Etude sur le glutathion extrait de levure

Oct.21,2024
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Un grand nombre d’études ont montré que l’activité physiologique du glutathion est d’une grande valeur pour les gens et#39; S production et vie, et il a joué un rôle important dans divers domaines tels que l’alimentation, la médecine et les produits de soins de santé. A A A A A A Actuellement, la méthode la plus couramment utilisée pour la production industrielle de glutathion est la méthode de fermentation pure de souche, et les souches utilisées sont principalement Saccharomyces cerevisiae et Escherichia coli. Les souches de fermentation pure ont des exigences relativement sévères sur les conditions environnementales, et le temps de fermentation est relativement long. Dans le processus d’optimisation de la fermentation pour augmenter la teneur en glutathion, l’augmentation du rendement en glutathion est basée sur les conditions des souches elles-mêmes, de sorte que pour obtenir un rendement plus élevé en glutathion, il est nécessaire de travailler sur la sélection des souches à haut rendement, et d’améliorer la capacité des souches à synthétiser le glutathion par certains moyens technologiques (mutation et croisement du génie génétique, etc.). C C C C C C Certains moyens techniques (mutation breeding, hybridation par génie génétique, etc.) permettent d’améliorer la capacité de la souche à synthétiser le glutathion. Cette méthode a été largement utilisée dans la production industrielle.

 

B B B B B B Brasserie ' S la levure est très riche en nutriments, et il a été déterminé qu’elle contient une grande quantité de protéines, d’acides aminés essentiels, et une petite quantité d’arn, et la paroi cellulaire des cellules de levure contient 25 à 35% de polysaccharides de levure, principalement des glucanes et des mannans[87]. Ces dernières années, avec le développement rapide de la Chine et#Dans l’industrie brassicole, la production de bière a augmenté d’année en année. D’après les dernières données, China' S la production de bière sera d’environ 30-40 millions de tonnes de 2016 à 2021, et la production annuelle de bière est loin devant d’autres pays, et chaque 200 t de bière peut produire 3,0 t de brasseur.#39; S boues de levure d’une teneur en eau d’environ 80%.

 

Le but de cette expérience est de biosynthétiser le glutathion directement à partir de la levure de bière fraîche après la production de bière sous l’angle de l’économie et de la protection de l’environnement. L’avantage de cette expérience est d’utiliser les cellules de rebut de la levure de bière après la fermentation et d’ajouter une grande quantité de levure fraîche physiologiquement active directement dans le processus de production de glutathion sans avoir besoin de pré-culture de la levure, ce qui non seulement raccourci le cycle de production et épargne de l’énergie, mais rend également la levure de bière moins chère et plus abondante. Cette méthode ne nécessite pas de conditions de culture strictes, et la synthèse du glutathion peut être effectuée avec suffisamment de matières premières dans des conditions moins longues et à faible coût, ce qui peut non seulement créer plus d’avantages économiques pour les fabricants de bière et réaliser l’utilisation efficace des ressources, mais aussi résoudre les problèmes de gaspillage des ressources et de pollution de l’environnement, qui a des effets économiques et sociaux importants.

 

1. Introduction Introduction

Le conseil des ministresProduction de glutathion par fermentation de levureA été étudié au pays et à l’étranger, et la méthode de fermentation a des avantages évidents, et les souches utilisées pour la production de glutathion sont principalement des bactéries ou des cellules de levure. Ces cellules sont faciles à cultiver, simples à manipuler et les conditions de réaction sont légères. La fermentation est donc devenue la méthode la plus couramment utilisée pour la production de glutathion.

 

L’optimisation de la brasserie#Le processus de culture de la levure se concentre sur les conditions nutritionnelles et les facteurs environnementaux de la fermentation du glutathion, y compris l’influence des sources d’azote et de carbone, des concentrations en ions métalliques et des acides aminés précurseurs sur la synthèse du glutathion par les cellules.

 

Il n’y a pas beaucoup de rapports sur la synthèse directe du glutathion De fresh brewer' S levure après cuve. Dans ce chapitre, les effets des composants de culture, des conditions de culture et des stratégies d’addition d’acides aminés précurseurs sur la synthèse du glutathion par la brasserie.#On a étudié les conditions optimales de biosynthèse et les stratégies d’addition d’acides aminés par des expériences d’optimisation unidirectionnelle et des expériences d’analyse de la surface de réponse afin d’améliorer la production de glutathion.

 

2. expérience

2.1 matériaux expérimentaux

Brasserie ' S la levure a été fournie par Yantai Muping Brewery (levure fraîche de la brasserie après la production de la bière). Depuis le fresh brewer' S la levure a une durée de vie limitée et est susceptible de perdre son activité physiologique si elle est laissée pendant une longue période.#Pour minimiser les erreurs expérimentales et assurer l’exactitude des données, nous avons essayé de faire en sorte que le même lot de levure de bière soit utilisé avec les mêmes facteurs et niveaux. Afin de minimiser les erreurs expérimentales et d’assurer l’exactitude des données, nous faisons de notre mieux pour employer le même lot de brasseur et#39; S pour les expériences sous les mêmes facteurs et niveaux.


2.2 matériaux et réactifs

Voir tableau 2. 1 matériaux et réactifs

 

Nom du médicament

Société de production

Hydrogénphosphate de dipotassium

Tianjin Beilian Fine Chemicals Development Co.

Dihydrogénophosphate de potassium

Tianjin Beilian Fine Chemicals Development Co.

Sulfate d’ammonium

Tianjin Standard Technology Co.

Sulfate de magnésium

Tianjin Standard Technology Co.

Dihydrogénophosphate de sodium

Tianjin Hengxing réactif chimique fabrication Co.

Hydrogénphosphate disodique

Tianjin Hengxing réactif chimique fabrication Co.

Glucose C6H12O6

Sinopharm réactif chimique Co.

Soude caustique

Tianjin Hengxing réactif chimique fabrication Co.

Éthanol anhydre

Tianjin Yongda réactif chimique Co.

Alloxan

Tianjin Ruijinte produits chimiques Co.

L-Glutathoe

Pékin Xinjingke biotechnologies Co.

Sulfate ferreux

Tianjin Hengxing réactif chimique fabrication Co.

Glycine (Gly), un acide aminé

Sinopharm réactif chimique Co.

l-cystéine

Pékin Xinjingke biotechnologies Co.

L-acide glutamique

Sinopharm réactif chimique Co.

 

2.3 principaux Instruments et équipements

 

Tableau 2.2 Instruments et équipements


Nom de l’équipement

Fabricant (d’un produit)

Congélateur réfrigérateur

Qingdao Haier

Oscillateur de Culture à température constante

Shanghai Zhicheng Instrument analytique fabrication Co.

Pistolet à pipette

Li Chen Technology (société de micropuce de la république populaire de Chine affiliée à l’université Sun Yat-sen)

Affichage numérique bain d’eau à température constante

Jintan usine d’instruments médicaux

UV3100 spectrophotomètre UV-Vis

Shanghai Mepeda Instrument Co.

Centrifugeuse de table basse vitesse

Shanghai Anting usine d’instruments scientifiques

Nouvel incubateur biochimique entièrement automatique

Shanghai Zhicheng Instrument analytique fabrication Co.

Table de cuisson à induction

Ai Ting Co.

PHS-9V acidimètre

Shanghai Yidian Instrument scientifique Co.

Balance de précision électronique

OHAUS International Trading Co.

 

2.3 supports de base

Agitez la fiole moyenne: 25 g/L glucose, 10 g/L peptone, 1,0 g/L K2HPO4, 1,0 g/L KH2PO4, 0,3 g/L CaCl2, 2,5 g/L MgSO4, 0,05 g/L FeSO4.

