普鲁兰糖高产菌株选育及培养基优化

论文摘要

普鲁兰糖（pullulan）是出芽短梗霉在发酵过程中产生的次级代谢产物,是一种由a.（1.6）糖苷键连接麦芽三糖构成的线性分子,也是一种有广阔用途前景的多聚糖。本试验以野生菌株A.pullulan NG为出发菌株,YND液体培养到一定浓度后进行紫外照射,根据存活率曲线得出最佳诱变照射时间为2.0min,经过3轮紫外诱变最终获得了一株无色素高产糖突变菌株UVMU3-1.对比分析突变菌株和野生菌株的细胞形态结果表明：突变菌株UVMU3-1细胞多形性没有突变,在pH 4.5时膨大分化率与野生菌株相差不大。液体PDA发酵96h,UVMU3-1生长曲线表征的生长规律与野生菌株一致；在PDA、YAD和YPD中的摇瓶培养时的生物量干重,粗多糖产量和单位菌体产糖量与野生菌株相差不大。以YAD为培养基,用控制pH的发酵罐（10L）发酵时,其生物量干重与野生菌株相差不大,但是突变菌体的多糖产量是野生菌株的1.6倍,单位菌体产糖量是野生菌株的1.65倍,糖转化率是野生菌株的1.59倍。突变菌株UVMU3-1产出的多糖经过红外光谱鉴定发现多糖性质没有发生改变,确定其仍为pullulan.采用响应面法优化突变菌株UVMU3-1摇瓶发酵试验的培养基。通过PB实验得出葡萄糖和磷酸二氢钾为主效影响因子,且为正效应；硝酸钠、酵母粉和吐温-80为正效影响因子；硫酸铵和硫酸镁为负效影响因子。最陡爬坡试验结果得出当葡萄糖为65g/L、磷酸二氢钾为5.01g/L时,突变菌株UVMU3-1产糖量最大,可达到18.01g/L。以最陡爬坡试验得出的最佳值为中心点,设计2因素5水平的中心组合试验优化培养基,预测当葡萄糖为67g/L,磷酸二氢钾5.18g/L,可得到产糖量的最大响应值为19.765g/L。优化培养基实验得到的产糖量为19.975g/L,与预测结果相符合。在摇瓶发酵优化的基础上,进行发酵罐发酵试验,发现通过控制pH条件可得到更高的产糖量（30.43g/L）,糖转化率可达45.42%。罐发酵试验结果粗多糖产量、单位菌体产糖量和糖转化率都明显高于摇瓶发酵。突变菌株UVMU3-1具有成为工业化生产菌株的潜力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 普鲁兰糖研究概况
• 1.1 普鲁兰糖分子结构
• 1.2 普鲁兰糖的理化性质
• 1.3 普鲁兰糖合成机理
• 2 普鲁兰糖研究进展
• 2.1 现有产普鲁兰糖菌株
• 2.2 国内外研究现状
• 2.3 出芽短梗霉的菌种选育
• 2.4 影响菌株产糖的因素
• 2.5 普鲁兰糖工业生产存在的问题
• 3 普鲁兰糖的应用
• 3.1 普鲁兰糖在食品方面的应用
• 3.2 普鲁兰糖在化工方面的应用
• 3.3 普鲁兰糖在医药方面的应用
• 3.4 普鲁兰糖在环境方面的应用
• 4 普鲁兰糖衍生物的研究
• 5 本课题研究的主要内容
• 第一章 普鲁兰糖无色素高产突变菌株的诱变筛选
• 1.1 材料与方法
• 1.1.1 试验材料
• 1.1.2 试验方法
• 1.2 试验结果
• 1.2.1 致死率检测结果及分析
• 1.2.2 突变菌株与野生型比较
• 1.3 本章小结
• 第二章 无色素突变菌株产糖培养基的优化
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试材
• 2.1.2 试验方法
• 2.2 试验结果
• 2.2.1 产普鲁兰糖主要影响因素的确定
• 2.2.2 最陡爬坡试验结果分析
• 2.2.3 中心组合试验结果分析
• 2.2.4 响应面交互作用分析及优化
• 2.2.5 罐发酵试验
• 2.3 本章小结
• 第三章 结论与讨论
• 3.1 结论
• 3.2 讨论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表文章