發(fā)酵普魯蘭多糖的條件優(yōu)化、菌種選育及中間底物的初步研究.pdf

1、普魯蘭多糖是一種天然的、水溶性的胞外多糖。它獨(dú)特的線性結(jié)構(gòu)使其具有獨(dú)特的物理性質(zhì)，能夠應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。因此提高普魯蘭多糖產(chǎn)量才能滿足各個(gè)領(lǐng)域?qū)ζ鋺?yīng)用的需求。
　　本文先從優(yōu)化發(fā)酵工藝條件的角度來提高普魯蘭多糖的產(chǎn)量。利用響應(yīng)面法通過Design-Expert8.0.6軟件對溫度、時(shí)間、轉(zhuǎn)速、初始、裝液量、接種量這六個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行分析。首先通過單因素實(shí)驗(yàn)分別確定溫度、時(shí)間、轉(zhuǎn)速、初始、裝液量、接種量這六個(gè)因素的最適水平范圍。隨后在前

2、期單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過Plackett-Burmen六因素兩水平實(shí)驗(yàn)確定時(shí)間、轉(zhuǎn)速、初始pH為影響出芽短梗霉發(fā)酵產(chǎn)普魯蘭多糖的三個(gè)顯著因素，其余三因素正效應(yīng)的取高水平值，負(fù)效應(yīng)取低水平值。再將三個(gè)顯著因素進(jìn)行Box-Behnken實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面法分析來確定最佳的發(fā)酵工藝條件。最終確定優(yōu)化條件為溫度25℃，時(shí)間5.5 d，轉(zhuǎn)速240 r/min，初始pH6.6，裝液量30 mL，接種量2％。優(yōu)化后的普魯蘭多糖產(chǎn)量達(dá)到26.31 mg/m

3、L，與預(yù)測值26.68 mg/mL接近，比初始產(chǎn)量16.13 mg/mL提高了63.1%。
　　然后再從菌種本身的角度出發(fā)考慮來提高普魯蘭多糖的產(chǎn)量。誘變方式可以分為單一誘變和復(fù)合誘變，復(fù)合誘變又可分為同一誘變劑的重復(fù)使用、兩種或多種誘變劑的先后使用，以及兩種或多種誘變劑的同時(shí)使用。在本實(shí)驗(yàn)中分別利用紫外單一處理、LiCl單一處理以及紫外和LiCl的復(fù)合處理來對出發(fā)菌株出芽短梗霉IFO4464進(jìn)行誘變篩選，并將其進(jìn)行對比。經(jīng)過紫外

4、單一誘變后的菌株普魯蘭多糖的產(chǎn)量大大提升，但黑色素問題沒有得到很好的解決；經(jīng)過LiCl單一誘變的菌株其黑色素問題得到很大改善但普魯蘭多糖的產(chǎn)量卻大幅下降；經(jīng)過3min的紫外和0.3%的LiCl同時(shí)誘變后得到的菌株其黑色素得到很大的改善，并且普魯蘭多糖產(chǎn)量也有了很大的提升達(dá)到40.93mg/mL。綜合紫外單一誘變、LiCl單一誘變和復(fù)合誘變?nèi)N方式最終選擇復(fù)合誘變篩選出的菌株FAS-01作為最終的目的菌株，該菌株達(dá)到了本實(shí)驗(yàn)的誘變要求，既

5、提高了普魯蘭多糖的產(chǎn)量也大大簡化了后期普魯蘭多糖提取的工序。
　　最后從普魯蘭多糖生物合成的角度分析，通過研究普魯蘭多糖在發(fā)酵過程中的中間底物來為普魯蘭多糖的合成機(jī)理提供依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)部分采用島津液相色譜儀，利用示差檢測器，在流動(dòng)相：乙腈：水=7:3；柱溫：35℃；流速：1 mL/min；進(jìn)樣量：20μL的色譜分析條件下對葡萄糖、果糖和蔗糖的標(biāo)樣進(jìn)行色譜分析，分別繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。然后在此分析條件下分別測定依次發(fā)酵1、2、3、4、5天的