全 文 ：Jan．2008
·74·
生物加工过程
ChineseJournalofBioprocessEngineering
第6卷第1期
2008年1月
热水提取酿酒酵母中S一腺苷．￡一甲硫氨酸的研究
姚进孝，刘沛溢，谭天伟
(北京化工大学 生命科学与技术学院，北京市生物加工过程重点实验室，北京100029)
摘要：研究了采用热水法直接提取酿酒酵母胞内产物S-腺苷山甲硫氨酸(SAM)北京，并且通过实验时影响SAM
抽提的5个条件：抽提温度、抽提时间、热水用量、搅拌转速、硫酸用量等进行了优化。得出的最佳实验条件为：温
度70℃、每30g湿茵体加入热水100mL、硫酸浓度O．25mol／L、搅拌转速160r／rain，此时sAM的抽提率可达
91．5％。与其他方法相比，该方法耗时少、仪器简单、抽提液中_s．腺苷山甲硫氨酸质量浓度高、经济且无污染。
关键词：S．腺苷一厶甲硫氨酸；提取；酿酒酵母
中图分类号：QSl5；TQ033文献标识码：A 文章编号：1672—3678(2008)01—0074一04
UsinghotwatertoextractS-adenosyl-L-methioninefrom
， Saccharomycescerevisiae
YAOJin-xiao，LIUPei-yi，TANTian-wei
(KeyLabofBioprocessofBeijing，CofiegeofLifeScienceandTechnology，BeringUniversityofChemicalTechnology，
Beijing100029，China)
Abstract：Amethodf rextractingS·adenosyl-L—methioninefromSaccharomycescerevi iaew thhotwater
wasinvestigated．Experimentalresultsshowedtheoptimumconditionwagattemperatureof70℃．thera-
tio fhotwatertowetyeastat100mL：30g，theconcentrationofsulfuricacidat0．25mol／L，androta·
tingspeedat160r／min．Extractionratereachedupto91．5％．nehotwaterxtractionpr cessfeatured
aconvenient，fast，effective，economicalandnon- taminatedethodforthextractionofS—adenosyl一
￡．methionine．
Keywords：S—adenosyl-L-methionine：extraction；Saccharomycesc revisiae
S-腺苷也一甲硫氨酸(S-adenosyl—L．methionine，
SAM)是生物体内重要的中间代谢产物，具有转甲
基、转硫、转氨丙基等作用⋯。SAM对人体生理功
能发挥着重要作用心]，在临床中主要用于肝病[3。5]
和抑郁症[6。】的治疗，另外对关节炎、纤维性肌痛和
偏头疼也有很好的疗效。
SAM的目前主要采用发酵法生产。SAM为胞
内产物，从酵母中分离提纯SAM是一个较为复杂的
过程。成熟的酵母菌细胞壁较厚，不易被破碎，因
此寻找一种能高效率破碎酵母细胞释放SAM方法，
有利于提高SAM的收率，从而大大降低生产成本。
目前文献报道较多的破碎酵母释放SAM的方法主
要有挤压式细胞破碎法、超声波法、液氮研磨法和
化学试剂法等哺胡J。在这些方法中效果最好的是乙
酸乙酯．硫酸法，其萃取率最高可达90％。热水抽
提法所需仪器简单，耗时少，无需其他药品，经济无
收稿日期：2007．04-10
基金项目：国家自然科学基金资助项目(20576013)；北京市自然科学基金资助项目(2071002)；国家973课题资助项目(2003CB／16002)
作者简介：姚进孝(1982一)，男，河北衡水人，硕士研究生。研究方向：生化分离。
联系人：谭天伟，教授，博士生导师，E—mail：twtan@mail．buet．edu．ca
万方数据
2008年1月 姚进孝等：热水提取酿酒酵母中s-腺苷z．甲硫氨酸的研究 ·75·
污染，提取后有效质量浓度较高。用热水提取酿酒
酵母中的SAM目前尚无文献报道。
1材料和方法
1．1试剂
高氯酸(分析纯，天津市鑫源化工厂)，硫酸
(分析纯，北京北化精细化学品有限责任公司)，甲
醇(色谱纯，天津市细化特种试剂厂)，甲酸铵(分析
纯，北京市旭东化工厂)，甲酸(分析纯，广东汕头市
西陇化工厂)。
1．2发酵液来源
含SAM的酿酒酵母发酵液由本实验室提供，高
速离心后，冷冻保存备用。
