吴威紫拟青霉紫色色素的稳定性及生物活性研究

学科分类号 070411S本 科 毕 业 论 文（ 设 计 ）题 目 紫 拟 青 霉 紫 色 色 素 的 稳 定 性 及 生 物 活 性 研 究 姓 名 吴 威 学 号 1108060540061 院 （系） 化 学 与 生 命 科 学 学 院 专 业 生 物 资 源 科 学 年 级 2011 级 指 导 教 师 张 延 威 职 称 教 授 二一五 年 五 月贵 州 师 范 学 院 本 科 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文(设计) ，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本科毕业论文作者签名：年 月 日贵州师范学院毕业论文（设计）目 录摘要 .1关键词 .1绪论 .31. 紫拟青霉色素的稳定性研究 .61.1 材料与方法 .61.1.1 材料 .61.1.2 方法 .61.2 结果与分析 .81.3 小结 .122. 紫拟青霉色素的生物活性研究 .132.1 抑菌性 .132.1.1 材料与方法 .132.1.1.1 材料 .132.1.1.2 方法 .132.1.2 结果与分析 .152.1.3 小结 .172.2 抗氧化性 .172.2.1 材料与方法 .172.2.1.1 材料 .172.2.1.2 方法 .182.2.2 结果与分析 .182.2.3 小结 .202.3 对部分癌细胞的抑制作用 .202.3.1 材料与方法 .202.3.1.1 材料 .202.3.1.2 方法 .202.3.2 结果与分析 .212.3.3 小结 .212.4 结论 .22贵州师范学院毕业论文（设计）I3. 结语 .22参考文献 .23致谢 .27附录 .28贵州师范学院毕业论文（设计）0摘 要 以紫拟青霉紫色色素粗提物为原料，研究其在水溶液中的稳定性及生物活性。通过紫外分光光度计测定吸光度研究色素的稳定性及抗氧化作用；采用滤纸片法研究色素的抑菌性；采用 MTT 法研究色素对部分癌细胞的抑制作用。试验结果表明：该色素水溶液在常温、糖等条件下较为稳定；在Cu2+、Zn 2+、Fe 2+和 10 %的 H202 存在条件下稳定性较差；pH 影响色素溶液的颜色变化；色素粗提物对金黄色葡萄球菌有很好的抑制效果，对青霉菌及黑曲霉无抑制作用；色素粗提物对 HO及 DPPH 的 清 除 率 分 别 为 8 %和17.614 %， 表 明 该 色 素 具有一定的抗氧化作用； 另 外 ， 色 素 粗 提 物 对癌细胞系 MDA、BPH、PC3 和 K562 均有一定的抑制作用。结论：紫拟青霉色素可为一种活性天然色素，具有一定的研究与开发利用价值。关键词：紫拟青霉；色素；稳定性；生物活性贵州师范学院毕业论文（设计）1AbstractIn this article, the stability and bio-activity of purpureus pigment on Paecilomyces purpureus were studied. The stability and antioxidant activity of the pigment were inspected by the absorbance measured using ultraviolet spectrophotometer; The antibacterial activity of the pigment was measured by the filters method; The effect of anti-cancer activity of the pigment for some cancer cells were determined by the MTT method. Results showed that the pigment of Paecilomyces purpureus was stable in natural temperature and was stable in sugar solution; While the stability of the pigment was poor in condition of Cu2+、Zn 2+、Fe 2+ and 10% H202 ; The change of the color on the pigment solution was observed in different pH; The effect of antibacterial on the pigment was obvious to staphylococcus aureus, but no inhibition to penicillium and aspergillus Niger almost; The clearance of the pigment to HOand DPPH were 8% and 17.614% respectively, which showed that the pigment had antioxidant activity. In addition, the pigment had inhibitory effect on cancer cell of MDA, BPH, PC3 and K562. So, as active natural pigment, the purpureus pigment of Paecilomyces purpureushad had great development and utilization value.Keywords：Paecilomyces purpureus ; Pigment; Stability; Bio-activity贵州师范学院毕业论文（设计）2绪论（一）天然色素和合成色素食用色素按其来源可分为化学合成色素和天然色素。