La composition pré-médium est comme ci-dessus, et le post-médium aura quelques ajustements dans le processus d’optimisation.

 

2.4 Conditions de culture

Une certaine quantité de brasseries pré-traitées &#Les boues de levure ont été ajoutées dans une fiole conique et mélangées soigneusement selon le rapport de 20% du volume des boues de levure au volume du milieu pour dissoudre les boues de levure. Le temps de fermentation était de 24 h, la température de fermentation était de 28℃, la vitesse d’agitation était de 160 RPM et le volume de liquide était de 24 mL/300 mL. Les échantillons ont été prélevés à des intervalles de 3,0 h. La biomasse cellulaire, le glutathion total et la teneur intracellulaire ont été déterminés dans trois séries parallèles d’expériences.

 

2.5. -. -. -. -. -. -. -. -. -. - méthodes de mesure

2.5.1 brasseries#39; S prétraitement de la levure

Prétraitement du lisier de levure de bière fraîche: dans le lisier de levure de bière fraîche de la brasserie Muping, ajouter deux fois le volume de l’eau désionisée et remuer et rincer 4~5 fois, lorsque le lisier de levure dépose, jeter le surnageant et la matière flottante, rincer à plusieurs reprises jusqu’à ce que la couche supérieure du liquide devienne incolore et clair du jaune, puis jeter le surnageant après suffisamment statique et obtenir le lisier de levure dans le réfrigérateur 4.0℃ pour être utilisé.

 

Brasserie &#Prétraitement des cellules de levure pour le dosage du glutathion: prendre 5,0 mL de bouillon de fermentation de brasserie.#39; S cellules de levure et le mettre dans un tube de centrifugation, centrifuger à 4500 RPM, jeter le surnageant, ajouter la solution d’éthanol à 40%, extraire pour 2.0 h à 40℃, centrifuger à 5000 RPM, et prendre le surnageant et le diluer pour un certain nombre de fois, qui seront utilisés comme échantillons pour la détermination du glutathion.

 

2.5.2 détermination de la biomasse cellulaire de la brasserie#39; S levures

Brasserie &#Les levures obtenues par centrifugation et le tube de centrifugation ont été séchées dans un four à 80°C à un poids constant et pesées avec précision, et le poids total de la brasserie.#On a pesé le tube de centrifugeuse comme (w1). Puis la brasserie séchée ' S les organismes de levure dans le tube de la centrifugeuse ont été lavés, et le tube de la centrifugeuse a été séché jusqu’à un poids constant, et le poids du tube de la centrifugeuse a été pesé en (w0), et le poids total du tube de la centrifugeuse a été pesé en (w0). W (g)=w1-w0.

 

2.5.3 méthodes de dosage du glutathion

Méthode à la tétroxidine [64]: prélever 1,0 mL de la solution de l’échantillon à tester, ajouter 0,5 mL d’acide glycolique à 0,1 mol/L, 3,5 mL de solution tampon de phosphate à 0,24 mol/L et 1,0 mL de solution de tétroxidine à 1,0 g/L afin de réagir complètement pendant 20 min, puis mesurer la valeur d’absorbance de A305 au spectrophotomètre ultraviolet à 305 nm.

 

2.6 méthodes expérimentales

2.6.1 détermination du temps de Fermentation de la levure de bière

La brasserie prétraitée &#Les boues de levure ont été mélangées au milieu à 20% volume et ajoutées à 8% volume dans des fioles agités. La fermentation a été incubée en continu pendant 30 h à une température de 28℃ et une vitesse de rotation de 160 tr/min. La quantité totale de glutathion, la teneur intracellulaire et la biomasse cellulaire de la levure ont été mesurées en prenant 5,0 mL du bouillon de fermentation de la levure toutes les 3 heures. Trois groupes d’expériences parallèles ont été mis en place.

 

2.6.2 principales Conditions de Culture et effet de la Composition des nutriments

2.6.2.1 effet du Volume de charge sur le glutathion synthétisé

Dans cette expérience, des flacons de 300 mL ont été remplis avec 6%, 8%, 10%, 12% et 14% de bière.#39; S bouillon de fermentation de levure et incubation pendant 24 h à une température de 28 ℃ et une vitesse de rotation de 160 RPM. La charge optimale a été déterminée en calculant la quantité totale de glutathion, le glutathion intracellulaire et la biomasse de la brasserie.#39; S cellules de levure, et trois groupes ont été constitués pour les expériences parallèles.

 

2.6.2.2 influence de la température sur la synthèse du glutathion

Dans cette expérience, les températures optimales ont été déterminées en calculant le glutathion total, le glutathion intracellulaire et la biomasse cellulaire de la brasserie.#Dans l’expérience 2.6.2.1, l’incubation a été effectuée pendant 24 heures à une vitesse de rotation de 160 tours/minute. Trois expériences parallèles ont été mises en place.


2.6.2.3 effet de la Concentration en Glucose sur le glutathion synthétisé

Dans cette expérience, quatre niveaux de concentration en glucose, à savoir 15 g/L, 20 g/L, 25 g/L, 30 g/L et 35 g/L, ont été mis en incubation pendant 24 h à 160 tours/minute sous le volume de charge et la température optimales déterminées dans les expériences précédentes 2.6.2.1 et 2.6.2.2. La concentration optimale de glucose a été déterminée en calculant la quantité totale de glutathion, la teneur en glutathion intracellulaire et la biomasse cellulaire de la brasserie.#39; S levure. Trois expériences parallèles ont été mises en place.

 

2.6.2.4 effet de la Concentration de Peptone sur le glutathion synthétisé

Quatre concentrations de peptone, 15 g/L, 20 g/L, 25 g/L, 30 g/L et 35 g/L, ont été utilisées dans cette expérience. L’incubation a été effectuée à 160 tours/min pendant 24 h sous la charge, la température et la concentration de glucose optimales déterminées lors des expériences précédentes. La concentration optimale de peptone a été déterminée en calculant le glutathion total, le glutathion intracellulaire et la biomasse cellulaire de la brasserie.#39; S levure. Trois groupes parallèles ont été constitués.

 

2.6.2.5 effet de la Concentration en Sulfate de magnésium sur le glutathion synthétisé

Dans cette expérience, quatre niveaux de sulfate de magnésium ont été ajoutés à 1,5 g/L, 2,0 g/L, 2,5 g/L, 3,0 g/L et 3,5 g/L, respectivement. Sous le volume de charge optimal, la température optimale et la concentration optimale de glucose déterminés dans les expériences précédentes, l’incubation a été effectuée à 160 tours/min pendant 24 heures. La concentration optimale de sulfate de magnésium a été déterminée en calculant la quantité totale de glutathion, la teneur en glutathion intracellulaire et la biomasse de la brasserie.#39; S cellules de levure. Trois expériences parallèles ont été mises en place.

 

2.6.3 méthode de Surface d’intervention pour optimiser les Conditions d’élevage

Sur la base des résultats de l’expérience à sens unique, les trois facteurs de concentration de glucose (A), de concentration de sulfate de magnésium (B) et de température (C) ont été choisis, puis le plan expérimental A été optimisé par Box-Behnken, et les facteurs et les niveaux de l’expérience sont présentés dans le tableau 2.3.

 

Tableau 2.3 facteurs et niveaux expérimentaux

Facteur symbole niveau 1 niveau 2 niveau 3

 

Glucose (g/L)

A

22

25

28

Sulfate de magnésium (g/L)

B

2

2.5

3

Température (°C)

C

26

28

30

 

2.6.4 effet de la Concentration en acides aminés précurseurs et du temps d’addition

Dans cette expérience, nous avons optimisé les stratégies d’addition d’acides aminés précurseurs dans le processus de biosynthèse de la brasserie et#39; S les cellules de levure, y compris la concentration de glycine (Gly), d’acide glutamique (Glu) et de cystéine (Cys), et le temps d’addition des trois acides aminés précurseurs, et enfin, nous avons déterminé la concentration et le temps d’addition optimaux par la quantité totale de glutathion synthétisé. Les concentrations initiales d’addition des trois acides aminés précurseurs étaient de 10 mmol/L pour le Gly, de 6 mmol/L pour le Glu et de 4 mmol/L pour le Cys, et le temps d’addition initial était de 21 h pour la brasserie.#39; S cellules de levure, et 24 h pour la brasserie.#39; S cellules de levure.

