACP-Δ9D和纯化酶蛋白、底物同位素标记和体外生化反应等实验鉴定了MucACP-Δ9D酶活性和底物特异性,首次实验证明MucACP-Δ9D对底物ACP-16:0有较高选择性.该cDNA克隆可用于在植物细胞叶绿体中组装棕榈油酸合成途径.3.以大豆为宿主植物,通过亚细胞定位表达酵母酰基-△9脱氢酶(ScA9D),以达到提高大豆种子中棕榈油酸的含量,同时降低饱和脂肪酸的含量.构建种子特异表达载体,利用基于体细胞胚的基因枪轰击法,转化大豆宿主细胞,并获得转基因植株和成熟种子.基因表达和蛋白质检测,以及成熟种子脂肪酸成分分析证明,ScA9D分别在细胞内质网和质体中正确表达和行使功能.与野生型和空载体转化植株不同,大豆种子特异表达ScA9D导致细胞中棕榈酸(16:0)转化成棕榈油酸(16:1△9).与细胞质内质网定位表达相比,质体定位表达ScA9D产生更多的棕榈油酸和棕榈油酸的碳链延长产物顺式-十八碳烯酸(18:1A11).这表明酵母酰基-A9脱氢酶在质体内功能比在内质网上更强.此外,种子特异表达ScA9D还引起大豆种子中多不饱和脂肪酸(18:2和18:3)以及饱和脂肪酸(16:0和18:0)含量相应减少.显然,在该基因修饰步骤的下游,油脂合成途径存在某种机制以回补脂肪酸成分的改变.首次实验证实细胞型酰基-A9脱氢酶能在质体内更有效行使功能,这为应用细胞型酰基-A9脱氢酶蛋白工程提高普通油料作物种子油中棕榈油酸含量开辟了新路径.4.以烟草为宿主植物,构建组成型表达载体,采用农杆菌介导法遗传转化烟草,分别在细胞质内质网和质体内定位表达酵母酰基-A9脱氢酶(ScA9D),以期提高营养组织中棕榈油酸(16:1△9)的积累量和分析该酶不同亚细胞定位表达对油脂代谢的影响.与野生型和空载体(对照)植物相比,转基因烟草植株叶片中单不饱和的棕榈油酸及顺式十八碳烯酸(18:1△11)含量明显提高,而饱和的棕榈酸(16:0)含量相应减少,多不饱和的亚油酸(18:2△9,12)和亚麻酸(18:3△9,12,15)含量亦降低.ScA9D质体定位表达烟叶中棕榈油酸及顺式十八碳烯酸含量分别是ScA9D细胞质内质网定位表达烟叶的2.7和1.9倍.这表明酵母酰基-△9脱氢酶能在高等植物细胞中正确催化棕榈酸(16:0)转化为棕榈油酸(16:1△9),而且在质体内表达的效应显著高于在细胞质内质网上的效应.新建立了一种应用酰基-CoA-△9脱氢酶代谢工程培育植物绿色组织高水平合成积累棕榈油酸等ω-7脂肪酸的策略,有助于在生物量大的烟叶等营养器官中组装ω-7脂肪酸合成途径以生产优质生物燃油.本研究所获得新发现有促于全面解析植物油脂合成,特别是稀有脂肪酸合成调控机制,为大豆等油料作物以及烟草等种子和营养器官油脂代谢途径的有效组装和遗传改良提供新的基因元件和技术,进一步拓展植物油脂可再生资源的工业应用.

第五篇油脂及植物蛋白工程论文范文格式:冷冻处理对大豆质构及豆浆品质特性的影响

豆浆富含多种营养成分,是深受人们喜爱的中国传统植物蛋白饮料.随着家用豆浆机的问世,家庭自制豆浆已成为我国豆浆的主要消费形式之一.而浸泡是家庭豆浆制作中最繁琐和耗时的工序.通过冷冻可以改变大豆组织结构,有利于开发新型免浸泡大豆,实现干豆直接制浆,同时减少干豆直接磨浆可能对豆浆营养成分带来的不利影响.本课题采用电镜扫描、超高速离心、粒径分布()()SDS-PAGE电泳等方法系统研究了经浸泡-冷冻-干燥处理过程中,特别是冷冻处理对大豆的微观结构、豆浆品质、营养成分、抗营养因子、豆浆中蛋白和油体理化特性的变化的影响.研究结论如下:

(1)冷冻处理会导致大豆的组织结构发生改变,诱导油体相互融合,蛋白体被破坏,并与油体发生聚集.冷冻后大豆的子叶内部出现较大空隙和通道,快速冷冻产生的孔隙尺寸小于慢速冷冻.这种多孔结构使得大豆种子在浸泡过程中能够快速地吸收水分,未处理大豆常温浸泡8h后吸水率约为110%,而-10℃冷冻样品浸泡4h吸水率则可达到107%.此外,冷冻还有助于降低大豆的硬度,缩短蒸煮时间.未处理大豆硬度为152.0g,冷冻处理的样品硬度仅为90g左右,降低了40%.

(2)对豆浆的品质分析结果表明,冷冻前后豆浆粒度的分布有着相近的趋势,均在0.375-10μm与30-115μm处出现两个明显的峰值.但冷冻处理后,豆浆的粒径在这两个范围内体积百分数降低,而在10-20μm范围内出现较小的峰,且随冷冻时间增加平均粒径显著降低.冷冻使豆浆获得较好的风味,冷冻1天的样品豆腥味评分最低,香甜味和感官评分最高(85.5).冷冻处理的样品白度增加,这可能是由于浸泡、干燥等处理过程导致了油体含量的增加.冷冻样品的黏度及沉淀离心率均升高可能是由豆浆的提取率和浓度增加所引起.

(3)未处理、浸泡和冷冻处理样品中豆浆的营养成分、抗营养成分和蛋白质体外消化率的研究结果表明,冷冻处理样品的油脂、钙和铁提取率最高(15.76mg/mL,68.84mg/kg和4.40mg/kg),蛋白质、碳水化合物、低聚糖、植酸和单宁的提取率显著高于未处理样品,而与浸泡样品的提取率相当.此外,蛋白质体外消化率最高,冷冻4天样品的可溶性蛋白和消化率从未处理组的44.4%和78.5%分别增加到56.2%和85.0%.这可能是由于冷冻后疏松的微观结构使更多的小粒径蛋白溶解在水中,而粒径越小比表面积越大,越容易被蛋白酶消化.

(4)分析了冷冻处理对豆浆蛋白的粒径分布、亚基组成及表面疏水性的影响.冷冻使豆浆中蛋白粒径的分布范围从0.04-0.5μm增加到0.04-10μm,这说明冷冻诱导了小粒径蛋白形成较大的蛋白聚集体.利用电泳实验进一步分析了豆浆蛋白及蛋白粒子的亚基组成,结果表明冷冻没有改变豆浆中蛋白质的组成成分,仍然包含β-伴球蛋白的亚基α、β',和β,大豆球蛋白的酸性多肽A和碱性多肽B.超高速离心分离得到不同粒径的蛋白粒子和非粒子亚基组成不同,蛋白粒子包含除了α,α',,之外的几乎所有大豆蛋白亚基组分,而非粒子部分只包含α,α',和大豆球蛋白的酸性多肽.此外,冷冻还导致豆浆蛋白的疏水性指数显著高于未处理组.当pH值从3-5时,蛋白粒子相互作用聚集形成较大粒径的聚集体,而且冷冻处理后的豆浆比未处理组豆浆能在更低的钙离子浓度下凝固.

(5)最后研究了冷冻对油体微观结构及理化特性的影响.结果表明,冷冻处理后油体表面的磷脂膜被破坏,相邻的油体相互融合,蛋白体解体并与油体形成聚集体.冷冻后油体的粒径范围为2-4μm,且随冷冻时间的增加,大于4μm的大颗粒油体数量增多.电泳结果发现冷冻后油体表面的结合蛋白oleosin(24kDa)减少,而油体的大小和oleosin含量呈负相关.因此推测形状不规则和较大的油体含有较低含量的油体膜蛋白(oleosin).此外,冷冻处理还能够轻微地降低油体的等电点,增加油体表面的疏水性.

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