菊糖降解菌的筛选及性质研究

论文摘要

菊糖是由D-果糖经β（2—1）糖苷键连接而成的线性直链多糖,其还原端连接一个葡萄糖基,呈直链结构,富含于多种菊科植物中,其含量占干重的70—-80%。菊芋分布广,适应环境能力强,产量高,是开发前景非常广阔的非粮原料。（1）本实验从菊芋生长周围土壤中筛选出了一株能够降解菊糖为果糖的细菌,取名为L252,鉴定了L252菌株的生理生化性质并对其进行了产酶条件的优化。得到以下结论：菊糖4.21%（w/v）,酵母粉0.19%,发酵液中加入分别加入0.05%MgSO4·7H2O和CaCl2可以促进酶的合成；发酵液的最适初始pH值6.5,160r/min下培养84h,酶活力达到最高。条件优化后所得粗酶液酶活为16.83U/mL; L252菌株发酵菊糖粗酶液I/S的值为0.93,且薄层层析观察酶解产物以果糖为主,可见该菌所产酶是一种外切型菊糖酶。（2）筛选出另一种能够在短时间内近乎完全降解菊糖的菌株,并经气质联用手段鉴定出发酵液中主要产物为2,3-丁二醇。对该菌株的生理生化性质做了鉴定,同时对其进行26s rDNA扩增及序列测定,经与NCBI数据库对比,鉴定该菌株为Saccharomyces cerevisiae,同源性达100%。取名为S. cerevisiae L610。研究了S. cerevisiae L610发酵菊糖产2,3-丁二醇的特性及菊糖浓度、pH值、氮源、无机盐、温度等对菌体生长、糖消耗速率及2,3-丁二醇产量的影响。得到S. cerevisiae L610发酵菊糖产2,3-丁二醇的最优条件是：菊糖浓度11%（w/v）,酵母粉0.4%,MgSO4-7H2O0.05%,发酵最适初pH为6.5,最适温度为37℃,发酵48h时,2,3-丁二醇产量达到最高,得到2,3-丁二醇浓度为20.35g/mL。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 菊糖
• 1.1.1 菊糖分子简介
• 1.1.2 菊糖来源
• 1.1.3 菊糖的理化性质
• 1.1.4 菊糖的生理功能
• 1.1.5 菊糖的应用
• 1.2 菊糖酶
• 1.3 果糖
• 1.3.1 生理特性
• 1.3.2 果糖的应用
• 1.3.3 果糖的代谢特点
• 1.4 2,3-丁二醇
• 1.4.1 2,3-丁二醇的理化性质
• 1.4.2 2,3-丁二醇的主要用途
• 1.4.3 2,3-丁二醇的生产方法
• 1.4.4 菌种选择
• 1.4.5 底物的选择
• 1.4.6 2,3-丁二醇代谢途径
• 1.5 本课题的研究意义
• 第二章 菊糖降解菌的筛选鉴定及发酵条件的优化
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 目的菌筛选
• 2.1.2 薄层层析法检测菌种
• 2.1.3 培养基的制备
• 2.1.4 菌种鉴定方法
• 2.1.5 粗酶液的制备方法
• 2.1.6 酶活力测定
• 2.1.7 还原糖标准曲线绘制
• 2.1.8 菌体生长与发酵条件
• 2.1.9 响应面实验方法
• 2.1.10 菊粉酶的作用方式
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 菌株筛选结果
• 2.2.2 L252菌株的鉴定结果
• 2.2.3 果糖标准曲线
• 2.2.4 产酶条件优化结果
• 2.2.5 响应面结果
• 2.2.6 酶作用方式
• 2.3 本章结论
• 第三章 2,3-丁二醇菌株的筛选鉴定及发酵条件优化
• 3.1 筛菌方法
• 3.2 气相色谱法-质谱联用发判定未知醇
• 3.3 2,3-丁二醇的初步提取方法
• 3.4 菌株的鉴定
• 3.4.1 生理生化实验
• 3.4.2 26s rDNA扩增及序列测定
• 3.5 2,3-丁二醇条件的优化
• 3.5.1 菊糖浓度对2,3-丁二醇产量的影响
• 3.5.2 初始pH值对2,3-丁二醇产量的影响
• 3.5.3 氮源对2,3-丁二醇产量的影响
• 3.5.4 无机盐对2,3-丁二醇产量的影响
• 3.5.5 温度对2,3-丁二醇产量的影响
• 3.5.6 发酵时间对2,3-丁二醇产量的影响
• 3.6 结果与讨论
• 3.6.1 筛菌结果
• 3.6.2 未知物的判定结果
• 3.6.3 生理生化鉴定结果
• 3.6.4 26s rDNA扩增及序列测定结果
• 3.6.5 L252的26s rDNA的测序结果
• 3.6.6 2,3-丁二醇发酵条件优化结果
• 3.7 本章结论
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