 

2.6.4.1 effet de la Concentration de Gly sur la synthèse du glutathion

Les trois acides aminés précurseurs ont été ajoutés, et les concentrations initiales de Glu et de Cys ont été maintenues inchangées à 6 mmol/L et 10 mmol/L, respectivement, tandis que la concentration de Gly a été changée à 3,0 mmol/L, 6,0 mmol/L, 9,0 mmol/L, 12 mmol/L et 15 mmol/L. La concentration optimale de Gly a été déterminée en calculant le glutathion total, la teneur en glutathion intracellulaire et les indices de biomasse cellulaire. Le glutathion total, la teneur en glutathion intracellulaire et la biomasse cellulaire de la brasserie#39; S pour déterminer la concentration optimale de Gly et pour étudier son effet sur la synthèse du glutathion. Trois expériences parallèles ont été mises en place.

 

2.6.4.2 effet de la Concentration en Glu sur la synthèse du glutathion

La concentration optimale de Glu a été fixée à 3,0 mmol/L, 6,0 mmol/L, 9,0 mmol/L, 12 mmol/L et 15 mmol/L, et la concentration optimale de Glu a été déterminée en calculant la quantité totale de glutathion, la teneur intracellulaire en glutathion et les indices de biomasse de la brasserie.#39; S cellules de levure. La quantité totale de glutathion, la teneur en glutathion intracellulaire et la biomasse cellulaire de la brasserie.#On a calculé la levure 39; S pour déterminer la concentration optimale de Glu et pour étudier l’effet de Glu sur la synthèse du glutathion. Trois groupes d’expériences parallèles ont été mis en place.

 

2.6.4.3 effet de la Concentration de Cys sur la synthèse du glutathion

Les concentrations optimales de Gly et de Glu dans les expériences ci-dessus ont été maintenues inchangées, et les concentrations de Cys ont été changées à 2,0 mmol/L, 4,0 mmol/L, 6,0 mmol/L et 8,0 mmol/L. La quantité totale de glutathion et la teneur intracellulaire en glutathion et les indices de biomasse de la brasserie.#39; S des cellules de levure ont été calculées pour déterminer la concentration optimale de Cys pour étudier son effet sur la synthèse du glutathion. La concentration optimale de Cys a été déterminée en calculant la quantité totale de glutathion, la teneur intracellulaire en glutathion et les indices de biomasse de la brasserie.#39; S cellules de levure pour étudier l’effet du Cys sur la synthèse du glutathion. Trois groupes expérimentaux parallèles ont été mis en place.

 

2.6.5 méthode de Surface de réponse pour optimiser les Concentrations d’acides aminés précurseurs

Sur la base des résultats des expériences à sens unique, trois facteurs, à savoir la concentration en glycine (A), la concentration en acide glutamique (B) et la concentration en cystéine (C), ont été sélectionnés, puis Box-Behnken A optimisé la conception des expériences, et les facteurs et les niveaux des expériences sont présentés dans le tableau 2.4.

 

Tableau 2.4 facteurs et niveaux expérimentaux

 

Facteur symbole niveau 1 niveau 2 niveau 3

Glycine (Gly), un acide aminé

A

9

12

15

L’acide glutamique (Glu), un acide aminé

B

3

6

9

Mercaptoéthyle amine

C

2

4

6

Remarque: les concentrations de Glycine, d’acide glutamique et de cystéine sont en mmo/L.


2.6.6 effet du moment de l’ajout d’acides aminés précurseurs sur la synthèse du glutathion

Après détermination des concentrations optimales des trois acides aminés précurseurs, les effets du temps d’addition des acides aminés précurseurs sur la synthèse du glutathion par la brasserie.#Les temps d’addition ont été respectivement de 13 h, 16 h, 19 h, 21 h et 24 h. La brasserie &#Le temps d’addition optimal des acides aminés précurseurs a été déterminé en calculant la quantité totale de glutathion, la teneur en glutathion intracellulaire et la biomasse de la brasserie.#39; S cellules de levure. Trois expériences parallèles ont été mises en place.

 

2.6.7 détermination de la durée de conservation de la brasserie#39; S levures

Dans cette expérience, nous avons mesuré les changements dans la croissance cellulaire et la quantité totale de glutathion produite par la brasserie.#Les résultats ont été obtenus à partir du premier jour de brassage frais.#39; S collecte de levure au 25e jour. La biomasse cellulaire, le glutathion total et la teneur en glutathion intracellulaire de la brasserie.#La levure a été mesurée tous les jours du premier jour de collecte au 25e jour d’incubation de la brasserie fraîche.#39; levure de S stockée dans un réfrigérateur à 4℃ avant l’incubation, et après l’incubation de la brasserie ' S levure optimisée pour 24 h avec l’ajout d’acides aminés précurseurs et l’augmentation progressive de la biomasse cellulaire, de la teneur totale en glutathion et en glutathion intracellulaire de la brasserie.#On a calculé la levure avant et après incubation. Les changements progressifs de la teneur totale en glutathion et en glutathion intracellulaire ont été calculés avant et après l’incubation de la levure.

 

2.7 résultats et analyse

2.7.1 détermination du temps de Fermentation des cellules de levure de bière

D’après les résultats du glutathion total, de la teneur en glutathion intracellulaire et de la biomasse des cellules de levure, qui ont été mesurés et calculés après 30 h de brassage.#Les résultats de la culture cellulaire de levure ont été tracés sur la figure 2.1.#Les cellules de levure synthétisaient du glutathion intracellulaire pendant la période de 0 h à 13 h, au fur et à mesure que les cellules continuaient à croître, et que la brasserie était en train de fabriquer du glutathion intracellulaire.#La teneur totale en glutathion a été mesurée et calculée après 30 h de culture, et la teneur totale en glutathion et la biomasse des cellules de levure ont été reportées sur la figure 2.1. De 13 h à 26 h, la croissance de la brasserie#Les cellules de levure se sont pratiquement arrêtées pendant que le glutathion était encore synthétisé. Des études ont montré [62] que l’ajout d’acides aminés précurseurs à ces deux stades peut augmenter la production de glutathion. La quantité totale de glutathion, la teneur intracellulaire en glutathion et la biomasse des cellules de levure étaient de 102,42 mg/L, 4,66 mg/g et 21,46 g/L dans les cellules de levure fraîches de la brasserie juste après la production de bière. D’après les données expérimentales, on peut voir que si le glutathion est extrait directement, le rendement en glutathion est faible et le bénéfice économique est faible, de sorte que l’on considère d’utiliser la levure fraîche juste hors du réservoir pour une remise en culture ciblé, en utilisant pleinement le système enzymatique synthétisant le glutathion dans les cellules fraîches de levure, offrant ainsi des conditions de nutrition et de culture appropriées pour une biosynthèse plus poussée du glutathion. Comme le montre la Figure 2.1, la biomasse totale de glutathion, de glutathion intracellulaire et de cellules de levure a atteint les valeurs maximales de 26,82 g/L, 7,79 mg/g et 208 mg/L, respectivement, après 24 h d’incubation. Compte tenu du facteur temps, le temps de fermentation optimal de 24 h a été déterminé, ce qui a permis d’économiser beaucoup de temps et de ressources par rapport à la fermentation pure.

