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摘 要

本文研究的为一种基于植物多酚丹宁酸氧化自聚合对细胞膜表面进行功能化修饰以提高细胞稳定性的方法。将富集的细胞置于磷酸盐缓冲液(PBS)配制的丹宁酸溶液中，摇床中震荡反应一小时，使丹宁酸在细胞膜表面发生氧化自聚合反应形成一层紧密结合的聚合物，使整个细胞在复杂的发酵环境中能长久保持活性，提高对产物的耐受性。本实验所需要的反应条件温和、实验操作过程简单。整个反应在碱性发酵溶液中一步完成，避免了对环境的污染，并且丹宁酸来源广泛，存在于植物的根、茎、皮和各种中草药中，价格低廉，适用于大规模产业化。

选用丹宁酸修饰细胞，使单宁在碱性环境下在细胞表面发生氧化自聚合反应，在活细胞表面形成一层致密的保护层。此方法修饰的酵母细胞，苯乙醇对其的致死率从65%下降到52%。此方法修饰的大肠杆菌细胞，苯乙醇对其的致死率从72%下降到58%。在高PH的条件下，此方法修饰的解脂耶氏酵母的细胞活性较原始细胞高了55%。

关键词：丹宁酸 氧化自聚合 抗逆性

Study on the surface tannin modification of membrane and its stress resistance

Abstract

This paper is a method to improve cell stability by functional modification of membrane surface based on oxidative self polymerization of plant polyphenol tannic acid. The enriched cells are placed in tannic acid solution prepared by phosphate buffer (PBS), shaking in the Shaker reaction for an hour, so that tannic acid on the surface of the cell membrane oxidation from polymerization to form a tightly bound polymer, so that the entire cell in the complex fermentation environment can maintain long-term activity, improve the tolerance of the product. The reaction conditions required in this experiment are mild and the experimental operation process is simple. The whole reaction is completed in one step in alkaline fermentation solution, which avoids the pollution to the environment, and the tannin source is widely used in plant root, stem, skin and all kinds of Chinese herbal medicine, which is suitable for large-scale industrialization.

Tannic acid was used to modify cells, so that tannins could oxidize and self-polymerize on the cell surface under alkaline environment and form a dense protective layer on the living cell surface.This method modifies the yeast cells, and the death rate of benzene ethanol decreases from 65% to 52%. This method modifies the E. coli cells, and the death rate of benzene ethanol decreases from 72% to 58%. Under the condition of high ph, the cellular activity of this method modified by this technique was 55% higher than that of the original cell.

KeyWords： Tannin；self polymerization；stress resistance

目 录

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摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1丹宁酸的性质 1

1.1.1丹宁酸的自然资源 1

1.1.2丹宁酸的化学性质 1

1.2丹宁酸的应用 3

1.2.1丹宁酸在日化工业中的应用 3

1.2.2丹宁酸在药物中方的应用 3

1.2.3丹宁酸在食品工业中的应用 4

1.2.4丹宁酸在皮革中的应用 4

1.2.5丹宁酸在其他方面的应用 4

1.3实验的目的与意义 5

第二章 实验过程 6

2.1 实验试剂与仪器 6

2.1.1 实验试剂 6

2.1.2 实验仪器 7

2.2 实验方法 7

2.2.1 菌株纯化 7

2.2.2 单宁酸氧化自聚合 8

2.2.3发酵条件优化 8

2.2.4细胞致死率的测定 8

第三章 结果与讨论 9

3.1 丹宁酸氧化自聚合对细胞表面修饰 10

3.2对酵母细胞致死率的影响 10

3.3对大肠杆菌致死率的影响 10

3.4对酵母细胞活性的影响 11

3.5加丹宁酸时期不同对细胞生长的影响 12

3.6加丹宁酸前后酵母细胞的镜检 14

第四章 结论与展望 15

4.1 结论 15

4.2 展望 15

参考文献 16

致谢 18

第一章 文献综述

1.1丹宁酸的性质

丹宁酸(Tannic acid)通常又被称为单宁酸,分子式为。常温下一般为浅黄色至淡棕色的粉末,有特殊的气味，在空气中极易氧化,味道极涩。

1.1.1丹宁酸的自然资源

丹宁酸是一种植物多酚，来源广泛,在中国主要富含于多种植物中,现主要提取来自于天然植物中。其中较为主要的来源是五倍子 ^[1]。

1.1.2丹宁酸的化学性质

苯酚结构为丹宁酸的基础结构式，其使丹宁酸具有极活泼的化学反应活性。酚羟基结构赋予了丹宁酸一系列的化学性质和生理活性。它有两个亲和力结构和许多衍生物^[2]。

1.1.2.1丹宁酸与金属离子的络合

丹宁酸中有几种相邻的酚羟基结构, 可作为与金属离子反应的第三种酚羟基结构, 是一种多碱。虽然不涉及络合, 可促进其他两个酚羟基的离解, 从而形成稳定的五元环和金属离子螯合两个相邻的苯酚羟基形式, 促进复合物的形成和稳定性^[3]。

丹宁和金属离子的螯合物通常是彩色的, 可以沉积在不同的 ph 值上, 如丹宁酸和 FeCl₃ 反应产生黑色沉积。含有酚羟基的分子可以用这种与金属离子的反应鉴定是否存在。

1.1.2.2丹宁酸与蛋白质等大分子的反应^[4~6]

丹宁酸能够轻松的与蛋白质这类物质反应，通过一种名为“手套-手”的反应形式。该反应中，首先，丹宁酸上的疏水基团会通过疏水的作用靠近蛋白质，当其进入蛋白质分子的疏水袋后，丹宁酸上的苯酚结构会作为氢供体与蛋白质上的极性基团发生反应相互作用形成氢键。氢键和疏水相互作用，会导致丹宁酸与蛋白质发生多点结合，从而导致蛋白质因分子之间的疏水层，聚集以至沉淀。反应物的分子量等都会大幅度的影响这一反应。当然，不只是蛋白质，生物碱、多糖等物质一样也会和丹宁酸发生反应，且反应机理也与此类似。

1.1.2.3丹宁酸的抗氧化性

物质抗氧化的机理一般有两个，分别为氢原子转移和单电子转移。

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