高產(chǎn)D-阿拉伯糖醇酵母菌株的篩選及其發(fā)酵條件的研究.pdf

1、D-阿拉伯糖醇作為木糖醇發(fā)酵不可替代的中間體，備受人們的關注。本文研究核心是篩選一株性能良好的菌株，能夠發(fā)酵葡萄糖高產(chǎn)D-阿拉伯糖醇，討論D-阿拉伯糖醇發(fā)酵的主要影響因素，進行了分批發(fā)酵與補料分批發(fā)酵的擴大實驗，從而為將來的工業(yè)化生產(chǎn)做一些基礎性工作。主要研究內(nèi)容包括以下方面:
　　 確定了菌株初篩過程中底物葡萄糖和產(chǎn)物D-阿拉伯糖醇的分析檢測方法。采用紙層析的方法成功的分離了底物與產(chǎn)物，從而能快速簡便的檢測底物的消耗與產(chǎn)物生成

2、的情況，定性測定菌株初篩發(fā)酵液中是否含D-阿拉伯糖醇。采取高效液相色譜法對底物和產(chǎn)物進行定量測定。所確立的分析方法對發(fā)酵葡萄糖生產(chǎn)D-阿拉伯糖醇菌株的篩選提供了較好的指導。
　　 從378株耐高滲酵母中通過初篩、復篩得到一株可高效轉(zhuǎn)化葡萄糖生成D-阿拉伯糖醇的酵母40-27-37，產(chǎn)物D-阿拉伯糖醇的濃度為73.82g/L，底物葡萄糖的轉(zhuǎn)化率達36.91%。根據(jù)常規(guī)形態(tài)鑒別，生理生化實驗測定，以及ITS區(qū)域核酸序列同源性比較分析

3、，證實該菌株屬于Debaryomyces hansenii(漢遜德巴利酵母)，該漢遜德巴利酵母已保存于中國高校工業(yè)微生物資源教據(jù)平臺，保藏編號為CICIM Y0504。
　　 以酵母CICIM Y0504為出發(fā)菌株對底物葡萄糖發(fā)酵D-阿拉伯糖醇進行單因素實驗。分別討論發(fā)酵種子、底物葡萄糖、氮源、酵母膏、培養(yǎng)基初始pH值、溫度及裝液量等對其發(fā)酵影響，結(jié)果表明，培養(yǎng)基中所添加的酵母膏以及發(fā)酵過程中的溶氧對其發(fā)酵影響較大，同時培養(yǎng)基中

4、過量的氮源不利于D-阿拉伯糖醇的合成，培養(yǎng)基的初始pH值在酸性條件下既利于菌體的生成又利用產(chǎn)物的合成。初步確定培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件為:200g/L葡萄糖，2g/L尿素，3g/L磷酸二氫鉀，2.5g/L七水硫酸鎂，10g/L酵母膏，初始pH值為3，裝液量為20mL/250mL搖瓶，30℃，150r/min，接種量為5%。在此的培養(yǎng)條件下發(fā)酵120h得到產(chǎn)物D-阿拉伯糖醇的濃度為105.41g/L，底物轉(zhuǎn)化率為52.7%。通過單因素實驗得到發(fā)酵

5、條件下產(chǎn)物濃度較篩選時提高30g/L，底物轉(zhuǎn)化率提高了42.8%。
　　 在搖瓶發(fā)酵單因素研究的基礎上，進行15L發(fā)酵罐的放大培養(yǎng)。研究D-阿拉伯糖醇的分批發(fā)酵和分批補料發(fā)酵。結(jié)果顯示，分批發(fā)酵得到D-阿拉伯糖醇濃度為64.09g/L，底物轉(zhuǎn)化率為33.9%；分批補料發(fā)酵得到D-阿拉伯糖醇濃度為125g/L，底物轉(zhuǎn)化率為37.5%。分批補料發(fā)酵所得到D-阿拉伯糖醇濃度較高，為工業(yè)化生產(chǎn)D-阿拉伯糖醇奠定基礎。
　　 同時