 

Figure 2. 1 brasserie ' S courbes de croissance de la levure et de synthèse du glutathion.


2.7.2 effets des principales Conditions d’élevage et des éléments nutritifs

2.7.2.1 effet du Volume de charge sur la synthèse du glutathion

La quantité de liquide chargée dans l’expérience est principalement considérée comme le niveau d’oxygène dissous dans la brasserie.#39; S milieu de culture cellulaire de levure, qui affecte la croissance de la brasserie.#39; S cellules de levure ainsi que la synthèse du glutathion intracellulaire dans une certaine mesure.

 

Figure 2.2 effet du volume de charge sur la synthèse du glutathion

Figure 2.2 effet de la charge liquide sur la synthèse du glutathion

La Figure 2.2 montre que la quantité totale de glutathion, la teneur intracellulaire en glutathion et la biomasse des cellules de levure ont augmenté puis diminué avec l’augmentation du volume de charge. La raison principale peut être que, lorsque le volume de chargement était faible, l’apport en oxygène était suffisant et que la croissance de la production de bière était plus élevée.#39; S la levure était vigoureuse, et l’augmentation de la biomasse de la brasserie.#Les cellules de levure ont conduit à l’augmentation de la quantité totale de glutathion et de la biomasse de la brasserie.#Les cellules de levure ont atteint la valeur maximale de 27,12 g/L pour un volume de charge de 8% et la biomasse de la brasserie.#39; S les cellules de levure ont été progressivement réduites avec l’augmentation du volume de chargement, de sorte que la croissance de la brasserie a été réduite.#39; S cellules de levure seraient inhibées à un volume de charge plus important, et la croissance de la bière.#Les cellules de levure seraient inhibées à un volume de charge plus important. Le glutathion total et le glutathion intracellulaire ont atteint la valeur maximale de 212,07 mg/L et 7,82 mg/g, respectivement, à 8%.

 

2.7.2.2 effet de la température sur la synthèse du glutathion

La température est l’un des facteurs les plus importants affectant la croissance des cellules de levure. La température affecte l’activité du glutathion synthétase, qui à son tour affecte la capacité de la brasserie et#39; S pour synthétiser le glutathion, ce qui entraîne des différences dans la production de glutathion. L’effet de la température sur l’activité enzymatique est que, en général, une température trop basse ou trop élevée entraînera une diminution de l’activité enzymatique, et ce n’est qu’à la température optimale que l’activité enzymatique sera maximisée.

 

Comme le montre la Figure 2.3, la biomasse des cellules de levure et la capacité de synthétiser le glutathion augmentaient avec l’augmentation de la température, et les valeurs maximales de la biomasse totale du glutathion, du glutathion intracellulaire et de la biomasse des cellules de levure étaient atteintes à 28℃, soit 216,51 mg/L, 7,85 mg/g et 27,62 g/L, respectivement.

 

Figure 2.3 effet de la température sur la synthèse du glutathion

 

2.7.2.3 effet de la Concentration en Glucose sur la synthèse du glutathion

Le Glucose est essentiel à la croissance et à la reproduction des cellules de levure et à la biosynthèse du glutathion. Le Glucose peut fournir aux cellules de levure l’énergie dont elles ont besoin pour la croissance, et d’autre part, il fournit également de l’atp pour la synthèse du glutathion, qui à son tour favorise la synthèse du glutathion. La bonne concentration de glucose facilite non seulement la croissance de la brasserie et#39; S cellules de levure mais aussi la synthèse du glutathion Par les cellules de levure.

 

Figure 2.4 effet de la concentration en glucose sur la synthèse du glutathion

Figure 2.4 effet de la concentration de glucose sur la synthèse du glutathion

Comme le montre la Figure 2.4, la biosynthèse du glutathion a augmenté avec l’augmentation de la concentration de glucose, et la quantité totale de glutathion, la teneur intracellulaire en glutathion et la biomasse des cellules de levure ont atteint les valeurs maximales à 25 g/L de glucose, qui étaient respectivement de 21,52 mg/L, 7,82 mg/g et 27,82 g/L. La quantité totale de glutathion, de glutathion intracellulaire et de biomasse cellulaire de levure a atteint les valeurs maximales respectivement de 21,52 mg/L, 7,82 mg/g et 27,82 g/L.

 

2.7.2.4 effet de la Concentration de Peptone sur la synthèse du glutathion

La source d’azote est l’une des conditions importantes pour la croissance des cellules de levure, et différentes sources d’azote organique ont un certain effet sur la croissance et la synthèse des substances intracellulaires dans la levure. L’expérience a principalement étudié l’effet de différentes concentrations de peptone sur la synthèse du glutathion par la brasserie.#39; S levure. Comme on peut le voir sur la figure 2.5, l’effet de la concentration de peptone sur la quantité totale de glutathion n’est pas significatif et l’effet sur la biomasse de la brasserie.#39; S cellules de levure n’est pas non plus significative. Dans l’ensemble, l’effet de la concentration de peptone sur la production de glutathion n’est pas évident, et du point de vue des économies de coûts, on peut considérer qu’aucun peptone ne devrait être ajouté dans le milieu de culture à l’étape ultérieure de l’étude.

 

Fig. 2.5 effet de la concentration de peptone sur la synthèse du glutathion

 

2.7.2.5 effet de la Concentration en Sulfate de magnésium sur la synthèse du glutathion

L’ion de magnésium est essentiel pour la synthèse du glutathion, qui peut augmenter l’activité de la glutamine-cystéine synthétase (glutathion 1) et de la glutathion synthétase (glutathion 2), réduire l’inhibition de la rétroaction du glutathion 1, et améliorer l’activité enzymatique [54]. Par conséquent, l’ajout de sulfate de magnésium approprié pendant le processus d’incubation est bénéfique pour la synthèse du glutathion et améliore la production totale de glutathion.

 

La figure 2.6 permet de conclure que la concentration de MgSO4 a un effet relativement important sur la synthèse du glutathion par la brasserie.#39; S et a également un effet important sur la croissance de la bière.#39; S cellules de levure. Avec l’augmentation de la concentration de MgSO4, la quantité totale de glutathion et la biomasse cellulaire ont augmenté, ainsi que la quantité totale et la teneur intracellulaire et la biomasse cellulaire de la brasserie.#39; S les cellules de levure ont atteint le maximum lorsque la concentration de MgSO4 était de 2,5 g/L, soit 212,88 mg/L, 7,81 mg/g et 27,25 g/L, de sorte que la concentration optimale de MgSO4 peut être déterminée à 2,5 g/L. 212,88 mg/L, 7,81 mg/g et 27,25 g/L, de sorte que la concentration optimale de MgSO4 peut être déterminée à 2,5 g/L. La concentration de MgSO4 était de 2,5 g/L.

 

Figure 2.6 effet de la concentration de MgSO4 sur la synthèse du glutathion

 

2.7.3 expériences de conception de la Surface de réponse pour optimiser les Conditions d’élevage

Sur la base des résultats des expériences unidirectionnelles ci-dessus sur l’optimisation des conditions de culture pour la biosynthèse du glutathion dans la brasserie,#39; S de la levure, les résultats de la

Une expérience de conception de la surface de réponse A été menée à l’aide de l’expert en conception 10.0 pour étudier les effets de la concentration de glucose (A), de la concentration de sulfate de magnésium (B) et de la température (C) sur la quantité totale de glutathion (Y), qui A été analysée par analyse de la surface de réponse (RSA).

2.7.3.1 analyse de régression Box-Behnken

 

Tableau 2.5 conception de Box-Behnken et résultats

 

Non. Non.

