L-丝氨酸产生菌的选育及其发酵条件的研究

论文摘要

本论文对发酵法生产L-丝氨酸进行了研究。研究内容主要包括了L-丝氨酸产生菌的选育及其发酵条件的优化。采用纸层析分光光度计法对发酵液中L-丝氨酸进行了定性、定量分析,绘制出了L-丝氨酸和甘氨酸的标准曲线,并推导出了通过测定吸光度来计算发酵液中L-丝氨酸和甘氨酸含量的计算公式。研究发现该法具有较高的准确度和精密度,并且操作方便、易于掌握,非常适合在L-丝氨酸产生菌筛选中应用。以实验室保藏微球菌株LJW-01（D-SerR,GlyR,MthR）为出发菌株,采用DES和NTG诱变,分别以磺胺胍（SG）和高浓度甘氨酸为药物平板,以蛋氨酸为缺陷型,成功选育出一株丝氨酸产量较高菌株ZC-8（D-SerR,GlyHR,MthR,SGR,Met-）,该菌株在未经优化的条件下发酵液中可积累L-丝氨酸6.2g/L,比出发菌株产量提高了一倍多。通过传代实验表明,该菌产酸稳定,遗传标记较好的保存,适合发酵生产L-丝氨酸。对菌株ZC-8的种子培养基和发酵培养基进行优化,确定最优种子培养基组成为（g/L）:葡萄糖20,玉米浆20,（NH4）2SO4 20,KH2PO4 1,MgSO4·7 H2O 0.2。最佳培养条件:装液量为40mL/250mL三角瓶,摇瓶转速为100r/min,培养温度为30℃,pH7.07.5,种龄为10h。最优发酵培养基组成为（g/L）:甘氨酸35,葡萄糖5,（NH4）2SO4 22,KH2PO4 1,MgSO4·7H2O 0.8,玉米浆14,CaCO3 20。发酵最佳摇瓶培养条件:装液量为25mL/250mL三角瓶,接种量10%,摇瓶转速为100r/min,培养温度为30℃,pH8.08.5,发酵周期为72h。菌株ZC-8在优化条件下的L-丝氨酸产量（9.82g/L）比未优化时（6.2g/L）提高了58.4%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 L-丝氨酸的理化性质
• 1.3 L-丝氨酸的用途
• 1.3.1 在医药方面的应用
• 1.3.2 在食品方面的应用
• 1.3.3 在化妆品方面的应用
• 1.4 L-丝氨酸的生产技术
• 1.4.1 直接发酵法生产L-丝氨酸
• 1.4.2 前体发酵法生产L-丝氨酸
• 1.4.3 提取法
• 1.4.4 化学合成法
• 1.4.5 酶法生产L-丝氨酸
• 1.5 国内外L-丝氨酸的生产概况
• 1.6 本论文研究意义及主要研究内容
• 第二章 发酵液中L-丝氨酸和甘氨酸测定方法的研究
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 主要材料
• 2.2.2 主要试剂配制
• 2.2.3 方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 层析溶剂的选择
• 2.3.2 洗脱液最佳吸收波长的测定
• 2.3.3 最佳洗脱时间的测定
• 2.3.4 L-丝氨酸标准曲线的测定
• 2.3.5 回收率实验
• 2.4 讨论
• 2.5 本章小结
• 第三章 L-丝氨酸产生菌的诱变育种
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 出发菌株
• 3.2.2 培养基
• 3.2.3 主要试剂与仪器
• 3.2.4 培养方法
• 3.2.5 诱变方法
• 3.2.6 筛选方法
• 3.2.7 分析方法
• 3.3 L-丝氨酸代谢途径与选育机理
• 3.3.1 L-丝氨酸合成及相关代谢途径的调节机制
• 3.3.2 L-丝氨酸产生菌的选育机理
• 3.4 结果
• 3.4.1 出发菌株遗传标记的鉴定
• 3.4.2 菌体生长曲线的测定
• 3.4.3 L-丝氨酸产生菌的选育
• 3.4.4 菌株ZC-8 传代稳定性
• 3.5 讨论
• 3.6 本章小结
• 第四章 L-丝氨酸摇瓶发酵条件的研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 菌种
• 4.2.2 培养基
• 4.2.3 主要试剂和仪器
• 4.2.4 培养方法
• 4.2.5 分析方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文