1．3 SAM含量的测定
发酵液离心(4800r／min)10min，收集菌体，蒸
馏水洗后，用1．5mol／L的高氯酸室温破碎1．5h。
离心(4800r／min)10min收集上清液，适当稀释
后过膜(O．221LLm)采用高效液相色谱法定量分析。
HPLC条件AgillentC18柱(250mm×
4．6mm)；流动相：0．01mol／L的甲酸铵，用甲酸将
pH调至3．0；流速：1．000mL／min；检测波长：254
nm；柱温：25℃；进样量：20wL。标准品(购自
SIGMA公司)峰面积与浓度关系作出标准曲线，样
品在256nm的峰面积代入标准曲线换算得到SAM
的含量。
2结果与讨论
2．1 SAM热稳定性
SAM是一种热不稳定性物质，研究它的热稳定
性，可以确定热水抽提的工艺可行性和各项工艺操
作条件。首先研究了SAM在不同温度下的稳定性。
实验条件，Po=1．00g／L，pH=1．0。由图1可以发
现，随着温度的增加，SAM的降解速率逐渐增大。
其中，当溶液的温度大于60oC，SAM的降解速率迅
速增大，这可能是因为SAM降解反应速率常数在温
度大于某一个值就会发生质变，从而迅速增大。但
是，在10min的时间内，当溶液温度为83℃时，溶液
中SAM质量浓度为0．92g／L，SAM的降解率在8％
以内。其次，研究了SAM在不同pH下的稳定性。
实验条件，po=1．00g／L，t=83℃。由图2可知，
SAM溶液pH=1-0与pH=0．5相比，降解率迅速增
加。当pH>1．0后，SAM溶液的降解率增长趋势明
显变缓。当加热时间在10rain以内、在pH=0．5的
条件下，溶液中SAM的浓度质量为0．96g／L，损失
率约为4％。因此，在热水中添加一定量的硫酸，热
抽提SAM是可行性的。
+83℃--m．--80℃+76℃十60℃
，
■
●
望
譬
玉
q
0 20 40 60 ∞ l∞ 120
dmin
图1温度对SAM稳定性的影响
Fig．1Effectof emperatureonthestabilityofSAM
O 20 40 60 80 100120
∞／min
图2 pH对SAM稳定性的影响
Fig．2EffectofpHonthestabilityofSAM
2．2 SAM热抽提温度的选择
热抽提温度是热抽提SAM的重要工艺参数，抽
提温度过高，可能会造成抽提出来的SAM降解速率
常数迅速增大，SAM被大量降解掉。抽提温度太
低，又会造成酵母细胞不能完全释放SAM。由图3
可知在65—76℃之间SAM的热抽提率变化不大。
均在86％以上，尤其是在70—76℃之间时，抽提率
约可以达到90％，因此将最佳的抽提温度设定在70
～76℃之间。从图3还可以发现，在温度大于
80℃后，抽提率迅速下降，这与图1中，当温度大于
一_-1．望=《s)q
万方数据
·76· 生物加工过程 第6卷第1期
80_℃后，SAM的分解率迅速上升是相符的。
喜
墅
蚕
图3抽提温度与抽提率的关系
Fig．3Effectd麟扛：日ctiIlgte珈pe咖montherecovery0fSAM
2．3 SAM热抽提时间的确定
热抽提时间是热抽提SAM的另一个重要工艺
参数，抽提时间过短，热水对酵母细胞的作用不完
全，不能使SAM完全被释放出来，抽提时间过长又
会使释放到热水中的SAM被降解掉，选择一个最优
的热抽提时间，可以使SAM的收率最高。由图4可
以发现，在两个不同的热抽提温度76℃和83℃下，
有着相同的趋势，即热抽提时间为10min时，分别
到到了最大的热抽提率。尤其是在76℃下，SAM
的热抽提率高达91％，已经基本上被完全从酵母细
胞中抽提出来。所以最优的热抽提时间确定为
10min。
罨
癸
蚕
图4抽提时间与抽提率的关系
Fig．4EffectofextractingtimeontherecoveryofSAM
2．4 SAM热抽提热水用量的确定
热水的使用量过少，会造成抽提的不完全；热
水的使用量过多，不仅会使SAM的分解量增大，而
且会使抽提完毕后，SAM的有效浓度偏低。从图5
可以发现，初始时随着热水用量的增加，SAM的抽
提率上升，当热水用量为100mL时，达到最大值，此
后随着热水用量的增加，抽提率逐渐下降，当用水
量达到300mL后，抽提率的就不再变化。因此，初
步确定了每30g湿菌体的最佳热水用量为100mL。
图5热水用量与抽提率的关系
Fig．5Effectof hehotwatersdosa铲oiltherecoveryofSAM
2．5 搅拌转速对热抽提SAM的影响
搅拌可以使热抽提时的传质、传热更加均匀、
迅速，以避免反应器中反应体系不均匀，局部温度
过高，或是抽提出来SAM得局部浓度过高，造成