A

B

C

Y/mg-L-1

1

25

2.5

28

193.22-193.22

2

22

2.5

26

155.32-155.32-155.32

3

25

3

30

95,42 42

4

28

2.5

30

155.42-155.42

5

25

2.5

28

196,64 ans

6

25

2.5

28

191. 12

7

25

2.5

28

194.07 (en anglais)

8

28

2

28

185.42-185.42

9

25

2.5

28

197,76 ans

10

25

3

26

105.35 à 105.35

11

22

2

28

175,7 et 175,7

12

25

2

26

135.64-135.64-135.64

13

25

2

30

105.42-105.42

14

28

2.5

26

165.89 (en anglais)

15

22

3

28

145.13 et 145.13

16

22

2.5

30

145.66-145.66

17

28

3

28

155.43-155.43

Une expérience de conception de surface de réponse à trois facteurs et à trois niveaux sur la synthèse du glutathion dans la brasserie#39; S la levure a été effectuée à l’aide du logiciel Design Expert 10.0, et les résultats ont été analysés par analyse de régression. L’équation de régression quadratique multinomiale des coefficients de sélectivité du glutathion total biosynthétisé par la brasserie#En ce qui concerne les concentrations de glucose (A), de sulfate de magnésium (B) et de température (C), on A obtenu: Y= 194,56 + 5,04 *A- 5,61 *B- 7,53 *C+ 0,14 *A l - 0,20 *C c + 5,07 *La Colombie britannique + 7,99 *A- 2 5,04 * a-12,61 * b-7,53 *C+0. 14*A l-0.20*C c+5.07*La Colombie britannique+7.99*A2-

37. 13*C) le cas échéant-46.98*C) 2.7.3.2 analyse de Variance (ANOVA)


Tableau 2.6 analyse de la Variance pour les équations de régression

 

Source de la variance

Somme des carrés (par exemple équation des carrés)

(nombre de) degrés de liberté (physique)

Carré moyen

Valeur f

Valeur p

moule

Téléphone: + 33 (0) 995 90,37 %

9

105.60-105.60

252.64-252.64

<0.0001**

A

39.03 à 39.03 à 39.03

1

39.03

9,25 ans et plus

* * * * *

B

804.81-804.81-804.81

1

804.81

190.81-190.81

<0.0001**

C

80.45 à 80.45 à 80.45

1

80.45

Date de sortie: 19.07

0,0033 ** ** *

AB

0.090-0.090-0.090

1

0.090

0 0 0 0 0 0 0

0.8880-0.8880

AC

0,35 à 0,35

1

0,35 à 0,35

0,084-0,084-0,084

0.7804-0.7804

BC

0,03 0,03 0,03 0,03

1

0,03 0,03 0,03 0,03

2.869f-003

0.9588-0.9588

A2

393,78 et 393,78

1

393,78 et 393,78

93,36 à 93,36

<0.0001**

C) le cas échéant

Numéro de tva: fr

1

Numéro de tva: fr

836,69 €

<0.0001**

C)

Téléphone: + 39 Téléphone: + 39 3999.66

1

3999.66

945,25 €

<0.0001**

résiduel

29.53 de la loi

7

4.22 de la loi



Proposition perdue

1. 12

3

0.37

0,052-0,052-0,052

0.9820 à 0.9820

Erreur pure

28.41 et 28.41

4

7.10 de travail



Écart total

Téléphone: + 34 9619.89

16




Note: R2= 0,9969; R2Adj= 0,9930; "*" Indique une différence significative (P< 0,05); "**" Indique une différence très significative (P< 0,01).

 

Comme on peut le voir dans le tableau 2.6, la valeur F du modèle était 252,64, et la valeur P était < 0,0001, ce qui indiquait que la différence du modèle de régression était très significative, R2= 0,9969, ce qui indiquait que 99,69% de la variation pouvait être expliquée par le modèle, R2Adj= 0,9930, ce qui indiquait que le modèle était significatif, et les valeurs de r2et de R2Adj étaient relativement proches l’une de l’autre, ce qui indiquait que le modèle de régression était plus raisonnable, et l’équation était bien adaptée. Les valeurs R2 et R2adj sont proches l’une de l’autre, ce qui signifie que le modèle de régression est raisonnable, l’ajustement de l’équation est élevé et l’erreur expérimentale est faible, et le modèle peut être utilisé pour analyser et prédire les conditions de culture de la synthèse du glutathion dans la brasserie.#39; S levure. La valeur p du terme inadapté était de 0,9820 > 0,01, ce qui indiquait que la différence du terme inadapté n’était pas significative, c’est-à-dire que le modèle ne présentait pas de phénomène inadapté, et que le modèle pouvait bien décrire l’expérience, et le modèle a été utilisé pour analyser les effets du glucose, du sulfate de magnésium et de la température sur la production de glutathion, afin d’obtenir le niveau de réponse optimale de la molécule.

Dans le modèle, à l’exception de AB, AC et BC, tous les éléments sont significatifs, dont A est significatif, B, C, A2, B2 et C2 sont très significatifs, indiquant que le glucose A une grande influence sur la production de glutathion, le sulfate de magnésium et la température ont une grande influence sur la production de glutathion, et la relation entre l’influence des trois facteurs est B (sulfate de magnésium) > C (température) > A (glucose).

 

2.7.3.3 analyse de la Surface de réponse

En combinant les résultats des termes de premier et de deuxième ordre de l’équation du modèle, on peut conclure que les effets du glucose (A), du sulfate de magnésium (B) et de la température (C) sur la synthèse du glutathion par la brasserie.#Les levures sont complexes et ne sont pas de simples relations linéaires, et l’effet de surface de réponse est significatif. Le diagramme de la surface de réponse est représenté à la figure 2.7.

 

Figure 2.7 graphique de la surface de réponse de l’interaction des facteurs sur la synthèse du glutathion par la brasserie#39; S levure

(a) sulfate de magnésium - glucose (b) glucose - température (c) température - sulfate de magnésium

Figure 2.7 diagramme de la surface de réponse de l’interaction de divers facteurs avec la synthèse du glutathion par la levure de bière


La Figure 2.7 montre que les résultats des expériences à sens unique ci-dessus sont cohérents avec ceux de l’expérience RSD (response surface design), dans laquelle la quantité totale de glutathion augmente puis diminue avec l’augmentation des niveaux des facteurs d’influence. L’expérience de dimensionnement de la surface de réponse peut clairement refléter l’influence importante de l’interaction de divers facteurs sur les résultats expérimentaux. La pente de la surface de réponse représente la force de l’effet du facteur sur la quantité totale de glutathion.

 

Plus les lignes de contour au niveau de la surface de réponse sont proches d’une ellipse, plus l’effet de l’interaction entre les deux facteurs est significatif sur les résultats de l’expérience. Lorsque les courbes de la surface de réponse sont plus proches des cercles, l’interaction entre les deux facteurs a une influence moins significative sur les résultats expérimentaux. La figure montre que les interactions entre les facteurs étaient significatives, à l’exception de l’interaction entre la température et le sulfate de magnésium, qui n’était pas significative sur la quantité totale de glutathion.

 

En analysant le modèle de régression, les conditions optimales pour la synthèse du glutathion par la brasserie et#La concentration en glucose de 24,66 g/L, la concentration en sulfate de magnésium de 2,41 g/L et la température de 28,10 ℃, et la quantité totale de glutathion était de 195,64 mg/L dans ces conditions. Dans l’expérience de validation, les conditions ci-dessus ont été répétées et la quantité totale réelle de glutathion était de 198,62 mg/L. La différence entre la quantité totale de glutathion obtenue à partir des expériences répétées et la valeur prédite n’était pas grande, ce qui indiquait que ce modèle pouvait prédire les conditions de culture de la brasserie.#39; S pour la synthèse du glutathion, et la quantité totale de glutathion obtenue à partir de l’analyse de la surface de réponse était légèrement inférieure à celle obtenue à partir de l’expérience d’optimisation à sens unique, ce qui était principalement dû au fait que l’expérience d’analyse de la surface de réponse et l’expérience d’optimisation à sens unique étaient différentes. La quantité totale de glutathion obtenue après l’analyse de la surface de réponse était un peu inférieure à celle de l’optimisation à sens unique, principalement parce que l’expérience d’analyse de la surface de réponse et l’expérience d’optimisation à sens unique ont été menées avec différents lots de bière.#Les résultats ont donc été légèrement différents, comme il a été mentionné au point 2.2.1.

