生物学论文

长治学院

2011届学士学位毕业论文

液态发酵产蒽醌类色素的提取及性质

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指导教师：

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完成时间：2011年6月

目录

1前言1

1.1镰刀菌概述1

1.1.1镰刀菌的简介1

1.1.2镰刀菌的形态特征1

1.1.3镰刀菌的危害2

1.1.4镰刀菌病害的防治2

1.1.5镰刀菌的利用和意义2

1.1.6镰刀菌的研究进展3

1.2天然色素概述4

1.2.1天然色素的简介4

1.2.2天然色素的特点4

1.2.3天然色素的进展4

1.3蒽醌类色素概述5

1.3.1蒽醌类色素的简介5

1.3.2蒽醌类色素的结构和化学性质5

1.3.3蒽醌类色素的功能6

1.3.4蒽醌类色素的提取6

1.3.5蒽醌类色素的进展及展望7 1.4液态发酵概述7

1.4.1液态发酵的步骤7

1.4.2液态发酵的特点8

1.4.3液态发酵的进展8

2研究意义8

3研究内容9

4材料与方法9

4.1供试菌种9

4.2培养基9

4.2.1PDA培养基9

4.2.2种子培养基9

4.2.3摇瓶培养基9

4.3主要实验仪器9

4.4主要试剂10

4.5实验流程10

4.5.1菌种活化10

4.5.2种子培养10

4.5.3发酵培养10

4.5.4提取蒽醌类色素10

4.5.5蒽醌类色素的鉴定11

5结果11

5.1氧化剂对蒽醌类色素稳定性的影响11

5.2还原剂对蒽醌类色素稳定性的影响13

5.3金属离子对蒽醌类色素稳定性的影响14

5.4光对蒽醌类色素稳定性的影响18

5.5温度对蒽醌类色素稳定性的影响18

5.6不同有机溶剂中蒽醌类色素溶解度的测定19

5.7不同PH值下蒽醌类色素的溶解度的测定及保存情况21

6讨论23

参考文献24

致谢27

液态发酵产氮杂蒽醌类色素的提取及性质

专业：生物科学姓名：刘宁宁学号：07406113

指导教师：张建国

摘要：本实验通过有机溶剂法，PH萃取法等方法提取尖孢镰刀菌液态发酵所产生蒽醌类色素,并对其相关性质做了研究。结果表明：尖孢镰刀菌通过液体发酵产生的蒽醌类色素，酸性条件下为在514nm处有最大吸收峰的红色色素、碱性条件下为在598nm处有最大吸收峰的蓝色色素；氧化剂和还原剂对蒽醌类色素的稳定性都有一定的破坏作用；金属离子除了Cu2+，Mn2+，Zn2+，Mg2+等对蒽醌类色素有明显影响外,其他金属离子对蒽醌类色素稳定性没有明显影响；强日光，紫外光对蒽醌类色素影响较大，避光冷藏和自然光下影响不大；蒽醌类色素在室温下最稳定，随着温度的升高，蒽醌类色素降解程度增大；该蒽醌类色素(酸性条件下的红色色素)易溶于甲醛和乙酸乙酯等，常用乙酸乙酯来提纯蒽醌类色素；该蒽醌类色素的保存要避免强酸和强碱环境。

关键词：尖孢镰刀菌；液态发酵；蒽醌类色素；提取；稳定性；溶解性

第一部分：文献综述

1前言

1.1镰刀菌概述

1.1.1镰刀菌的简介

尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum Schl)属半知菌类(Imperfecti fungi)、从梗孢目(Moniliales)、瘤座孢科(Tuberculariaceae)、镰刀菌属(Fusarium)[1]。这是一种世界性分布的土传病原真菌，可引起瓜类、茄科、香蕉、棉、豆科及花卉等100多种植物枯萎病的发生[2]。它们分布极广，普遍存在于土壤及动植物有机体上，甚至存在于严寒的北极和干旱炎热的沙漠，属于兼寄生或腐生生活。自从1809年Link首先在锦葵科植物上发现第一株镰刀菌，定名粉红镰刀菌[Fusarium roseum Link]以来，镰刀菌的种类已发现44种和7个变种左右[ 3]。

