番茄红素培养酵母的生物学效应研究

2022-04-08 08:10:52 | 浏览次数：

��zoޛ�)j饨ky 材料，在固体和液体培养基中添加不同浓度的番茄红素（０、１０、２０、３０、４０、５０、６０ｍｇ／Ｌ），进行４轮连续培养，对所得后代测定多种生理生化特征。结果表明，培养基中番茄红素浓度在５０ｍｇ／Ｌ以下时，随着番茄红素浓度的增大，酵母菌细胞的体积、繁殖能力和内含物（可溶性糖、蛋白质和核酸等）含量均增长；当超过这一浓度后，上述特征都有所下降。

关键词：番茄红素；啤酒酵母；生物学效应

中图分类号：Ｑ４９３．９９文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）05－0921-03

The Biologic Effect of Lycopene on Cultured Saccharomyces cerevisiae

ＺＨＡＮＧＱｉａｎ，ＺＨＡＮＧＪｉａｎ－ｍｉｎ

（ＭａｒｉｎｅＣｏｌｌｅｇｅ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙａｔＷｅｉｈａｉ，Ｗｅｉｈａｉ２６４２０９，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： The physiological characters of yeast （Saccharomyces cerevisiae） after 4 generations of continuous cultivation in solid and liquid medium added with different concentrations of lycopene such as 0，10，20，30，40，50 and 60 ｍｇ／Ｌ were assayed. Ｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｌｙｃｏｐｅｎｅｗａｓｂｅｌｏｗ５０ｍｇ／Ｌｉｎｔｈｅｍｅｄｉｕｍ，ｔｈｅｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅｃｅｌｌｖｏｌｕｍｅ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍａｎｙｉｎｃｌｕｓｉｏｎ（ｓｏｌｕｂｌｅｓｕｇａｒ，ｐｒｏｔｅｉｎ，ｎｕｃｌｅｉｃａｃｉｄ，ｅｔｃ）ｉｎｔｈｅｃｅｌｌｏｆｙｅａｓｔｗｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｌｙｃｏｐｅｎｅｓｕｐｐｌｙ．Ｂｕｔｔｈｅｓｅｂｉｏｌｏｇｉｃｉｎｄｅｘｅｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｈｅｎｔｈｅｌｙｃｏｐｅｎｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｅｘｃｅｅｄ５０ｍｇ／Ｌ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｙｃｏｐｅｎｅ；Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ；ｂｉｏｌｏｇｉｃｅｆｆｅｃｔｓ

番茄红素是一种类胡萝卜素，主要存在于番茄等其他新鲜蔬菜中。研究发现，番茄红素清除自由基的能力最强，是胡萝卜素的２倍多，是维生素Ｅ的１００多倍［１－３］。不少专家认为番茄红素在肿瘤的预防和治疗中可能起着决定性作用［４－７］。此外，它还具有保护心血管、增强机体免疫力、保护皮肤等多种生物学功能［８，９］，因而番茄红素广泛用于食品、医药和化妆品领域。本研究以酵母为材料，将一定浓度的番茄红素加入到酵母培养基中，对多轮培养后代进行生理生化指标测定，以探讨番茄红素对酵母的生物学效应，为合理利用番茄红素提供理论依据。

１材料与方法

１．１材料

啤酒酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ），来自山东大学威海分校微生物学实验室。

番茄红素（Ｌｙｃｏｐｅｎｅ，ＬＰ），纯度８０．５％，橙红色粉末，购自绿谷生物制品有限公司。

液体基本培养基：马铃薯培养基（马铃薯２００ｇ，葡萄糖２０ｇ，去离子水１０００ｍＬ）灭菌后分装入６０ｍＬ三角瓶中，每瓶３０ｍＬ培养液；固体基本培养基：在上述液体基本培养基中添加２％琼脂，倒入培养皿中（直径９ｃｍ）；处理培养基：在基本培养基中按不同浓度添加番茄红素，浓度分别为：０（对照）、１０、２０、３０、４０、５０、６０ｍｇ／Ｌ。依据各种浓度将配制成的固体培养基分别接种于７只培养皿中，用于菌落的培养；液体培养基分别接种于７只三角瓶中，用于菌悬液培养和生长量的检测。