 

2.7.4 effet de la Concentration en acides aminés précurseurs et du temps d’addition

La synthèse du glutathion dans la brasserie#39; S les cellules de levure nécessitent une réaction en deux étapes, dans laquelle les acides aminés précurseurs sont impliqués dans la synthèse du glutathion en tant que substances intermédiaires de la réaction, de sorte que pour le système de réaction, la concentration des réactifs a une certaine influence sur la synthèse des produits, et l’addition des substances requises au bon moment aura une certaine influence sur la synthèse des produits. Nous devons donc ajouter l’acide aminé précurseur et optimiser la concentration et le temps d’addition au moment optimal de l’étape de biosynthèse de la brasse' S levure. Par conséquent, il est nécessaire d’ajouter les acides aminés précurseurs au moment optimal pendant la phase de biosynthèse de la brasserie.#39; S et optimiser la concentration des acides aminés précurseurs et le temps d’addition.

 

2.7.4.1 effet de la Concentration de Gly sur le glutathion synthétisé

Gly, en tant que réactif dans la deuxième étape de la synthèse du glutathion, est Synthétisé à partir de γ-glutamylcystéine intermédiaire, avec l’atp et le Gly, et catalysé par le glutathion 2. Par conséquent, la concentration de Gly a un certain effet sur la synthèse du glutathion.


 

Figure 2.8 effet de la concentration de Gly sur le glutathion synthétisé

 

La Figure 2.8 montre que la teneur totale en glutathion et en glutathion intracellulaire ainsi que la biomasse cellulaire ont augmenté avec l’augmentation de la concentration de Gly, ce qui indique que l’augmentation de la concentration de Gly favorise non seulement la croissance de la brasserie, mais aussi la croissance de la biomasse cellulaire.#39; S cellules de levure, mais facilite également la synthèse du glutathion par la brasserie.#39; S levure. Lorsque la concentration de Gly était de 12 mmol/L, la teneur totale en glutathion et intracellulaire a atteint la valeur maximale, et avec l’augmentation de la concentration, la teneur totale en glutathion et intracellulaire a commencé à diminuer, et à ce moment-là, la teneur totale en glutathion était de 302,54 mg/L, la teneur intracellulaire était de 8,98 mg/g, et la biomasse cellulaire était de 33,62 g/L. Par conséquent, la concentration optimale de Gly était de 12 mmol/L au moment de la valeur maximale du glutathion total. Par conséquent, la concentration optimale de Gly était de 12 mmol/L à la valeur maximale du glutathion total.

 

2.7.4.2 effet de la Concentration de Glu sur le glutathion

Glu est le réactif primaire pour la synthèse du glutathion, et le glutathione1 catalyse la synthèse de γ-glutamylcystéine sous l’approvisionnement en énergie de l’atp, ainsi la concentration de Glu a un certain effet sur la synthèse du glutathion. La Figure 2.9 montre que la quantité totale de glutathion a progressivement augmenté avec l’augmentation de la concentration de Glu, et la quantité totale de glutathion, la teneur intracellulaire et la biomasse cellulaire ont atteint la valeur maximale lorsque la concentration de Glu était de 6,0 mmol/L, soit 309,85 mg/L, 9,12 mg/g et 33,86 g/L, respectivement. Avec l’augmentation de la concentration de Glu, la quantité totale et la teneur intracellulaire ont commencé à diminuer, mais l’effet sur la biomasse cellulaire a commencé à diminuer. À mesure que la concentration de Glu augmentait encore, la quantité totale de glutathion et la teneur intracellulaire en glutathion ont commencé à diminuer, mais l’effet global sur la biomasse cellulaire n’était pas significatif. Par conséquent, la concentration optimale de Glu pour la synthèse du glutathion a été établie à 6,0 mmol/L. On a déterminé que la concentration de Glu dans la phase de synthèse du glutathion était de 6,0 mmol/L.

 

Figure 2.9 effet de la concentration en Glu sur le glutathion

2.7.4.3 effet de la Concentration de Cys sur le glutathion

Cys et Glu sont les substrats initiaux pour la synthèse du glutathion, et la synthèse du glutathion intermédiaire (γ-glutamylcystéine) est catalysée par l’atp et le glutathion 1, de sorte que la concentration de Cys a un effet sur la synthèse du glutathion.

 

Figure 2. 10 effet de la concentration de Cys sur le glutathion

Comme le montre la Figure 2.10, avec l’augmentation de la concentration de Cys, la quantité totale de glutathion et la biomasse cellulaire ont d’abord augmenté puis diminué progressivement, de sorte que l’on peut constater que le Cys a eu un effet inhibiteur sur la croissance de la bière.#39; S et plus la concentration de Cys était élevée, plus l’inhibition sur la croissance de la bière était évidente.#39; S cellules de levure. Lorsque la concentration de Cys était de 4,0 mmol/L, la teneur totale en glutathion et intracellulaire a atteint la valeur maximale, et la valeur maximale en glutathion total était de 310,42 mg/L, soit 51,33 % de plus que celle du groupe témoin.

 

2.7.5 méthode de Surface de réponse pour optimiser les Concentrations d’acides aminés précurseurs

Sur la base des résultats des expériences unidirectionnelles ci-dessus sur la synthèse du glutathion dans la brasserie et#39; S la concentration en acides aminés précurseurs.

Des expériences de surface de réponse ont été menées à l’aide de l’expert en conception 10.0 pour étudier les effets des concentrations de glycine (A), de glutamate (B) et de cystéine (C) sur la quantité totale de glutathion (Y), et l’analyse de surface de réponse A été effectuée. Les résultats des expériences sont présentés au tableau 2.7 et l’analyse de variance (ANOVA) est présentée au tableau 2.8.

2.7.5.1 analyse de régression Box-Behnken


Tableau 2.7 conception de Box-Behnken et résultats


Non. Non.

A

B

C

Y/mg-L-1

1

12

3

2

261.57 de la cour

2

12

6

4

312. 14

3

12

9

2

262.64-262.64

4

12

6

4

314,67 €

5

12

6

4

312. 12

6

9

3

4

261.77 à 261.77

7

12

3

6

232.16-232.16

8

15

6

6

231.72 de la cour

9

15

9

4

291,75 de la

10

15

6

2

261.65-261.65

11

12

6

4

316.45 et 316.45

12

12

6

4

313.46 de la

13

9

9

4

271. 12

14

15

3

4

281.72 de la famille

15

12

9

6

232.64-232.64

16

9

6

2

241.64 de la cour

17

9

6

6

211.64 (suite)

 

A l’aide du logiciel Design Expert 10.0, une conception expérimentale de surface de réponse à 3 facteurs et 3 niveaux a été réalisée sur des conditions de synthèse du glutathion dans la brasserie.#Les résultats ont été analysés par régression pour obtenir la quantité totale de glutathion biosynthétisée par la brasserie.#39; S levure.

