凝膠多糖是一類由糞產(chǎn)堿桿菌或土壤農(nóng)桿菌在氮源限制條件下產(chǎn)生的直鏈β-1,3-葡聚糖,由于其獨特的流變性和成膠性,在食品和藥品行業(yè)有著廣泛的應用。底物糖的種類對凝膠多糖的生產(chǎn)影響很大,但其影響凝膠多糖發(fā)酵代謝機理方面的系統(tǒng)研究卻鮮有報道,因此,本研究從生理代謝動力學特性和微觀代謝流的角度研究了不同碳源對凝膠多糖發(fā)酵的影響機制,得到了優(yōu)化的培養(yǎng)工藝條件。本文首先從菌濃、多糖產(chǎn)量、殘?zhí)菨舛�、比生長速率μ、二氧化碳釋放速率CER、攝氧率OUR等生理參數(shù)的角度分析了四種碳源(蔗糖、麥芽糖、葡萄糖和果糖)對糞產(chǎn)堿桿菌發(fā)酵合成凝膠多糖的影響,研究發(fā)現(xiàn)麥芽糖作為碳源時產(chǎn)量和產(chǎn)率最高,分別為39.3 g/L和0.5 g/L/h;進而利用Logistic和Luedeking-Piret模型分析了不同碳源情況下的發(fā)酵動力學參數(shù),結果顯示麥芽糖作為碳源具有最大的μm(0.44 h-1)和α值(2.05 gcurdlan/gDCW),并證實A.faecalis生產(chǎn)凝膠多糖是一個部分生長相關的過程。進一步通過發(fā)酵過程的殘?zhí)亲兓闆r表明,果糖是一種利用效率很差的碳源,高濃度葡萄糖會抑制多糖的合成,而麥芽糖發(fā)酵過程釋...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 前言
    1.1 凝膠多糖的概述
        1.1.1 凝膠多糖的結構及性質
        1.1.2 凝膠多糖生物合成分子機制
        1.1.3 凝膠多糖及其衍生物的應用
        1.1.4 國內(nèi)外凝膠多糖的研究現(xiàn)狀
    1.2 提高凝膠多糖產(chǎn)量研究
        1.2.1 基于分子水平研究凝膠多糖合成
        1.2.2 基于工藝條件優(yōu)化提高凝膠多糖產(chǎn)量
        1.2.3 基于代謝工程途徑的改造
    1.3 凝膠多糖發(fā)酵動力學模型
        1.3.1 模型理論
        1.3.2 批發(fā)酵糞產(chǎn)堿桿菌動力學模型
        1.3.3 恒化培養(yǎng)研究糞產(chǎn)堿桿菌動力學模型
    1.4 代謝通量分析簡述
        1.4.1 代謝通量分析
        1.4.2 化學計量學模型的建立
    1.5 研究目的和主要內(nèi)容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究的主要內(nèi)容
第2章 材料與方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 實驗菌種
        2.1.2 實驗儀器
        2.1.3 實驗試劑
        2.1.4 培養(yǎng)基
    2.2 培養(yǎng)方法
        2.2.1 種子斜面
        2.2.2 種子搖瓶
        2.2.3 批發(fā)酵培養(yǎng)
        2.2.4 恒化培養(yǎng)
    2.3 分析測定方法
        2.3.1 菌體與凝膠多糖含量測定
        2.3.2 殘?zhí)菧y定
        2.3.3 銨離子測定
        2.3.4 胞外有機酸測定
        2.3.5 CER與OUR的測定
第3章 基于不同碳源的糞產(chǎn)堿桿菌產(chǎn)凝膠多糖動力學分析
    3.1 前言
    3.2 動力學模型與驗證
        3.2.1 動力學模型
        3.2.2 模型參數(shù)估計與驗證
    3.3 材料與方法
        3.3.1 實驗菌種
        3.3.2 培養(yǎng)基
        3.3.3 實驗設計
        3.3.4 分析方法
    3.4 實驗結果與分析
        3.4.1 不同碳源對糞產(chǎn)堿桿菌生理代謝的影響
        3.4.2 不同碳源條件下的菌體生長,多糖合成,底物消耗動力學模型
        3.4.3 蔗糖與麥芽糖發(fā)酵過程中的殘?zhí)亲兓?br>    3.5 本章小結
第4章 葡萄糖和麥芽糖為碳源恒化培養(yǎng)下的A.faecalis動力學分析
    4.1 前言
    4.2 實驗材料與方法
        4.2.1 實驗材料
        4.2.2 實驗方法
        4.2.3 分析方法
    4.3 葡萄糖為碳源不同比生長速率條件下糞產(chǎn)堿桿菌生理代謝特性分析
        4.3.1 糞產(chǎn)堿桿菌恒化穩(wěn)態(tài)的實現(xiàn)
        4.3.2 不同稀釋率條件下達到穩(wěn)態(tài)的比速率分析和碳平衡計算
        4.3.3 菌濃與D的關系
        4.3.4 CER與D的關系
        4.3.5 凝膠多糖的合成與D的關系
        4.3.6 不同稀釋率條件下的q_O2水平比較
    4.4 恒化培養(yǎng)氮限制條件下凝膠多糖發(fā)酵動力學分析
        4.4.1 菌體生長動力學模型
        4.4.2 凝膠多糖合成動力學模型
        4.4.3 Herbert-Pirt底物消耗動力學模型
    4.5 糞產(chǎn)堿桿菌分批培養(yǎng)和恒化培養(yǎng)產(chǎn)糖特性比較
    4.6 葡萄糖和麥芽糖為碳源恒化培養(yǎng)下的A.faecalis宏觀生理參數(shù)比較
        4.6.1 麥芽糖為碳源的A.faecalis恒化穩(wěn)態(tài)建立
        4.6.2 葡萄糖和麥芽糖為碳源的A.faecalis恒化培養(yǎng)生理代謝參數(shù)比較
    4.7 本章小結
第5章 葡萄糖和麥芽糖為碳源A.faecalis代謝通量分析比較
    5.1 前言
    5.2 實驗材料及方法
        5.2.1 實驗材料
        5.2.2 實驗方法
    5.3 糞產(chǎn)堿桿菌通量平衡分析
        5.3.1 糞產(chǎn)堿桿菌代謝網(wǎng)絡的構建
        5.3.2 糞產(chǎn)堿桿菌代謝平衡模型的建立
    5.4 不同碳源條件下凝膠多糖的代謝通量比較
    5.5 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
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附錄



本文編號：3969360