SAM分解率得增大。但过高的转速，会产生搅拌剪
切力增大，杂质碎片增多，搅拌电机功率增大等不
利因素。因此选择一个合适的搅拌转速，可以使
SAM的热抽提更加方便、快捷、杂质含量少。从图6
中，可以发现，搅拌电机的转速，对热抽提率提高影
响并不明显，热抽提率基本上维持在90％左右。笔
者认为有两种原因：(1)可能是反应体系较小，较低
的转速，就能达到很好的抽提效果；(2)可能是由反
应体系本身的性质所决定，离心后的酵母细胞经过
热抽提后，其自身的粘度下降，使得传质、传热更加
容易的进行，从而搅拌电机转速的影响不再明显。
2．6硫酸浓度对热抽提SAM的影响
从图2可以发现，在较低的pH下，SAM的稳定
性迅速提高。但从图7可以发现，当硫酸的浓度在
从0．05—0．25mol／L之间变化时，抽提率的增加并
不明显。这可能是因为热抽提效率较高，抽提时间
较短，低pH对SAM的稳定性的影响才没有明显表
现出来。但加酸和加热对除去抽提液中杂蛋白的
影响十分明显，这是因为加酸同时加热可以更好的
使蛋白质变性沉淀出来，使抽提液的纯度更高。实
％，饼辎幂熹《价
万方数据
2008年1月 姚进孝等：热水提取酿酒酵母中s-腺苷-￡一甲硫氨酸的研究 ·77·
搅拌电机转速，(r·rain-1)
图6搅拌转速对热抽提的影响
Fig．6Effectof herotatingspeedontherecoveryofSAM
验数据表明，当硫酸的用量为0．10mol／L时，抽提
液中的杂蛋白总质量浓度为0．49mg／mL，硫酸的用
量为0．25moL／L时，抽提液中的杂蛋白总质量浓度
为0．081mg／mL，综合考虑抽提率和抽提液纯度两
个因素，选择了热抽提液的硫酸浓度为0．25mol／L。
罨
型
蚕
图7硫酸浓度对热抽提的影响
Fig．7Effectof hesulfuricacidconcentration
ontherecoveryofSAM
3结论
通过实验，可得出结论每30g离心后的湿菌体
加入100mL硫酸浓度为0．25mol／L温度在70—
76℃之间的热水，在适当的搅拌转速下，可使SAM
的抽提率达到91．5％左右。该提取方法耗时少、仪
器简单、经济且无污染，与传统的乙酸乙酯．硫酸法
效果相当，是一种十分新颖的从酿酒酵母中提取
SAM的方法。
参考文献：
[1]罗赞星，赵辅昆，袁中一，等．s一腺苷甲硫氨酸的细胞生物化学
功能及其开发应用研究[J]．工业微生物，2006，36(1)：54-59．
[2]杨静，韦平和．腺苷甲硫氨酸的临床及药理研究进展[J]．药学
进展，2001，2(3)：164—167．
[3]CharlesSLieber．Roleofs．adenosyl-L-methionineinthetreat-
meritofliverdiseases[J]．JournalofHepato ogy，1999，30：1155-
1159．
[4]EduardoAnBorena．．s-adenosylmethionineandmethylth oadenoeine
areantiapoptoticinculturedrathepatoeytesbutproapoptoficinhu-
mmhep越㈣eeUs[J]．Hepatology，2002，2(35)：274-280．
[5]HimkoMatsui，NorifumiKawada．EffectofS．adanosyl山metllio-
nineontheactivation，proliferationandcontractionfhepaticstel-
latecells[J]．EuropeanJoumalofPharmacology，2005，509：
3l-36．
[6]DipsnkarMalaka ．ProtectiveroleofS-adenosyl-L-methionine丑-
gainsthydrochloricacidstr∞sinSaccharomyceⅪceredsiae[J]．Bio-
chimicaletBiophysicaActa，2006．1760：1298—1303．
[7]MarisaM．S-adenosyl-L-methionine：effectsonbrainbioenergefic
8tara8andtrsnsvel∞erelaxationt meinhealthysubjects[J]．Bio-
psychiatry，2003。54：833-839．
[8]曾俊华，王昌禄．酵母细胞破碎方法对s一腺苷山蛋氨酸提取的
影响[J]．氨基酸和生物资源，2005，27(1)：49-51．
[9]曾俊华，王昌禄．破碎酵母释放腺苷蛋氨酸的研究[J]．中国
食品添加剂，2005(2)：24-26．
万方数据