高产低色素普鲁兰生产菌株的复合筛选和发酵条件研究

论文摘要

普鲁兰是由出芽短梗霉在发酵过程中利用糖代谢产生的胞外多糖,其分子为聚麦芽三糖,即由a-1,4糖苷键连接三个葡萄糖形成麦芽三糖,再通过a-1,6糖苷键将麦芽三糖连接,形成高分子量的中性线性多糖,其a-1,4糖苷键与a-1,6糖苷键的比例为2:1。普鲁兰多糖具有极佳的成膜性、可塑性,粘弹性,无色、无味、抗油脂,气密性强,易生物降解,对人体和环境无毒害等优点。因此,被广泛应用于医药、食品、化妆品、烟草等行业。本文首先对出发菌株普鲁兰GS01进行了初步研究,主要包括菌株形态特征及生产性能研究,为下一步的诱变育种作好充分的准备。采用载玻片培养观察法对菌株GS01进行形态观察;菌株GS01发酵结果的研究表明,当GS01的发酵以生产多糖为目的时,其发酵周期应选择6天,同时取得了GS01菌种的生长曲线。采用紫外线和亚硝酸对出发菌株GS01进行诱变和筛选各2轮,获得变异菌株GS228,多糖产量提高了2倍,而且无色素产生或色素淡化。通过比较菌落特征,变异菌株GS228菌落大小、质地和颜色明显优于出发菌株GS01。诱变菌株GS228的遗传稳定性试验,连续培养10代:发酵液最终颜色为白色,最终pH值为3.4-3.6,发酵液吸光值为0.185-0.209,多糖产量为30.11-31.09g/L,表明变异菌株GS228是稳定的,可应用于实际生产中。对诱变菌株GS228进行研究:先做诱变菌株GS228的发酵状态曲线,对其发酵特征进行了研究;培养基的营养条件对诱变菌株GS228的影响;诱变菌株GS228的培养条件试验;诱变菌株GS228的发酵条件的优化;并分别对诱变菌株GS228的培养基和培养条件进行了正交试验,从中选择出最佳的条件。初步优化了变异菌株GS228的培养基和培养条件,最终确定了最佳发酵条件为:市售砂糖60 g/L,酵母浸膏粉0.4 g/L,（NH4）2SO4 0.6 g/L,KH2PO4 8 g/L,MgSO47H2O 0.2 g/L,NaCL 4 g/L;温度30℃,初始pH值7.0,种龄36 h,装液量80 ml/ 500 ml,接种量5%,转速180 r/min,发酵5天。本课题着眼于普鲁兰的工业化发酵生产,利用微生物诱变育种技术,选育适应于工业化生产的高产低色素普鲁兰生产菌株。通过对变异菌株的培养基和培养条件的优化试验进一步提高普鲁兰的产量。本课题为工业化发酵生产普鲁兰提供基础研究资料和可借鉴的方法和经验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1. 文献综述
• 1.1 普鲁兰多糖概况
• 1.1.1 普鲁兰多糖的性质与特点
• 1.1.2 普鲁兰的分类
• 1.1.3 出芽短梗霉的两态性及其影响因素
• 1.2 普鲁兰的研究进展
• 1.2.1 国内外研究进展
• 1.2.2 普鲁兰菌株的选育
• 1.2.3 培养基组分及发酵条件的影响
• 1.2.4 生产问题
• 1.3 普鲁兰的应用
• 1.3.1 普鲁兰在食品工业中的应用
• 1.3.2 食品加工方面的应用
• 1.3.3 在果蔬保鲜中的应用
• 1.3.4 在污水处理中的应用
• 1.3.5 其它方面的应用
• 2. 普鲁兰菌株GS01 的性质研究
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 原料
• 2.1.3 培养基
• 2.1.4 仪器设备
• 2.2 最佳培养基的选择
• 2.3 分析检测项目及测定方法
• 2.3.1 生物量
• 2.3.2 多糖含量
• 2.3.3 pH 的测定
• 2.3.4 罗维朋比色计测定
• 2.3.5 多糖转化率
• 2.3.6 普鲁兰菌株GS01 的形态观察
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 普鲁兰菌株GS01 的形态观察
• 2.4.2 普鲁兰菌株 GS01 的发酵结果
• 3. 普鲁兰菌株GS01 的复合诱变
• 3.1 诱变方法
• 3.1.1 菌种的生长曲线的制作
• 3.1.2 紫外诱变
• 3.1.3 亚硝酸诱变
• 3.1.4 初筛
• 3.1.5 复筛
• 3.1.6 稳定性对比实验
• 3.1.7 数据统计
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 菌种的生长曲线的制作
• 3.2.2 诱变结果
• 3.3 诱变菌株的遗传稳定性试验
• 4. 变异菌株的发酵条件研究
• 4.1 实验材料
• 228 的发酵结果'>4.2 诱变菌株GS₂28 的发酵结果
• 228 的影响'>4.3 培养基的营养条件对诱变菌株GS₂28 的影响
• 228 的影响'>4.3.1 不同碳源对诱变菌株GS₂28 的影响
• 228 的影响'>4.3.2 不同有机氮源对诱变菌株GS₂28 的影响
• 228 的影响'>4.3.3 不同无机氮源对诱变菌株GS₂28 的影响
• 228 的影响'>4.3.4 不同二价阳离子对诱变菌株GS₂28 的影响
• 228 的培养条件试验'>4.4 诱变菌株 GS₂28 的培养条件试验
• 228 的影响'>4.4.1 不同培养温度对GS₂28 的影响
• 228 的影响'>4.4.2 不同初始pH 值对GS₂28 的影响
• 228 的影响'>4.4.3 不同种龄对GS₂28 的影响
• 228 的影响'>4.4.4 不同装液量对GS₂28 的影响
• 228 的影响'>4.4.5 不同接种量对 GS₂28 的影响
• 228 发酵条件的优化'>4.5 GS₂28 发酵条件的优化
• 4.5.1 培养基的营养条件的单因素试验
• 4.5.2 培养基的营养条件的正交试验
• 4.5.3 培养条件的正交试验
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介