L-丝氨酸高产菌株的选育及发酵条件优化

论文摘要

L-丝氨酸（L-serine）是一种非必需氨基酸,具有许多重要的生理功能,在医药、食品、化妆品等领域有着较为广泛的应用。直接发酵法生产L-丝氨酸是国内外研究的热点。选育一株能直接利用糖质原料高产L-丝氨酸的菌株具有十分重要的意义。本论文采用诱变的方法筛选得到能够直接利用蔗糖高产L-丝氨酸的菌株,并对其进行发酵条件优化,得到以下结论:对实验室保藏的能直接利用蔗糖发酵生产L-丝氨酸的C. glutamicum SYPS-062进行自然分离,经初筛、复筛及遗传稳定性考察后确定一株产酸为6.65g/L,遗传稳定性较好的菌株C. glutamicum SYPS-062-36为诱变出发菌株。首次利用150 mg/mLD-丝氨酸作为筛子对诱变菌株进行筛选,获得突变株C. glutamicum SYPS-062-33a-18,其L-丝氨酸产量为11.0g/L,较出发菌株产酸量提高了65.4%。对诱变得到的C. glutamicum SYPS-062-33a-18进行发酵条件优化,得到最佳的培养基组成为（g/L）:蔗糖83,硫酸铵30,磷酸二氢钾3,轻质碳酸钙30,MgSO4·7H2O 0.5,FeSO4·7H2O 0.02,MnSO4·H2O 0.02;VB1 100μg/L,生物素33μg/L。底物蔗糖的浓度从60 g/L提高到83 g/L。最佳培养条件为:种龄24 h,接种量5 %,装液量10 mL。优化后L-丝氨酸产量达到16.4 g/L。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 直接发酵法生产L-丝氨酸研究的意义
• 1.1.1 L-丝氨酸及其理化性质
• 1.1.2 L-丝氨酸在医药、食品及化妆品方面的应用
• 1.1.3 L-丝氨酸的生产方法
• 1.2 L-丝氨酸生物合成途径机制及代谢控制育种的研究思路
• 1.3 国内外发酵法生产L-丝氨酸的研究进展
• 1.4 L-丝氨酸的分析检测
• 1.5 本论文研究任务与目标
• 第二章 L-丝氨酸高产菌株的选育
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料
• 2.2.1 菌种
• 2.2.2 培养基
• 2.2.3 主要试剂与材料
• 2.2.4 主要仪器设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 培养方法
• 2.3.1.1 斜面活化及种子培养
• 2.3.1.2 摇瓶发酵培养
• 2.3.2 亚硝基胍（ NTG ）诱变方法
• 2.3.3 硫酸二乙酯（ DES ）诱变方法
• 2.3.4 筛选方法
• 2.3.5 分析检测方法
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 诱变出发菌株的确定
• 2.4.2 出发菌的生长曲线
• 2.4.3 最佳菌悬液浓度的确定
• 2.4.4 D-丝氨酸抗性浓度筛选模型的建立
• 2.4.5 NTG 诱变复筛结果
• 2.4.5.1 NTG 诱变致死率结果
• 2.4.5.2 NTG 诱变结果
• 2.4.6 DES 诱变及结果
• 2.4.6.1 致死率测定结果
• 2.4.6.2 DES 诱变结果
• 2.4.7 突变株C. glutamicum SYPS-062-33a 的分纯
• 2.4.8 诱变谱系
• 2.4.9 高产菌株C. glutamicum SYPS-062-33a-18 的遗传稳定性考察
• 2.5 高产菌株与出发菌发酵曲线的比较
• 2.6 高产菌与出发菌所产氨基酸的比较
• 2.7 本章小结
• 第三章 L-丝氨酸高产菌株摇瓶发酵条件优化
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 发酵培养基优化
• 3.3.1.1 发酵培养基碳源种类的选择
• 3.3.1.2 不同浓度蔗糖对菌体生长及产酸的影响
• 3.3.1.3 发酵培养基氮源种类的选择
• 3.3.1.4 不同浓度硫酸铵对菌体生长及产酸的影响
• 3.3.1.5 不同浓度磷酸二氢钾对菌体生长及产酸的影响
• 3.3.1.6 轻质碳酸钙对L-丝氨酸发酵的影响
• 3.3.1.7 生物素对L-丝氨酸发酵的影响
• 3.3.1.8 响应面分析
• 3.3.2 培养条件优化
• 3.3.2.1 种龄对发酵产酸的影响
• 3.3.2.2 接种量对发酵产酸的影响
• 3.3.2.3 装液量对发酵产酸的影响
• 3.3.2.4 培养基优化后的发酵过程曲线
• 3.4 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 主要结论
• 4.2 论文工作的不足及今后的工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文