黄霉菌素产生菌的诱变选育与发酵工艺的调控分析

论文摘要

本论文对黄霉素产生菌—斑驳链霉菌的菌种选育及其发酵工艺条件进行了深入的研究,通过氮离子注入诱变技术和筛选,最终提高了菌株的生产能力,并确定了摇瓶和生产最适发酵培养基。通过氮离子束诱变来考察出发菌株的受诱变效应。研究不同剂量的氮离子注入黄霉素产生菌的致死率和正突变率,进而确定了最佳注入参数:能量: 2030 keV,注入剂量100 2.6 1013 ions/cm2,在此注入剂量下,菌株致死率达到80%,且正突变率高达32%。黄霉素产生菌诱变后单菌形态发生了很大变化,通过发酵比较得出Ⅱ型,即表面光滑,边缘无皱褶或少量皱褶的菌株发酵产素能力高。经过初筛和两轮复筛,得到一株高产菌株FLM-Ⅱ-185MCB,平均效价为出发菌株的136.88%,且遗传稳定性良好。对高产菌株FLM-Ⅱ-185MCB的发酵配方中三种主要原材料进行优化,得到最佳配方为:玉米浆0.5% ,黄豆饼粉5.0% ,玉米淀粉3.0% ,豆油4.5%,糊精2.3%, FeSO4·7H2O 0.00004%, CoSO4·7H2O 0.0001%,轻质CaCO30.5%,MgSO4·7H2O 0.05%,ZnSO4·7H2O 0.0002%, K2HPO40.01%,CuSO4·6H2O 0.0005%,有机硅0.02%,表面活性剂DF-103 0.6%。最适生长条件为:35℃、接种量10%、转速为260转/分钟。高产菌株FLM-Ⅱ-185MCB放大到中试50L罐,通过优化得到过程控制操作。减少发酵基础料中的油点,分批补加豆油,有利于前期菌体生长繁殖,并且耗油量增大,放罐效价可以提高11.54%。通过补水来增大发酵过程中溶氧的浓度,使黄霉素发酵效价提高19.42%。在黄霉素产生菌不同生长阶段控制不同通气量使发酵中溶氧维持在30%以上,节约生产成本,提高生产效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 黄霉素结构与作用机理
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 结构性质
• 1.1.3 抗菌类型及作用机理
• 1.1.4 促生长作用
• 1.1.5 耐药性及毒副作用
• 1.2 黄霉素在生产中的应用
• 1.2.1 黄霉素在反刍动物中的应用
• 1.2.2 黄霉素在水产动物中的应用
• 1.2.3 黄霉素在养猪业中的应用
• 1.2.4 黄霉素在家禽养殖业中的应用
• 1.2.5 黄霉素的应用前景
• 1.3 黄霉素的提取分离与检测
• 1.3.1 黄霉素的提取分离
• 1.3.2 黄霉素的检测
• 1.4 离子束诱变技术
• 1.4.1 离子束技术简介
• 1.4.2 离子束技术在生物育种方面的用途
• 1.4.3 离子束应用前景展望
• 1.5 课题研究目的及意义
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 本文研究内容与意义
• 第二章 低能氮离子对黄霉素产生菌的诱变试验
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 主要仪器
• 2.2 培养基及培养条件
• 2.2.1 培养基
• 2.2.2 培养条件
• 2.3 菌种诱变过程
• 2.3.1 单孢子菌悬液的制备
• 2.3.2 靶样制备
• 2.3.3 N 离子注入条件
• 2.3.4 诱变后菌种的处理
• 2.3.5 菌种诱变后的存活率测定
• 2.3.6 突变率的统计
• 2.3.7 诱变菌种的初筛
• 2.3.8 诱变菌种的复筛
• 2.4 发酵液代谢参数的测定方法
• 2.4.1 菌浓的测定
• 2.4.2 氨基氮的测定
• 2.4.3 总糖和还原糖的测定
• 2.4.4 油点的测定
• 2.4.5 微生物抗生素效价检测法
• 2.4.6 高效液相色谱检测法
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 离子束最适剂量的确定
• 2.5.2 诱变菌种正突变率的确定
• 2.5.3 N 离子注入诱变后菌种形态
• 2.5.4 N 离子注入菌株初筛
• 2.5.5 诱变菌种的复筛
• 2.5.6 高产菌株遗传稳定性
• 2.5.7 种子曲线
• 2.5.8 高产菌株代谢曲线
• 2.6 本章小结
• 第三章 高产菌株发酵配方优化实验
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 主要试剂
• 3.1.2 方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 不同碳氮源对效价的影响
• 3.2.2 单因素法初步确定发酵培养基中玉米淀粉含量
• 3.2.3 单因素法初步确定发酵培养基中玉米浆和黄豆饼粉含量
• 3.2.4 正交实验确定培养基的组成
• 3.2.5 培养条件优化
• 3.2.6 不同表面活性剂的添加对黄霉素发酵的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 诱变高产菌株中试放大生产
• 4.1 材料
• 4.1.1 试剂与器材
• 4.2 方法
• 4.2.1 补油工艺优化
• 4.2.2 溶氧的控制
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 补油工艺优化
• 4.3.2 溶氧的控制
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