１．２方法

酵母菌种先进行液体活化，待液体中菌细胞密度达到１０６个／ｍＬ时，取０．１ｍＬ活化的酵母菌转入１０ｍＬ无菌水中制成菌悬液，每次吸取０．１ｍＬ注入液体培养基中、摇匀，在２６℃±１℃，５０ｒ／ｍｉｎ条件下摇床培养；同时吸取０．１ｍＬ菌悬液注入固体培养基平板上，涂布均匀，培养３ｄ。随后分别从第一轮（记为Ｒ１）培养所得各处理组和对照组的酵母菌悬液中取０．１ｍＬ重复上述步骤，继续培养即为第二轮，记为Ｒ２。以此方法再连续培养２轮，分别记为Ｒ３、Ｒ４。每轮所得的酵母菌的菌落或菌悬液除了接种下一轮外，其余均用于生理和生化指标的测定。

１）酵母细胞直径的测量。从摇匀后的各种处理和对照组的菌悬液中吸取一滴菌液，置于干净的载玻片上，盖上盖玻片，以显微测量技术测定酵母菌细胞的直径，各种处理和对照均测定２０个细胞，计算平均数。

２）菌悬液细胞密度的测定。从摇匀后的各种处理和对照组的菌悬液随机吸取一滴，置于干净的血球计数板上，利用血球记数法统计菌悬液中细胞密度，测定２０次，计算平均数。

３）可溶性糖含量测定。在固体培养基上用干净盖玻片刮取０．１ｇ鲜酵母，快速研磨，加入２５ｍＬ去离子水，转移至５０ｍＬ锥形瓶中，沸水浴１０ｍｉｎ。待溶液冷却后，定容至１００ｍＬ。取１ｍＬ于试管中，加入５ｍＬ蒽酮，沸水浴１０ｍｉｎ，在６２５ｎｍ波长下比色测定可溶性糖含量。

４）蛋白质含量测定。同上取０．１ｇ鲜酵母，加入４ｍＬ蛋白质抽提Ｂｕｆｆｅｒ，快速研磨，６０００ｒ／ｍｉｎ离心２０ｍｉｎ，上清液以双缩脲法在５５０ｎｍ波长下比色测定蛋白质含量。

５）核酸含量测定。同上取０．１ｇ鲜酵母，加１０ｍＬ５％冷过氯酸，冰上快速研磨，３０００ｒ／ｍｉｎ离心１０ｍｉｎ，取沉淀，加入５ｍＬ的乙醇∶乙醚∶氯仿为

２∶２∶１的混合液，摇匀后静置１５ｍｉｎ，３０００ｒ／ｍｉｎ再离心１０ｍｉｎ。取上清液，加５ｍＬ５％的三氯乙酸，９０℃水浴３０ｍｉｎ，在２６８ｎｍ波长下测定核酸含量。

２结果与分析

２．１番茄红素对酵母菌体积的影响

当酵母菌培养在含有不同浓度的番茄红素的培养基后，并经多轮连续培养，酵母菌的细胞体积产生了较大的变化（表１），基本趋势是随着培养基中番茄红素的增加，细胞直径也增大，但均未达到显著差异水平；当培养基中番茄红素浓度超过５０ｍｇ／Ｌ时，细胞体积的增大就不再明显。可见，酵母菌在生长时吸收了番茄红素，减少了细胞内的自由基等有害物质对细胞的损害［１］，使代谢活动更加顺利。

