【摘要】： 超聲波是一種物理能，在低強度和適當?shù)念l率條件下，其特有的空化作用形成振蕩，渦流式超聲波作用，致使液體中形成局部的暫時負壓區(qū)，產(chǎn)生非穩(wěn)定的空泡和氣泡，當它們突然閉合時，會產(chǎn)生激波，局部壓強很大，達上千個大氣壓，破壞了物質(zhì)間的相互引力吸附。微弱的超聲空化作用對細胞產(chǎn)生的破壞作用很小，可以在細胞表面瞬間造成微傷，使細胞壁局部破裂，從而改變細胞膜的通透性，使胞內(nèi)物質(zhì)釋放或胞外物質(zhì)進入細胞內(nèi)，從而加強細胞的物質(zhì)運輸，加速細胞的新陳代謝和目標產(chǎn)物的生物合成。本文以阿氏假囊酵母 (Ecemothecium ashbyii )為實驗材料，尋找不同的刺激方式，來研究超聲刺激對菌株的生長和次生代謝的影響，為超聲波在發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用提供一些參考。 本文的主要研究內(nèi)容和方法如下： 1. 研究超聲對E. ashbyii)生長的基本規(guī)律的影響。選用功率一定，頻率分別為18、20、24、28、30 kHz的超聲波加載于該菌的搖瓶發(fā)酵過程中，加載方式是每12h刺激一次，每次全程30 min，刺激30 s，間隔30 s。結(jié)果表明：在已知作用頻率的刺激下，都對阿氏假囊酵母的生長有促進作用；同時核黃素的發(fā)酵得率也有提高。該結(jié)果在24 kHz的刺激作用下最為明顯，在此頻率超聲作用下，發(fā)酵時間比對照組提前了36 h，核黃素的發(fā)酵得率提高了2倍左右。 2. 研究一定頻率（24 kHz）的超聲波在阿氏假囊酵母生長的不同階段刺激，對核黃素生物合成的影響。即分別在菌絲體生長和核黃素生物合成階段施加超聲的作用，與空白對照。結(jié)果表明，在菌絲體生長階段，超聲刺激是由于促進了微生物生長量的增加而使核黃素的發(fā)酵得率提高，效果顯著；但在核黃素的生物合成階段，超聲刺激促進核黃素向胞外分泌，抑制代謝產(chǎn)物核黃素對次生代謝的反饋作用，從而導致核黃素的發(fā)酵得率的極其顯著提高。 在核黃素的生物合成階段，研究不同刺激時間和周期對核黃素生物合成的影響，結(jié)果表明，在阿氏假囊酵母發(fā)酵的104 h開始刺激時，超聲對核黃素向胞外分泌的效果才開始明顯，可能的原因是在這以前代謝產(chǎn)物很低，不足以對核黃素的生物合成產(chǎn)生抑制，因此刺激效果不明顯，隨著發(fā)酵時間的推移，細胞內(nèi)產(chǎn)生大量的核黃素，開始抑制核黃素的生物合成，加載超聲刺激促進核黃素向胞外分泌，，使核黃素對次生代謝的反饋作用受到抑制，從而導致核黃素的發(fā)酵得率的顯著提高，在108 h左右，超聲作用最為明顯，此時核黃素的相對含量提高了40 %左右。116 h處理前后，核黃素的相對含量變化不大。因此可以得出，在發(fā)酵的104～112 h是超 WP=5 3. 聲處理的最佳時間段。 4. 用超聲處理發(fā)酵液后，核黃素被釋放到發(fā)酵液中，但隨著發(fā)酵的繼續(xù)進行，細胞內(nèi)進一步合成核黃素，產(chǎn)物的濃度又逐漸升高，另一方面發(fā)酵液中的核黃素又有可能被胞壁吸附，再次形成產(chǎn)物對核黃素生物合成的抑制。研究結(jié)果表明，在104～112 h時間段，每隔1.5 h就需要再次超聲處理。 5. 用高效液相色譜（HPLC）法監(jiān)視了超聲刺激在阿氏假囊酵母發(fā)酵過程中丙酮酸含量的變化。結(jié)果表明，超聲刺激會引起細胞內(nèi)丙酮酸發(fā)生變化，同時發(fā)現(xiàn)，丙酮酸含量的變化與菌絲體干重和核黃素的含量的變化成一定的關(guān)系，說明超聲刺激可能影響到三羧酸循環(huán)過程，從而改變整個代謝過程，最終導致核黃素的生物合成。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2003
【分類號】：R312

【參考文獻】

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