碱性果胶酶发酵条件优化

论文摘要

实验室已有产碱性果胶酶菌株Paenibacillus pabli WZ008,首先对该菌株的菌体形态及生长形态进行了研究,发现该菌的种子液有絮状与浑浊两种形态,用两种种子液发酵产碱性果胶酶,结果得出絮状形态的种子液发酵酶活力为42U/mL,是浑浊种子液发酵酶活力8U/mL的5倍以上。然后,以培养絮状形态的种子液为目标,对种子培养基组成及培养条件进行了优化,得出了先将菌种在4℃冰箱保存3周以上,然后在培养基组成为（g/L）：酵母膏20、蛋白胨10、可溶性淀粉10、NaCl2、K2HPO44, pH9.0的培养基中培养能稳定地培养出絮状澄清种子液。在培养出絮状种子液的前提下,以摇瓶发酵水平对絮状种子液进行了发酵培养基及发酵条件的优化,探索了碳源、氮源、无机盐、果胶和发酵时间及初始pH等单因子对菌体产碱性果酶的影响。筛选到一个较优的发酵培养基配方：酵母膏1%,β-环糊精0.4%,豆饼粉1%,果胶0.8%,CaCO30.7%,（NH4）2SO40.4%,和发酵条件：温度30℃,初始pH7.8,接种量15%,装液量500mL三角瓶装50mL培养基,发酵时间60h。在此条件下酶活力达到107U/mL,是优化前的2.5倍。以摇瓶优化的数据为理论依据,对菌种的絮状种子液在5L罐中放大培养进行了研究,并对絮状种子液在5L罐中放大发酵生产碱性果胶酶进行了研究。得出pH对菌种的放大培养有显著影响,通过控制pH为8.0以上可以促进种子液长成絮状形态的同时提高生物量。在5L罐发酵生产中,溶氧（DO）控制在25%,同时以NaOH控制发酵培养基pH不低于7.0有利于碱性果胶酶的生产,最大酶活力达到120U/mL。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1. 果胶质
• 1.2. 果胶酶
• 1.2.1 果胶酶的分类及其性质
• 1.2.2 果胶酶的作用方式
• 1.2.3 果胶酶活力测定方法
• 1.3. 微生物发酵生产碱性果胶酶
• 1.3.1 碱性果胶酶生产菌
• 1.3.2 发酵方法的研究现状
• 1.4. 影响发酵生产的因素
• 1.4.1 种子液生长状况对发酵的影响
• 1.4.2 发酵条件对发酵的影响
• 1.5. 碱性果胶酶国内外研究现状
• 1.6. 本课题研究的意义内容及创新点
• 1.6.1 意义
• 1.6.2 研究的主要内容
• 1.6.3 创新点
• 第二章 碱性果胶酶产生菌种子培养优化
• 2.1. 引言
• 2.2. 材料与检测方法
• 2.2.1 菌种
• 2.2.2 培养基（g/L）
• 2.2.3 试剂
• 2.2.4 仪器设备
• 2.2.5 试剂配制
• 2.2.6 分析方法
• 2.3. 结果与讨论
• 2.3.1 种子液形态与发酵产酶之间的关系研究
• 2.3.1.1 不同形态的种子液形态观察
• 2.3.1.2 不同形态的种子液对发酵的影响
• 2.3.2 菌种保存与种子液形态之间的关系研究
• 2.3.3 表面光滑菌与表面粗糙菌的红外光谱图及显微镜照片
• 2.3.4 种子液培养基优化
• 2.3.4.1 碳源对种子液生长形态的影响
• 2.3.4.2 菌体对淀粉利用情况的研究
• 2.3.4.3 氮源对种子液生长形态的影响
• 2.3.4.4 添加无机盐对种子液生长形态的影响
• 2HPO₄浓度对种子液生长的影响'>2.3.4.5 K₂HPO₄浓度对种子液生长的影响
• 2.3.4.6 培养基初始pH对种子液形态的影响
• 2.4. 本章小结
• 第三章 产碱性果胶酶摇瓶发酵工艺优化
• 3.1. 引言
• 3.2. 材料与方法
• 3.2.1 菌种
• 3.2.2 培养基（g/L）
• 3.2.3 试剂
• 3.2.4 仪器设备
• 3.2.5 试剂配制
• 3.2.6 培养方法
• 3.2.7 发酵优化
• 3.2.8 酶活测定方法
• 3.3. 结果与讨论
• 3.3.1 碳源对发酵产酶的影响
• 3.3.2 氮源对发酵产酶的影响
• 3.3.3 添加无机盐对发酵产酶的影响
• 3.3.4 果胶用量对发酵产酶的影响
• 3.3.5 发酵时间对产酶的影响
• 3.3.6 初始pH对发酵产酶的影响
• 3.4. 本章小结
• 第四章 5L发酵罐放大种子培养及发酵试验
• 4.1. 引言
• 4.2. 材料与方法
• 4.2.1 菌种
• 4.2.2 培养基（g/L）
• 4.2.3 仪器设备
• 4.2.4 方法
• 4.3. 结果与讨论
• 4.3.1 5L罐种子液放大培养试验
• 4.3.2 控制pH条件下5L罐絮状种子液放大培养试验
• 4.3.3 絮状种子液碱性果胶酶5L罐发酵动力学曲线
• 4.3.4 溶解氧浓度（DO）对碱性果胶酶发酵的影响
• 4.3.5 pH控制方式对絮状种子液产碱性果胶酶的影响
• 4.4. 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1. 结论
• 5.2. 展望
• 致谢
• 参考文献