化学合成色素最早出现于 18 世纪，由于其色泽鲜艳、性质比较稳定、着色力较强、成本较低等许多优点，得到了广泛的应用与推广。然而，化学合成色素大多数对人体具有毒害作用，其不仅体现在一般的毒性和致泻性，有些还具有致癌性。目前，很多地区尤其是欧美等经济发达国家已经严令禁止在食品、药物等中使用化学合成色素。相对化学合成色素而言，食用天然色素是从动物、植物和微生物中获得的天然着色物质，大多数为花青素类、黄酮类、类胡萝卜素类化合物，其结构稳定，安全性较高，而且很多含有丰富的营养物质。此外，还有一些食用天然色素在清除自由基、抗氧化、抑制病原菌、降压、降血脂、调节免疫力、保肝护肝等方面有重要作用，因此食用天然色素广泛地应用于食品、医疗、保健、化工等领域。（1）食用天然色素的来源食用天然色素的种类有很多，按取材其主要来源于植物类色素、动物类色素和微生物类色素。1）植物类色素。该类色素大多是从植物的根、茎、叶、果实、种子等中经提取加工制成，是目前我国研究和应用最多的色素。属于这类的有甜菜红、紫甘蓝、山楂、栀子、一串红、红蓝、黑豆红、高粱红、玉米黄、萝卜红、玫瑰茄红、 - 葫萝卜素等。2）动物类色素。用于食用的动物类天然色素较少，如胆红素、食用血贵州师范学院毕业论文（设计）3红素、虫胶红色素等3）微生物类色素。研究和应用最多的天然食用微生物类色素资是红曲色素。红曲红色素是我国传统使用的天然色素，安全且工艺性能较好，广泛用于肉、果酱、豆、面、果汁等类食品的着色 1-11。（2）食用天然色素的应用1）在食品领域中的应用。主要用作食品的添加剂，如红曲色素主要用于酿酒、酿醋、食品着色及肉类的防腐保存，制作腐乳等；高粱红色素在肉灌制品、糖果和糕点上用作着色剂等。2）在医药保健领域的应用。目前研究认为北五味子红色素有清除羟自由基的能力，具抗氧化活性；槟榔色素对 DPPH、OH 的清除及对脂质体过氧化的抑制能力很强；茶色素有拮抗高同型半胱氨酸致血管内皮细胞损伤的作用；栀子黄色素具有泻火、清热利湿、解毒等功效；叶黄素可延缓眼睛退行性疾病的发生；番茄红色素可以防止细胞的老化和病变，具有抗癌、防癌、活化免疫细胞等作用；辣椒红色素可用来治疗脑血管病；姜黄色素具有抗肿瘤、降血脂和抗动脉粥状硬化作用；虾青素对由紫外线造成的皮肤癌具有很好的治疗效果，可防治由糖尿病引起的眼病；黑米色素能保护血管内皮，改善缺铁性贫血作用；花生红衣色素具有很好的抗氧化作用。3）其它方面。大多食用天然色素还具有很好的抑菌效果，如姜黄色素对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有抑制作用，可用于抗凝、抗炎、防止老年斑的形成等方面；红曲及红曲色素对蜡状芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、萤光假单胞菌均有较强的抑制作用 12-29。（二）国内外研究现状相对于西方发达国家我国的天然食用色素研究起步较晚，目前是天然色贵州师范学院毕业论文（设计）4素与合成色素并存。我国目前允许使用的天然食用色素有 60 多种，其中优势品种有：焦糖色素、辣椒红素、红曲红、姜黄、栀子黄、高梁红色素等。2005 年我国天然色素的产量比 2004 增长 29.6 %，总产量近 30 万吨，2007用于着色剂的有 32.46 万吨的产量，同比增长 1.4 %，表明我国的天然食用色素的产量正在逐年增加。在国外尤其是有些发达国家食用天然色素的使用比例近 85 %，其优势品种有果红、胭脂虫红、紫檀素、蓝绿色海藻、靛蓝植物等，但目前尚有些如万寿红等色素未获准使用 30-32。采用微生物生产天然色素是天然色素的主要来源之一。微生物中真菌类资源研究较广，其化学稳定性高、化学结构及色调多样性。天然色素的生产真菌主要包括一些大型真菌和丝状真菌，但大型真菌色素性质不太稳定，难以在生产中进行广泛推广和应用。丝状真菌中研究较多的有红曲霉、青霉、虫草和拟青霉等。其中，红曲霉色素的研究最为广泛。目前对产紫青霉（Penicillium. purpurogenum Fleroff）及附球菌（Epicoccum spp.）等研究报道较多，但对拟青霉色素方面的研究很少，Youn Jeung Cho，Hye Jin Hwang等研究了营养条件和通气量对蝉拟青霉（Paecilomyces sinclairii）产红色素的影响；Ali Asaff， Francisco Escobar 等研究了金属离子对玫烟色棒束孢（Isaria fumosorosea）产色素的影响；Palanivel Velmurugan，Yong Hoon Lee等研究了光对粉质棒束孢(Isaria farinosa)产色素的影响 33-35。（三）研究的目的和内容 （1）研究目的天然食用色素广泛地应用于食品、医疗、化妆品、肥皂、保健品等行业以满足人们的不同需求。随着科学技术的进步和人类对自身健康的重视，人们对健康而营养丰富的天然食品的追求日益强烈。贵州师范学院毕业论文（设计）5虽然天然色素主要来自动植物和微生物，且大多安全无毒，但与化学合成色素相比较食用天然色素性质复杂，对光、热、pH 值及氧化较为敏感。而且因受到动植物种类、地理及季节的影响，导致食用天然色素供应量不稳定 8，所以开展产天然色素菌株的相关研究有利于对其更有效地开发利用。紫拟青霉（Paecilomyces purpureus Z.Q. Liang & Y.F. Han）属半知菌类、丝孢菌目、丝孢菌科、拟青霉属，是一种虫生拟青霉，在培养过程中能大量产生天然紫色色素，色调少见。通过对该色素相关方面的研究，旨在为该色素日后的工艺提取及开发利用提