Équation de régression quadrafale multinomiale pour les coefficients de sélectivité de la concentration de glycine (A), de la concentration de glutamate (B) et de la cystéine (C): Y= 313,77 + 10,08 *A+ 2,62 * b-14,92 *C+0. 17*AB+ 0,018 *AC-0. C2-51/88) c2-51/88) c2-51/88) c2-51/88)

 

2.7.5.2 analyse de Variance (ANOVA)

Comme le montre le tableau 2.8, la valeur F du modèle était de 275,81, et la valeur P était de < 0,0001, ce qui indique que la différence du modèle de régression était très significative. R2= 0,9972 indiquait que 99,72% de la variation pouvait être expliquée par le modèle, et R2Adj= 0,9960 indiquait que la signification du modèle était bonne, et les valeurs de R2 et de R2Adj étaient relativement proches l’une de l’autre, ce qui indiquait que le modèle de régression était plus raisonnable et que l’ajustement de l’équation était bon. Les valeurs de R2 et de R2adj étaient proches l’une de l’autre, ce qui indiquait que le modèle de régression était raisonnable, que l’ajustement de l’équation était élevé et que l’erreur expérimentale était faible.

 

Tableau 2.8 analyse de Variance pour les équations de régression

 

Source de la variance

Somme des carrés (par exemple équation des carrés)

(nombre de) degrés de liberté (physique)

Carré moyen

Valeur f

Valeur p

moule

18890.33 (1)

9

2098.93 jour

275.81 de la

<0.0001**

A

813.46 de la ville de la ville

1

813.46

106.89 à 106.89

<0.0001**

B

54,76 %

1

54,76 %

7,20 €7,20 €

* * * * * *

C

1780.25 à 1780.25 à 1780.25

1

1780.25

233,93 à 233,93

<0.0001**

AB

0. 12

1

0. 12

0,015-0,015-0,015

0.9054-0.9054

AC

1.225E-003

1

1.225E-003

1.610E-004

Téléphone: + 33 (0) 9902

BC

Prix de vente au détail

1

Prix de vente au détail

0 0 0 0 0 0

0.9178 à 0.9178

A2

2401.88-2401.88-2401.88

1

2401.88

315.62 de la

<0.0001**

B2

Téléphone: + 34 Téléphone: + 34 744.13

1

744.13

97,78 %

<0.0001**

C2

11926.43 (en anglais) (en anglais)

1

11926.43

1567.20 de la ville

<0.0001**

résiduel

53,27 à 53,27

7

7,61 %



Proposition perdue

39,80-39,80

3

13.27 et 13.27

Taux de croissance annuel

0.1092-0.1092

Erreur pure

13,47-13,47

4

3.37 et plus



Écart total

18943.60 (en anglais)

16




 

 

Note: R2= 0,9972; R2Adj= 0,9936; "*" Indique une différence significative (P< 0,05); "**" Indique une différence très significative (P< 0,01).

La valeur p du terme de déformation était de 0,1092 > 0,01, ce qui indiquait que la différence du terme de déformation n’était pas significative, c’est-à-dire qu’il n’y avait pas de phénomène de déformation dans le modèle et que le modèle était en mesure de bien décrire les expériences. Le modèle a été utilisé pour analyser l’effet du glutamate, du glutamate et de la cystéine sur la production de glutathion et pour déterminer le niveau de réponse optimale des molécules. Dans le modèle, tous les éléments étaient significatifs sauf AB, AC et BC, dont B était significatif, et A, C, A2, B2 et C2 étaient très significatifs, ce qui indique que la concentration de glutamate avait un fort effet sur le rendement en glutathion, et les concentrations de glycine et de cystéine avaient un fort effet sur le rendement en glutathion, et la relation entre les trois facteurs était C (cystéine) et gt;A (glycine) et gt;B (glutamate). C (cystéine) > A (glycine) > B (acide glutamique).

 

2.7.5.3analyse de la Surface de réponse

En combinant les résultats des termes de premier et de deuxième ordre des équations du modèle, on peut constater que les effets de la concentration en glycine (A), en acide glutamique (B) et en cystéine (C) sur la synthèse du glutathion par la brasserie.#39; S sont des relations linéaires complexes et non simples, et l’effet de surface de réponse est significatif. Les diagrammes de réponse sont présentés à la Figure 2.11.


 

Fig. 2. 11 surfaces de réponse des acides aminés précurseurs à la synthèse du glutathion par la brasserie#39; S levure par interaction de facteurs

(a) Glutamate-glycine (b) glycine-cystéine (c) Cysteine-glutamate

Figure 2. 11 diagramme de surface de réponse de l’interaction des acides aminés précurseurs avec la levure de bière pour la synthèse du glutathion

La Figure 2.11 montre que les résultats des expériences à sens unique ci-dessus sont cohérents avec ceux de l’expérience RSD (response surface design), dans laquelle la quantité totale de glutathion augmente puis diminue avec l’augmentation des niveaux des facteurs d’influence. L’expérience de dimensionnement de la surface de réponse peut clairement refléter l’influence importante de l’interaction de divers facteurs sur les résultats expérimentaux. La pente de la surface de réponse révèle la force de l’effet de chaque facteur sur la quantité totale de glutathion. Plus le contour du plan horizontal de la surface de réponse est proche d’une ellipse, plus l’effet de l’interaction entre les deux facteurs est significatif sur les résultats expérimentaux.

 

Plus le contour du plan horizontal de la surface de réponse est proche d’un cercle, moins l’effet de l’interaction entre les deux facteurs sur les résultats expérimentaux est significatif. Comme on peut le voir sur la figure, les interactions entre les facteurs étaient significatives, sauf pour l’interaction entre la glycine et la cystéine, qui n’était pas significative pour le glutathion total.

 

En analysant le modèle de régression, les conditions optimales pour la synthèse du glutathion dans la brasserie et#Dans ces conditions, la quantité totale de glutathion était de 316,01 mg/L. Dans l’expérience de validation, les conditions ci-dessus ont été répétées et la quantité réelle de glutathion était de 315,65 mg/L. La quantité totale de glutathion obtenue lors des expériences répétées n’était pas très différente de la valeur prédite, ce qui indiquait que ce modèle pouvait très bien prédire les conditions de culture pour la synthèse du glutathion dans la brasserie.#39; S levure.

 

2.7.6 effet du temps d’addition des acides aminés précurseurs sur le glutathion

Brasserie ' S la croissance des cellules de levure est divisée en deux phases: la première phase est la croissance de la cellule de levure elle-même, dans laquelle la cellule de levure elle-même se développe et augmente en nombre, avec une petite quantité de synthèse de la levure glutathion; La deuxième phase est la synthèse du glutathion intracellulaire, en raison de l’épuisement du glucose et d’autres nutriments dans la culture, la cellule elle-même atteint un sommet en nombre, puis la synthèse du contenu cellulaire, y compris une grande quantité de synthèse de glutathion, Liang Bin et al. La deuxième étape est l’étape de synthèse intracellulaire du glutathion, au cours de laquelle le nombre de cellules atteint un sommet en raison de la diminution du glucose et d’autres nutriments dans les composants de la culture, suivie par la synthèse du contenu cellulaire, y compris la grande quantité de synthèse du glutathion. Après 30 h d’incubation, la teneur intracellulaire était de 10,41 g/L, soit 10,5 % de plus que celle du témoin, et la production de glutathion était de 278 mg/L, soit 116% de plus que celle du témoin.

 

Des études pertinentes ont montré que l’addition d’acides aminés précurseurs au stade de la synthèse du glutathion augmentera encore la quantité totale de glutathion, donc, selon la synthèse du glutathion dans la brasserie.#Dans cette expérience, nous avons fixé le temps d’addition d’acides aminés précurseurs à la brasserie.#39; S cellules de levure aux 13e, 16e, 19e et 24e h de culture cellulaire.