２．２番茄红素对酵母菌液体培养物细胞密度的影响

分别对液体内培养的酵母菌细胞密度进行测定，结果（表２）表明，培养基中番茄红素浓度为0~50 ｍｇ／Ｌ时，细胞密度逐渐增大。在浓度为60 ｍｇ／Ｌ时，细胞密度有所下降，但相比对照仍高出很多。这可能是由于酵母菌在含有番茄红素的环境中生存时，番茄红素有利于个体的代谢，使细胞分裂加快，同时细胞的寿命也可能得以延长，这就使细胞密度明显大于对照［８］。而在４轮的试验中，差距均不太明显，只是到第４轮培养时，变化趋势不如第２轮，这可能是由于经４轮连续培养，酵母菌细胞已繁殖了数十代，基本适应了环境的变化。

２．３番茄红素对酵母菌内含物的影响

测定了用含有番茄红素培养的酵母菌细胞内含物（总可溶性糖、蛋白质、核酸）含量，结果（表３、表４、表５）表明，用番茄红素培养酵母菌后，细胞的３种内含物含量均发生了不同程度的变化，总体变化趋势是在番茄红素浓度在５０ｍｇ／Ｌ以下时，变化较显著，与对照相比基本上都是随着番茄红素浓度的增加，内含物含量也随之增加。当培养基中番茄红素的浓度超过这一数值时，细胞内含物含量与对照的差距就不再明显，这可能是因为番茄红素浓度太高对细胞内部代谢有一定的抑制作用。

３讨论

从试验结果来看，番茄红素具有明显的抗氧化作用，无论是对单细胞生物，还是对多细胞个体，都能很好的清除其体内的高氧化态物质［９］，令机体保持旺盛的新陈代谢；试验证明番茄红素对细胞ＤＮＡ损伤具有保护作用［１０］，显然它具有抗氧化、抑制突变［１１］及预防癌症等功能，能延缓衰老。另外，酵母在含有不同浓度的番茄红素的培养基中进行多代连续培养后，发现酵母菌并未表现出明显的副作用，证明这种天然的物质安全可靠，从而说明番茄红素将会成为最值得期待的抗衰老物质之一。

但是，对于人类来讲，番茄红素的摄入量并非越多越好。据报道［３］，正常健康的人每天摄入番茄红素的量在５～７ｍｇ时最有利于各级循环，足以对付氧化应激和防止慢性疾病。在患病的情况下如患癌症和心血管疾病时，应适当加大摄入量，每天摄入３５～７５ｍｇ即可。

参考文献：

［１］彭善丽，黄卫宁，张根义．番茄红素生物利用率的研究进展［Ｊ］．食品科学，２０１０，３１（７）：３２９－３３２．

［２］吴丽君，郭新明，张俊峰．番茄红素及运动对人体血清自由基代谢的影响［Ｊ］．体育科学，２００８，２８（２）：４７－５３．

［３］惠伯棣，石文娟，吴假峰，等．番茄红素的健康功能［Ｊ］．中国食品添加剂，２００９（Ｓ１）：２６７－２７１．

［４］梅晓岩，孟宪军，梁婧婧．番茄红素抗氧化活性的研究［Ｊ］．安徽农业科学，２００６，３４（１１）：２３１５－２３１７．

［５］李丽，李蕴成．番茄红素与常见肿瘤关系研究进展［Ｊ］．现代预防医学，２００８（１）：１７－１８．

［６］张亚楼，张月明，刘金宝，等． β－胡萝卜素与番茄红素体外抗肿瘤作用研究［Ｊ］．新疆医科大学学报，２００２，２５（１）：３２－３４．

［７］王能才，王双双．番茄红素与肿瘤［Ｊ］．医学文选，２００６，２５（３）：５５３－５５５．

［８］姜雨，王献仁，董诗源，等．番茄红素的研究及应用［Ｊ］．疾病控制杂志，２００８，１２（１）：６６－６９．

［９］张红，徐蓓．番茄红素的延缓衰老功能［Ｊ］．中国食品添加剂，２００５（５）：８１－８２．

［１０］刘芳，张遵真，吴媚，等．番茄汁对ＤＮＡ损伤的保护作用研究［Ｊ］．四川大学学报（医学版），２００７，３８（１）：１８－２１．