沼泽红假单胞菌辅酶Q10高产菌的筛选及发酵工艺优化研究

论文摘要

由于辅酶Q10有特殊的生理功能,在治疗癌症等各种疾病方面有很好的疗效,是人体必需物质,无毒副作用。近年来在医药、食品添加剂和保健品方面得到了广泛应用,但目前辅酶Q10的合成效率还不是很高,且成本非常高,因此,这需要我们投入大量的研究工作,以满足市场上日益增长的需求。本课题以提高光合细菌（PSB）菌体辅酶Q10的产量为目的,从自然界中筛选出辅酶Q10高产光合细细菌,并在建立快速测定辅酶Q10含量方法的基础上优化培养基、培养条件,同时研究添加底物结构类似物、代谢途径前体物质和天然活性物质等对PSB菌体辅酶Q10的产量的影响,本文的研究结果如下:1.经过富集纯化实验筛选出四株能产辅酶Q10的菌株分别为LB01,LB02,RB01,RB02,其中LB01菌株的辅酶Q10产量最高,经过一系列实验,初步鉴定其为光合自然细菌纲红螺菌目红螺菌科红假单胞菌属的沼泽红假单胞菌LB01（Phodopseudomonas palustris LB01）2.研究了不同的沼泽红假单胞菌保藏方法,综合比较各种保藏方法后,固体斜面好氧保藏法（液体石蜡封口保藏法）从保种时间、保藏成本、菌活力、对实验室仪器条件要求等多方面综合来看,是一种比较合适的光合细菌保种法。3.优化了沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）产辅酶Q10的发酵培养基成分和发酵条件,得到的最优培养基组合为:尿素0.036%,MgSO4·7H2O0.04%,NaAc 0.21%,NaHCO30.3%,KH2PO4 0.05%,NaCl 0.2%,酵母膏0.5%,蛋白胨0.82%,微量元素溶液10ml/L,微量元素和NaHCO3溶液过滤除菌,NaHCO3配成5%溶液按培养基6%加入,最佳发酵条件为:发酵周期64小时、先通氧发酵32h后限氧发酵32h、光照条件为10cm距离、pH6.5、接种量为8%,装液量为150ml/300ml。4.研究了不同添加物对沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）产辅酶Q10的影响,结果表明,在发酵培养的前期添加12%的胡萝卜汁和8%的番茄汁,当培养至48h添加0.073%的PHB和加0.16%的烟叶;当培养至62h添加0.042%的异戊二烯,可以大幅度提高辅酶Q10的产量,最终获得的辅酶Q10产量为26.57mg/L,比沼泽红假单胞菌LB01的原始产量16.1mg/L提高了65.03%