 

Fig. 2. 12 effet du temps d’addition d’acides aminés précurseurs mélangés sur le glutathion

Fig.2. 12 effet du temps d’addition des acides aminés précurseurs sur le glutathion

Comme le montre la Figure 2.12, avec l’augmentation du temps d’addition, la teneur en glutathion et la teneur intracellulaire ont atteint la valeur maximale à 21 h, et la biomasse cellulaire a également atteint la valeur maximale, mais il n’y avait pas beaucoup de différence dans le niveau global, et la quantité totale de glutathion, la teneur intracellulaire en glutathion et la biomasse des cellules de levure ont diminué de manière significative à 24 h. Qui était proche de la production maximale de glutathion dans les cellules de levure dans des conditions de culture optimisées mais sans ajout d’acides aminés précurseurs. La quantité totale de glutathion, la teneur en glutathion intracellulaire et la biomasse des cellules de levure ont diminué de façon significative à 24 h, ce qui était proche de la production maximale de glutathion dans les cellules de levure dans des conditions de culture optimisées sans ajout d’acides aminés précurseurs. La raison en est peut-être que l’addition d’acides aminés précurseurs à 24 h était la fin de la fermentation de la brasserie.#39; S cellules de levure et la levure Les cellules étaient incapables de synthétiser leur propre glutathion à partir des acides aminés précurseurs en peu de temps. Lorsque le temps d’addition était de 21 h, la teneur maximale en glutathion était de 315,87 mg/L, ce qui était de 52,51 % supérieur à celui du groupe témoin, de sorte que le temps d’addition optimal a été déterminé à 21 h. Les résultats ont montré que la production de glutathion de la levure était plus élevée que celle du groupe témoin.

 

2.7.7 détermination du temps de rétention des cellules de la brasserie#39; S levures

Au cours de l’étude expérimentale de la brasserie et de la#On a constaté que la capacité des cellules de levure à synthétiser le glutathion dans les mêmes conditions diminuait avec l’allongement du temps de stockage après la brasserie fraîche.#La levure a été récupérée, et la capacité de la levure à synthétiser le glutathion s’est affaiblie avec l’extension du temps de stockage. Par conséquent, afin d’assurer la stabilité des données expérimentales, la durée de stockage de la brasserie et#39; S les cellules de levure ont été mesurées pour s’assurer que les expériences ont été menées le plus tôt possible avant le déclin de la capacité de la brasserie.#39; S cellules de levure pour synthétiser le glutathion, afin de saisir avec précision la précision des résultats des expériences.

 

Fig. 2. 13 changements dans la biomasse cellulaire et augmentation de la production de glutathion dans la brasserie#39; S levure avant et après optimisation sur 25 jours.

La figure 2.13 montre qu’avec l’augmentation de la durée d’entreposage, le taux d’amélioration de la biomasse de la brasserie d’élevage optimisée est de#39; S cellules de levure ont diminué progressivement, ce qui indique que la croissance de la bière et de la levure#Les cellules de levure ayant une durée de stockage plus longue n’ont pas augmenté de manière significative après optimisation, ce qui peut s’expliquer principalement par le fait que l’activité de la brasserie a été réduite.#39; S les cellules de levure ont été beaucoup perdues, et l’augmentation de la quantité totale de glutathion a été faible, ce qui n’a pas été favorable à l’opération expérimentale d’isolement ultérieure.

 

L’activité physiologique de la brasserie#39; S la levure diminuait avec l’augmentation du temps de stockage, et sa croissance et sa capacité de production de glutathion diminuaient avec l’augmentation du temps de stockage à basse température. La quantité totale de glutathion, la teneur intracellulaire en glutathion et le taux d’augmentation de la biomasse cellulaire de levure ont diminué respectivement de 5%, 7% et 9% lorsque le temps de stockage était supérieur à 5 jours. Par conséquent, il est préférable de cultiver la levure dans les 5 premiers jours après la chute de la levure fraîche des cuves afin d’augmenter le rendement du glutathion synthétisé biologiquement dans la brasserie.#39; S levure. Par conséquent, il est préférable d’incuber la levure pour la production de glutathion dans les 5 premiers jours après la prise de bière fraîche.#39; S pour augmenter le rendement de la biosynthèse du glutathion par la brasserie.#39; S levure.

 

3. Résumé résumé

Dans cette expérience, nous avons utilisé brewer' S cellules de levure sous forme de souches, et étudié les conditions de culture et la stratégie d’addition d’acides aminés précurseurs pour améliorer la capacité de la brasserie.#39; S pour synthétiser le glutathion par lui-même. Les conclusions suivantes ont été tirées:

(1) grâce à l’optimisation univoque des conditions de culture, on a finalement déterminé que les principaux composants du milieu de culture étaient le glucose et le MgSO4, avec des concentrations de 22 g/L~28 g/L et 2,0 g/L~ 3,0 g/L, respectivement, et les conditions externes de 26℃~28℃, avec un volume liquide de 8%. Sur la base de la méthode de conception de la surface de réponse, les trois principaux facteurs de la concentration de glucose, la concentration de sulfate de magnésium et la température ont été encore optimisés pour obtenir les conditions optimales du processus: la concentration de glucose de 24,66 g/L, la concentration de sulfate de magnésium de 2,41 g/L, et la température de 28,10 ℃. Dans ces conditions, la quantité totale de glutathion était de 198,62 mg/L, soit 93,93 % de plus que la quantité initiale de glutathion. Le temps d’incubation optimal de la brasserie ' S cellules de levure a été déterminée en mesurant les changements de croissance de la brasserie.#39; S levure.

 

(2) grâce à l’optimisation unidirectionnelle de la glycine, de l’acide glutamique et de la cystéine, on a finalement déterminé que les trois acides aminés précurseurs étaient ajoutés à une concentration de 9,0 mmol/L à 15 mmol/L pour le Gly, de 3,0 mmol/L à 9,0 mmol/L pour le Glu et de 2,0 mmol/L à 6,0 mmol/L pour le Cys, et sur cette base, les conditions optimales du procédé ont été obtenues en utilisant la méthode de conception de Surface de réponse pour optimiser davantage les trois principaux facteurs de concentration Gly, de concentration Glu et de concentration Cys. Sur cette base, les trois principaux facteurs, la concentration de Gly, la concentration de Glu et la concentration de Cys ont été optimisés en utilisant la conception de la surface de réponse pour obtenir les conditions optimales du procédé: la concentration de glycine de 12,64 mmol/L, la concentration d’acide glutamique de 6,30 mmol/L, la concentration de cystéine de 3,72 mmol/L, et la quantité totale de glutathion obtenue dans ces conditions a été de 315,65 mg/L. Par rapport aux conditions optimales du procédé, la quantité totale de glutathion obtenue dans les conditions optimales du procédé était de 315,65 mg/L. La quantité totale de glutathion a augmenté de 58,92% par rapport aux conditions optimales et de 208,19% par rapport à la quantité initiale de glutathion. En optimisant le temps d’addition des acides aminés précurseurs, il a été déterminé que le temps d’addition était la 21e heure après l’incubation de la brasserie et#39; S levure.

 

(3) enfin, le temps de conservation de la brasserie et#39; S cellules de levure a été étudiée. Après 25 jours, l’étude a montré que la production de glutathion, le contenu intracellulaire et la biomasse cellulaire de la brasserie et#La levure a diminué avec la prolongation du temps de conservation, et le pourcentage d’augmentation de la production de glutathion, de la teneur intracellulaire et de la biomasse cellulaire de la brasserie.#39; S la levure diminuée avec l’addition d’acides aminés précurseurs, de sorte que l’expérience devrait être effectuée dans les 5 jours après la brasserie fraîche.#39; S la levure a été retirée de la cuve pour augmenter sa production. Par conséquent, l’expérience doit être effectuée dans les 5 jours après la brasserie fraîche.#39; S la levure a été retirée de la cuve afin d’augmenter le rendement et d’assurer la stabilité des données expérimentales.

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