短梗霉多糖高产菌株的筛选及发酵特性的研究

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短梗霉多糖(pullulan)是出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)在培养过程中利用糖代谢产生的细胞外水溶性多糖。短梗霉多糖具有安全,无毒,耐热,耐盐,耐酸碱,可塑性强,成膜性好,阻氧能力强,受季节、气候影响不大等独特的理化和生物学特性,在食品包装、医药制造、水果和海产品保鲜、化妆品工业、农业种子保护和烟草制造工业等众多的领域中广泛应用,这种具有较大的开发价值和广阔的应用前景的多功能性的新型生物制品被众多的科学家所关注、青睐。伴随着短梗酶多糖的生产,出芽短梗霉会分泌出黑色或墨绿色的色素,严重影响了多糖的分离提纯,进而阻止了短梗酶多糖的大规模的生产应用。本实验通过对出芽短梗霉进行甲基磺酸乙酯(Ethyl methanesulfonate, EMS)和紫外线诱变,旨在从根本上解决多糖色素问题,并且使多糖的产率也有所提高,为工业化生产短梗霉多糖提供基础研究数据和可借鉴的方法。在EMS终浓度0.2mol/L、作用时间40-60min和30W的紫外灯照射距离30cm、照射时间1.5-2.5min条件下诱变获得了一株稳定遗传的多糖产量高、色素低的出芽短梗霉突变株UV60,产量为22.1g/L,与出发菌株比较,胞外多糖产量提高了29.42%。为了研究发酵培养基中不同组份对短梗霉的生长和多糖的生产的影响,本实验先进行了碳源、氮源的选择,又对最佳的碳源、氮源及其他培养基组分进行了单因素及正交实验,获得了最优的培养基组成,即蔗糖50.0g/L,酵母膏1g/L,NaCl2g/L, MgSO40.3g/L,K2HPO43.0g/L,(NH4)28O40.7g/L,此时多糖产量为27.24g/L。为研究不同的微量元素及其浓度对短梗霉多糖产量的影响,对CrCl3、ZnSO4、 MnSO4和C5H11NO2Se进行了单因素及正交试验获得了最优的微量元素组成,即CrCl30.5mg/L, ZnSO40.15mg/L, MnSO40.2mg/L, C5H11NO2Se12.5mg/L时发酵的效果最好,此时多糖产量为28.9g/L。最后用发酵罐研究了出芽短梗霉的发酵工艺,通过对菌体发酵的搅拌转速和pH控制方式进行研究,最终确定的搅拌转速为250r/min,恒定pH为6.5。在该条件下,多糖产量最大。
中文摘要第10-11页
ABSTRACT第11-12页
第一章 文献综述第13-22页
    1.1 微生物多糖第13页
    1.2 出芽短梗霉简介第13-14页
    1.3 短梗霉多糖简介第14-17页
        1.3.1 短梗霉多糖的结构第14页
        1.3.2 短梗霉多糖性质第14-15页
        1.3.3 短梗酶多糖的用途第15-17页
    1.4 国内外研究现状第17-18页
    1.5 选题的目的和意义第18-19页
    1.6 诱变第19-20页
    1.7 优化第20-21页
    1.8 主要研究内容第21-22页
第二章 复合诱变选育短梗霉多糖高产菌株第22-28页
    2.1 材料第22页
        2.1.1 菌种第22页
        2.1.2 培养基第22页
        2.1.3 试剂第22页
    2.2 方法第22-24页
        2.2.1 孢子悬液的制备第22页
        2.2.2 EMS诱变处理第22-23页
        2.2.3 紫外诱变处理第23页
        2.2.4 突变株的筛选第23页
        2.2.5 遗传稳定性试验第23页
        2.2.6 培养及分析方法第23-24页
    2.3 结果与分析第24-26页
        2.3.1 EMS对出芽短梗霉诱变结果第24-25页
        2.3.2 紫外线对出芽短梗霉诱变结果第25页
        2.3.3 出发菌株AP8和各突变菌株的比较第25-26页
        2.3.4 突变菌株UV60的遗传稳定性试验第26页
    2.4 讨论第26-28页
第三章 培养基组成的优化第28-36页
    3.1 材料第28页
        3.1.1 菌种第28页
        3.1.2 培养基第28页
    3.2 方法第28-29页
        3.2.1 培养方法第28页
        3.2.2 分析方法第28-29页
    3.3 结果与分析第29-35页
        3.3.1 碳源选择及用量对短梗霉发酵的影响第29-30页
        3.3.2 氮源选择及用量对短梗霉发酵的影响第30-32页
        3.3.3 NaCl浓度对短梗霉发酵的影响第32页
        3.3.4 MgSO_4浓度对短梗霉发酵的影响第32-33页
        3.3.5 K_2HPO_4浓度对短梗霉发酵的影响第33-34页
        3.3.6 发酵培养基的优化第34-35页
    3.4 讨论第35-36页
第四章 不同微量元素对出芽短梗霉发酵的影响第36-42页
    4.1 材料第36页
        4.1.1 菌种第36页
        4.1.2 培养基第36页
    4.2 方法第36-37页
        4.2.1 培养及分析方法第36页
        4.2.2 微量元素的优化第36-37页
    4.3 结果与讨论第37-40页
        4.3.1 CrCl_3用量对短梗霉发酵的影响第37-38页
        4.3.2 ZnSO_4用量对短梗霉发酵的影响第38页
        4.3.3 MnSO_4用量对短梗霉发酵的影响第38-39页
        4.3.4 C_5H_(11)NO_2Se用量对短梗霉发酵的影响第39-40页
        4.3.5 微量元素的优化第40页
    4.4 讨论第40-42页
第五章 出芽短梗霉UV60发酵条件的优化第42-48页
    5.1 材料第42页
        5.1.1 菌种第42页
        5.1.2 培养基第42页
        5.1.3 主要仪器设备第42页
    5.2 方法第42-43页
        5.2.1 斜面种子培养第42页
        5.2.2 种子液的制备第42页
        5.2.3 发酵罐的培养第42-43页
        5.2.4 分析方法第43页
    5.3 结果与讨论第43-47页
        5.3.1 搅拌转速对出芽短梗霉发酵过程的影响第43-45页
        5.3.2 不同的pH对出芽短梗霉发酵过程的影响第45-47页
    5.4 讨论第47-48页
参考文献第48-53页
攻读学位期间取得的研究成果第53-54页
致谢第54-55页
个人简况和联系方式第55-57页
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