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 10的概述'>1.1 辅酶Q₁₀的概述
• 10的生理功能'>1.2 辅酶Q₁₀的生理功能
• 1.2.1 能量转换
• 1.2.2 抗氧化作用
• 10对穿透膜功能的影响'>1.2.3 辅酶Q₁₀对穿透膜功能的影响
• 10对呼吸系统的作用'>1.2.4 辅酶Q₁₀对呼吸系统的作用
• 10国内外生产研究现状'>1.3 辅酶Q₁₀国内外生产研究现状
• 1.3.1 化学合成法
• 1.3.2 动植物细胞提取法
• 1.3.3 植物细胞培养法
• 1.3.4 微生物发酵法
• 1.4 光合细菌的概述
• 1.4.1 光合细菌简介
• 1.4.2 光合细菌的形态结构及繁殖方式
• 1.4.3 光合细菌生理特性
• 1.5 光合细菌的应用
• 1.5.1 光合细菌作为单细胞蛋白在养殖上的应用
• 1.5.2 光合细菌在农业上的应用
• 1.5.3 光合细菌在废水处理上的应用
• 1.5.4 光合细菌在新能源生产中的应用
• 1.5.5 光合细菌在其他领域的应用
• 10'>1.6 光合细菌与辅酶Q₁₀
• 10的分离提取研究'>1.7 辅酶Q₁₀的分离提取研究
• 1.7.1 用不同溶剂从湿菌体中提取分离
• 1.7.2 醇碱皂化提取分离
• 1.7.3 碱皂化提取分离
• 10的鉴定'>1.8 辅酶Q₁₀的鉴定
• 1.8.1 可见分光光度法
• 1.8.2 紫外分光光度法
• 1.8.3 高效液相色谱（HPLC）分析测定
• 1.9 本课题的研究意义及研究内容
• 10光合细菌分离、鉴定与保藏方法研究'>第2章 高产辅酶Q₁₀光合细菌分离、鉴定与保藏方法研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 实验方法
• 2.1.2.1 目的光合细菌分离筛选方法
• 2.1.2.2 泥土样的处理
• 2.1.2.3 培养方法
• 10标准曲线的绘制'>2.1.2.4 辅酶Q₁₀标准曲线的绘制
• 10的提取和检测'>2.1.2.5 光合菌细胞辅酶Q₁₀的提取和检测
• 2.1.2.6 菌落、菌体形态观察以及生理生化鉴定实验
• 2.1.2.7 光合细菌保藏方法比较
• 2.2 结果与分析
• 10标准曲线绘制结果'>2.2.1 辅酶Q₁₀标准曲线绘制结果
• 2.2.2 光合细菌的分离筛选
• 10产量比对实验结果'>2.2.3 四菌株辅酶Q₁₀产量比对实验结果
• 2.2.4 菌株LB01的菌落及形态观察
• 2.2.5 氮源利用实验
• 2.2.6 酵母膏利用实验
• 2.2.7 LB01号菌株鉴定结果
• 10产量检验'>2.2.8 LB01号菌株的辅酶Q₁₀产量检验
• 2.2.9 LB01号菌株的遗传稳定性实验
• 2.2.10 沼泽红假单胞菌LB01保藏方法的比较
• 2.3 本章小结
• 10发酵工艺研究'>第3章 沼泽红假单胞菌LB01生产辅酶Q₁₀发酵工艺研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 试验方法
• 3.1.2.1 菌种培养方法
• 3.1.2.2 皂化条件
• 10标准曲线的绘制'>3.1.2.3 辅酶Q₁₀标准曲线的绘制
• 10的分离提取和检测'>3.1.2.4 辅酶Q₁₀的分离提取和检测
• 3.1.2.5 发酵培养基组分的优化
• 3.1.2.6 发酵培养条件的优化
• 3.2 结果与分析
• 3添加量的优化结果'>3.2.1 NaHCO₃添加量的优化结果
• 3.2.2 氮源添加种类的优化结果
• 3.2.3 尿素添加量的优化结果
• 3.2.4 蛋白胨添加量的优化结果
• 3.2.5 乙酸钠的优化结果
• 3.2.6 碳氮源的响应面分析结果
• 3.2.7 生长因子添加种类优化结果
• 3.2.8 生长因子添加量优化结果
• 4·7H₂O添加量的优化结果'>3.2.9 MgSO₄·7H₂O添加量的优化结果
• 3.2.10 初始pH的优化结果
• 3.2.11 发酵时间的优化结果
• 3.2.12 培养方式的优化结果
• 3.2.13 光照距离的优化结果
• 3.2.14 接种量的优化结果
• 3.2.15 装液量的优化结果
• 10产量对比'>3.2.16 优化前后辅酶Q₁₀产量对比
• 3.3 本章小结
• 10的影响'>第4章 添加物对沼泽红假单胞菌LB01产辅酶Q₁₀的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 实验方法
• 4.1.2.1 菌种培养方法
• 4.1.2.2 沼泽红假单胞菌LB01生长曲线的绘制
• 4.1.2.3 皂化条件
• 10标准曲线的绘制'>4.1.2.4 辅酶Q₁₀标准曲线的绘制
• 10的分离提取和检测'>4.1.2.5 辅酶Q₁₀的分离提取和检测
• 4.1.2.6 中间前体物质添加时间的确定
• 4.1.2.7 中间前体添加物质添加量的确定
• 10产量的影响'>4.1.2.8 天然添加物质对辅酶Q₁₀产量的影响
• 4.1.2.9 三因素三水平响应面分析试验
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 沼泽红假单胞菌LB01生长曲线的绘制
• 10产量的影响'>4.2.2 中间前体物质添加时间对辅酶Q₁₀产量的影响
• 10产量的影响'>4.2.3 中间前体物质添加量对辅酶Q₁₀产量的影响
• 10产量的影响'>4.2.4 天然添加物质对辅酶Q₁₀产量的影响
• 4.2.5 三因素三水平的响应面分析实验
• 4.2.6 综合添加效果
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 10光合细菌的分离、鉴定结论'>5.1.1 高产辅酶Q₁₀光合细菌的分离、鉴定结论
• 10光合细菌的保藏方法研究结论'>5.1.2 高产辅酶Q₁₀光合细菌的保藏方法研究结论
• 5.1.3 沼泽红假单胞菌LB01培养基组合和发酵条件优化结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 缩略语表
• 攻读学位期间研究成果