1.1.2镰刀菌的形态特征

在PDA平板上培养，菌落突起絮状，菌丝白色质密。菌落粉白色，浅粉色至肉色，略带有紫色，由于大量孢子生成而呈粉质。菌落高3～5mm，小型分生孢子着生于单生瓶梗上，常在瓶梗顶端聚成球团，单胞，卵形；大型分生孢子镰刀形，少许弯曲，多数为3隔。厚垣孢子尖生或顶生，球形[1]。

1.1.3镰刀菌的危害

（1）农林植物的大敌

在镰刀菌属中有许多危害经济植物的种。它们是植物维管束系统的寄生菌，在适宜的环境条件下，不但破坏作物的输导组织维管束，而且在菌体生长发育代谢过程中产生毒素危害作物，造成作物萎蔫死亡，影响产量和品质，严重时可导致产量显著下降。引起作物病害的类型可分为：萎焉，穗腐，腐烂，刺激徒长，花而不实。

（2）产生毒素，毒害人畜。如醉谷病，中毒性白细胞缺乏症，牛烂蹄症。

（3）污染水源及乳制品。其中串珠、燕麦镰刀苗可寄生于鳞翅目、同翅目、双翅目中的许多害虫上，其对幼虫的寄生死亡率在50 ～100％之间。

1.1.4镰刀菌病害的防治

（1）农业防治，常见的方法有：轮作，合理选地整地，清理残体。加强抚育管理合理施肥等。

（2）选育抗病品种。

（3）植物检疫，迄今有许多种镰刀菌病害，如菜豆、洋葱、大豆、菠菜等地萎蔫病，国内尚无报道，必须严格执行检疫，防止危险性病害蔓延。

（4）生物防治，利用菌根真菌防治根腐病、猝倒病等林木和苗木根部病害的可能性正在进行探索。

（5）化学防治，常见的方法有：种子、土壤消毒及时喷药防治。

1.1.5镰刀菌的利用和意义

很多镰刀菌可以使昆虫染病，如嗜蚧镰孢，在自然条件下可以控制害虫虫口密度。镰刀菌在植物线虫防治方面也具有重要意义。此外非致病性镰刀菌还可以用来防治镰刀菌病害，如利用棉花体内非致病镰刀菌对棉花黄萎病进行诱导治。田间试验结果显示，在棉田第一次黄萎病发病高峰时，非致病镰刀菌对黄萎病的预防效果较理想。有的镰刀菌在自然界中可分解纤维素降解有机物，对自然界的物质循环起着一定的作用，在生物脱除氮氧化物，生物降解酚类化合物、氰化物和合成染料，吸收、蓄积、降解多环芳烃等方面有着巨大潜力，对环境保护起着不可忽视的力量[4]。本菌可产生镰刀菌毒素。食用霉变的粮食可导致人患病和死亡。某些菌种可诱发人皮肤和角膜溃疡。恶性肿瘤的发生可能与有的菌种有关。

尖孢镰刀菌是较重要的工业微生物。据不完全统计，到目前为止，由尖孢镰刀菌产生的抗生素已有很多。尖孢镰刀菌还能产生多种胞外酶、维生素及色素，其中包括极为罕见的蓝色素。但仅有极少数尖孢镰刀菌能产生蓝色素。据目前为数不多的报道所提及的尖孢镰刀菌蓝色素中，有的具有抑菌作用(主要抑制革兰氏阳性菌) ，如石蕊杀菌素；有的具有保健功能，如花青素。天然蓝色素资源的开发利用具有重要的理论意义和广阔的应用前景。若欲对尖孢镰刀菌蓝色素进行工业化开发，就必须大幅度提高其色素的产率。了解清楚尖孢镰刀菌的性质，以便以后研究更有根据[5]。