本文關(guān)鍵詞：產(chǎn)葡聚糖乳酸菌的篩選誘變及發(fā)酵條件優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 明串珠菌 誘變 葡聚糖蔗糖酶 豆粕 響應(yīng)面 葡聚糖

【摘要】：乳酸菌能夠利用外源簡單的碳水化合物,分泌多糖到體外,因其產(chǎn)生的胞外多糖或?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)地和風(fēng)味產(chǎn)生影響,或具有益生作用而被廣泛研究和應(yīng)用。腸膜明串珠菌是一種能夠利用蔗糖,在自身葡聚糖蔗糖酶的催化下合成葡聚糖的乳酸菌,其合成的葡聚糖在食品、醫(yī)藥、化妝品以及生化試劑行業(yè)中應(yīng)用廣泛。本研究的主要內(nèi)容包括:通過分離、篩選和誘變獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的能高產(chǎn)葡聚糖的乳酸菌菌株;進(jìn)一步研究所獲得乳酸菌的葡聚糖蔗糖酶的酶學(xué)特性;最后,對菌株發(fā)酵生產(chǎn)葡聚糖的培養(yǎng)基和發(fā)酵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。主要得到以下研究結(jié)果:(1)從泡菜汁樣品中分離并篩選得到一株葡聚糖產(chǎn)量為5.24±0.14g/L的乳酸菌菌株2-17,經(jīng)生理生化鑒定及16S r DNA序列同源性分析,菌株被鑒定為腸膜明串珠菌腸膜亞種。(2)通過亞硝基胍和紫外復(fù)合誘變方法提高該菌株葡聚糖產(chǎn)量,確定最佳復(fù)合誘變條件為:菌株在MRS培養(yǎng)基中培養(yǎng)9h,經(jīng)濃度為0.5mg/m L亞硝基胍處理80min,置于30w紫外燈45cm處照30s。經(jīng)兩輪復(fù)合誘變后,得到一突變菌株UN2-18,葡聚糖產(chǎn)量提高至7.54±0.08g/L,較出發(fā)菌株提高了43.89%。該突變株連續(xù)傳十代后,葡聚糖產(chǎn)量仍維持在7.5g/L左右。(3)突變株UN2-18的葡聚糖蔗糖酶的最適反應(yīng)溫度為33℃,在20-30℃,酶活穩(wěn)定,最適反應(yīng)pH為5.5,Mg2+、Ca2+、Mn2+對酶活力具有激活作用,低濃度Co2+具有激活作用,高濃度Co2+抑制酶活,Fe2+具有抑制作用。EDTA、尿素對酶的活性有較強的抑制作用。該酶的動力學(xué)參數(shù)Km為31m M,最大反應(yīng)速率Vmax為4.5 U/ml。通過SDS-PAGE、原位反應(yīng)及PAS染色確定該酶分子量大小為178k Da。突變株UN2-18生長和葡聚糖蔗糖酶合成包括以下必要物質(zhì):①氨基酸:異亮氨酸、絲氨酸、組氨酸、酪氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、精氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺;②堿基:腺嘌呤、尿嘧啶,③B族維生素:泛酸、煙酸、葉酸、吡哆醛、核黃素、乳清酸、硫辛酸、肌苷、生物素,④無機鹽:K2HPO4、Mg Cl2、Mn SO4。(4)以不同水解程度的乳清粉、脫脂乳、豆粕以及不水解的麥麩和玉米漿粉作為氮源,比較它們對菌株葡聚糖產(chǎn)量的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)10%水解度的豆粕水解物作為氮源時,葡聚糖產(chǎn)量最高,為7.37±0.12g/L。進(jìn)一步通過單因素和響應(yīng)面試驗設(shè)計方法優(yōu)化培養(yǎng)基組成,確定蔗糖濃度為9.41%,10%水解度的豆粕添加量為2.09%,K2HPO4為2.09%。在此條件下,菌株對蔗糖的轉(zhuǎn)化率最高,為33.81±0.67%,此時,葡聚糖產(chǎn)量為31.8±0.63g/L。(5)使用最優(yōu)培養(yǎng)基,采用10L發(fā)酵罐發(fā)酵,優(yōu)化發(fā)酵條件,得到:發(fā)酵溫度為28℃,接種量為4%,轉(zhuǎn)速為150r/min,起始p H為6.0,恒p H發(fā)酵8h后非恒p H發(fā)酵至20h放罐,葡聚糖產(chǎn)量達(dá)到34.15±0.27g/L,蔗糖轉(zhuǎn)化效率為36.29%。本研究獲得一株具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)葡聚糖的腸膜明串珠菌腸膜亞種,誘變后葡聚糖合成量達(dá)到7.54±0.08g/L,經(jīng)優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵參數(shù),葡聚糖產(chǎn)量達(dá)到34.15±0.27g/L,蔗糖轉(zhuǎn)化效率為36.29%。
【關(guān)鍵詞】：明串珠菌 誘變 葡聚糖蔗糖酶 豆粕 響應(yīng)面 葡聚糖
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TS201.3
【目錄】：

