維生素K2（VK2）是一類重要的脂溶性維生素,具有預(yù)防和治療骨質(zhì)疏松、凝血、血管鈣化、癌癥腫瘤等多種重要的生理功能。VK2的市場需求與日俱增,使用納豆菌發(fā)酵生產(chǎn)VK2是其主要生產(chǎn)方法,但由于菌種的產(chǎn)量較低,滿足不了工業(yè)化生產(chǎn)的需求。本文采用紫外和NGT誘變相結(jié)合的方法選育VK2高產(chǎn)菌株,對其高效生產(chǎn)VK2的發(fā)酵工藝進行優(yōu)化,并基于轉(zhuǎn)錄組學技術(shù),對維生素K2的高產(chǎn)機理進行了研究。結(jié)果如下:（1）以實驗室保藏的一株納豆芽孢桿菌菌株（M）為出發(fā)菌株,通過紫外和NTG復合誘變篩選得到突變菌株H56,產(chǎn)量達到65.79 mg/L,比原始菌株M提高了24.60倍。（2）通過單因素實驗對突變菌株H56發(fā)酵生產(chǎn)VK2的發(fā)酵條件,培養(yǎng)基組分等進行了篩選。結(jié)果表明,納豆芽孢桿菌H56發(fā)酵生產(chǎn)VK2的適宜條件為:發(fā)酵時間96 h,接種量2%,初始發(fā)酵pH為7.2,裝液量16 mL/50 mL,蔗糖10 g/L、大豆蛋白15 g/L、氯化鈉2.5 g/L、硫酸鎂4 g/L、磷酸氫二鉀0.05 g/L、氯化鈣0.2 g/L、硫酸錳0.6 g/L,篩選后VK2的最高產(chǎn)量達到122.03 mg/L,比原始菌株提高了... 

【文章來源】：沈陽農(nóng)業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

VK2的化學構(gòu)造式

沈陽農(nóng)業(yè)大學碩士論文7磷酸合酶組分I）和hepS（庚二烯基二磷酸合酶成分II），其中hepT和hepS控制同一個酶的兩個亞基的合成（LujingRenaetal，2020）。圖1-2維生素K2的生物合成途徑Fig1-2BiosyntheticpathwayofvitaminK21.3.2維生素K2的來源人體自身不能合成維生素K2，只能從食物或膳食補充劑中獲得。然而，正常食物中維生素K2的含量卻很低，6.25kg豬肉或7.14kg雞蛋中只有1mg維生素K2（Walther&Chollet，2017）。因此維生素K2還被稱為“鉑維生素”。目前，維生素K2有三種來源：（1）來自植物、動物或食物；（2）化學合成；（3）微生物生產(chǎn)。在食物中納豆是維生素K2的主要來源，每100g納豆中含有800-900μg維生素K2（Tarvainenetal，2019）。此外，在奶酪（Vermeeretal，2018）、蜂蜜（Brudzynski&Maldonado，2018）、肉類、酸奶、牛奶（Walther&Chollet，2017）等其他食物中也發(fā)現(xiàn)了微量的維生素K2。傳統(tǒng)的維生素K2合成都采用化學合成法，存在化學前體原料來源受限、副產(chǎn)物多、產(chǎn)率低、活性低、環(huán)境污染等問題。所以盡管維生素K2的化學合成已經(jīng)工業(yè)化，但由于上述化學工藝的缺陷，仍需探索新的生產(chǎn)方法。因為維生素K2是呼吸鏈的重要電子傳遞載體，所以許多微生物都能產(chǎn)維生素K2（Bentleyetal，1971），并且合成的維生素K2具有活性高，副產(chǎn)物少，專一性高等優(yōu)點。Tani等人發(fā)現(xiàn)細菌是維生素K2的主要生產(chǎn)者（Tanietal，1984），不同的菌株可以產(chǎn)出不同類型的維生素K2，枯草芽抱桿菌（Bacillussubtilisnatto）主要產(chǎn)MK-4到MK-8（Berenjlanetal，2014），

沈陽農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文19分別用液相色譜和質(zhì)譜對納豆芽孢桿菌發(fā)酵液的有機溶劑（正己烷與異丙醇）提取物進行分析，結(jié)果如圖2-1所示，在液相色譜圖上，納豆芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)物在12.87min出現(xiàn)了一個強吸收峰，其保留時間與維生素K2標準品的保留時間（12.87min）一致。同時，如圖2-2所示，此峰的質(zhì)譜圖上也顯示出了維生素K2特征的分子離子峰（m/z=650，M+1）。因此可以推斷納豆芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)物在液相色譜的12.87min處的洗脫峰所對應(yīng)的產(chǎn)物為本研究的目的產(chǎn)物維生素K2。圖2-1納豆芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)物的液相色譜圖Figure2-1HPLCprofileoforganicextractsfromfermentationbrothofBafillusnattosolvent圖2-2納豆芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)物的液相質(zhì)譜圖Figure2-2HPLCmassspectrumoforganicextractsfromfermentationbrothofBafillusnattosolvent2.3.2維生素K2的標準曲線按照2.2.1.3的方法，做出維生素K2的標準曲線如圖2-3所示，維生素K2濃度與峰面積的線性關(guān)系式為y=5338x，其中y為峰面積，x為維生素K2（MK-7）濃度（mg/L）。AU0.000.020.040.060.080.10Minutes2.004.006.008.0010.0012.0014.0016.0018.0020.00VK2標準品發(fā)酵樣品

【參考文獻】：
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本文編號：3309592