• 摘要8-10
• 英文摘要10-12
• 1 前言12-22
• 1.1 立題背景12
• 1.2 文獻(xiàn)綜述12-20
• 1.2.1 乳酸菌產(chǎn)胞外多糖的特點12-14
• 1.2.2 培養(yǎng)基對胞外多糖合成的影響14
• 1.2.3 培養(yǎng)條件對胞外多糖合成的影響14-15
• 1.2.4 明串珠菌屬15-17
• 1.2.5 葡聚糖17-20
• 1.3 本課題的目的和意義20-21
• 1.4 本實驗技術(shù)路線21-22
• 2 材料與方法22-36
• 2.1 實驗材料22-26
• 2.1.1 供試菌株22
• 2.1.2 培養(yǎng)基22-24
• 2.1.3 主要溶液與緩沖液24-25
• 2.1.4 主要試劑及來源25
• 2.1.5 儀器與設(shè)備25-26
• 2.2 實驗方法26-36
• 2.2.1 產(chǎn)葡聚糖乳酸菌的篩選26-27
• 2.2.2 分離株的鑒定27-29
• 2.2.3 產(chǎn)葡聚糖菌株的誘變29-30
• 2.2.4 突變株葡聚糖蔗糖酶的特性30-33
• 2.2.5 菌株發(fā)酵產(chǎn)葡聚糖培養(yǎng)基的確定33-34
• 2.2.6 利用發(fā)酵罐發(fā)酵生產(chǎn)葡聚糖參數(shù)的優(yōu)化34-35
• 2.2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析35-36
• 3 結(jié)果與分析36-61
• 3.1 產(chǎn)葡聚糖乳酸菌的分離與鑒定36-40
• 3.1.1 產(chǎn)葡聚糖菌株的初篩36
• 3.1.2 產(chǎn)葡聚糖菌株的復(fù)篩36-38
• 3.1.3 菌株 2-17的鑒定38-40
• 3.2 腸膜明串珠菌腸膜亞種 2-17的誘變40-43
• 3.2.1 生長曲線40-41
• 3.2.2 亞硝基胍誘變條件的確定41
• 3.2.3 紫外誘變誘變條件的確定41-42
• 3.2.4 亞硝基胍和紫外復(fù)合誘變結(jié)果42-43
• 3.2.5 突變株的遺傳穩(wěn)定性43
• 3.3 突變株葡聚糖蔗糖酶的酶學(xué)特性43-50
• 3.3.1 果糖測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線43-44
• 3.3.2 酶的最適溫度和熱穩(wěn)定性44
• 3.3.3 酶的最適p H44-45
• 3.3.4 金屬離子對酶活力的影響45
• 3.3.5 EDTA和尿素對酶活力的影響45-46
• 3.3.6 酶的動力學(xué)常數(shù)46-47
• 3.3.7 酶的分子量47
• 3.3.8 菌株生長及產(chǎn)酶必須營養(yǎng)成分的確定47-50
• 3.4 產(chǎn)葡聚糖培養(yǎng)基的確定50-57
• 3.4.1 單因素實驗50-53
• 3.4.2 響應(yīng)面實驗53-57
• 3.5 發(fā)酵生產(chǎn)葡聚糖的參數(shù)優(yōu)化57-61
• 3.5.1 搖瓶培養(yǎng)與發(fā)酵罐非恒p H發(fā)酵的效果比較57-58
• 3.5.2 轉(zhuǎn)速的確定58-59
• 3.5.3 發(fā)酵p H的確定59
• 3.5.4 發(fā)酵溫度的確定59-60
• 3.5.5 接種量的確定60-61
• 4 討論61-65
• 4.1 產(chǎn)葡聚糖乳酸菌存在的生境61
• 4.2 葡聚糖測定方法的選擇61
• 4.3 菌株誘變61-62
• 4.4 葡聚糖蔗糖酶的酶學(xué)特性62
• 4.5 腸膜明串珠菌生長和葡聚糖蔗糖酶合成的必須物質(zhì)62-63
• 4.6 產(chǎn)葡聚糖培養(yǎng)基63-64
• 4.7 采用發(fā)酵罐發(fā)酵腸膜明串珠菌生產(chǎn)葡聚糖64-65
• 5 結(jié)論65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-73
• 附錄73-74
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馬靜,裴家偉,吳榮榮,張柏林;影響乳酸菌胞外多糖產(chǎn)量的因素研究[J];中國乳品工業(yè);2003年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 白麗娟;馬奶酒乳酸菌胞外多糖生物合成條件的研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

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本文編號：939210