本文關(guān)鍵詞：海藻酸鈣包埋乳酸片球菌產(chǎn)γ-氨基丁酸研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：乳酸片球菌(Pediococcus acidilacticii)屬于益生菌，其代謝過程可以產(chǎn)生γ-氨基丁酸（γ-Aminobutyric acid，簡稱GABA）、乳酸片球菌菌素等對于人體機(jī)能、生理功能有明顯的促進(jìn)作用的代謝產(chǎn)物。 其中，γ-氨基丁酸具有降血壓、安神、抗衰老、治療癲癇、促進(jìn)生殖功能的作用。GABA的主要生產(chǎn)方法為，微生物發(fā)酵法，這種方法安全快速，產(chǎn)物易提取。利用海藻酸鈣包埋乳酸片球菌進(jìn)行固定化發(fā)酵，而且能夠縮短發(fā)酵周期，增長對數(shù)期，大量積累代謝產(chǎn)物，而且產(chǎn)物更容易分離。 本文主要對實(shí)驗(yàn)室選育的乳酸片球菌UN-27為初始菌株進(jìn)行固定化，觀察固定化細(xì)胞的微觀結(jié)構(gòu)，，探究海藻酸鈣包囊的傳質(zhì)性能，及包囊膜的最大截留分子量。對乳酸片球菌進(jìn)行固定化培養(yǎng)，研究中空海藻酸鈣包囊與乳酸片球菌細(xì)胞的生物相容性,及固定化乳酸片球菌的連續(xù)培養(yǎng)。最后對固定化發(fā)酵進(jìn)行動力學(xué)研究。 首先，利用實(shí)驗(yàn)室優(yōu)化的最佳固定化條件對乳酸片球菌進(jìn)行包埋，通過掃描電鏡觀察包囊的微觀結(jié)構(gòu)，海藻酸鈣包囊內(nèi)表面存在著孔徑，平均的大小約為366nm，海藻酸鈣外表面孔徑約為162nm。而菌體平均直徑為707nm左右，所以菌體可以較好地固定在包囊內(nèi)，不易泄漏。研究小分子營養(yǎng)物質(zhì)：葡萄糖、乳糖、L-苯丙氨酸、谷氨酸進(jìn)入海藻酸鈣包囊的傳質(zhì)能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其均能夠較為快速的進(jìn)入海藻酸鈣包囊，濃度達(dá)到平衡。葡萄糖、乳糖、L-苯丙氨酸、谷氨酸的傳值系數(shù)分別為0.094、0.084、0.108、0.124。 其次考察了海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉和氯化鈣三種制囊成分，以及中空海藻酸鈣包囊與乳酸片球菌的生物相容性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)SA、CMC有利于菌體的生長繁殖，且CaCl2對菌體的影響也很微弱，說明了中空海藻酸鈣包囊與乳酸片球菌的生物相容性較好。對固定化乳酸片球菌進(jìn)行固定化培養(yǎng)，在培養(yǎng)48h菌體密度達(dá)到最高，為1011cfu/g，選擇增殖培養(yǎng)36h的細(xì)胞進(jìn)行固定化發(fā)酵，GABA的產(chǎn)量穩(wěn)定快速，可重復(fù)利用。通過8個批次的半連續(xù)發(fā)酵，固定化細(xì)胞在第一批次時產(chǎn)量達(dá)到最大8.07g/L，每個周期產(chǎn)量均維持在7g/L左右。 最后在最優(yōu)的發(fā)酵條件下，對固定化乳酸片球菌的發(fā)酵動力學(xué)進(jìn)行研究，得到如下模型：微生物生長模型：dx/dt=0.126(1-X/1.98)X；γ-氨基丁酸生成模型：dp/dt=0.049(dx/dt)+0.073X；L-谷氨酸鈉消耗模型：-(ds/dt)=8.06(dx/dt)+1.1(dp/dt)經(jīng)過驗(yàn)證試驗(yàn)表明，所建立的模型可以描述整個發(fā)酵過程。
【關(guān)鍵詞】：固定化 γ-氨基丁酸 傳質(zhì)性能 發(fā)酵動力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R371
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-26
• 1.1 乳酸片球菌11
• 1.2 γ-氨基丁酸11-15
• 1.2.1 γ-氨基丁酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)11-12
• 1.2.2 γ-氨基丁酸的生理功能12-14
• 1.2.3 γ-氨基丁酸的制備14-15
• 1.3 固定化海藻酸鈣包囊15-22
• 1.3.1 固定化細(xì)胞技術(shù)及方法15-17
• 1.3.2 海藻酸鈣包囊17-22
• 1.4 固定化發(fā)酵技術(shù)的研究進(jìn)展22-24
• 1.4.1 固定化發(fā)酵技術(shù)在γ-氨基丁酸生產(chǎn)上的應(yīng)用22-23
• 1.4.2 固定化發(fā)酵技術(shù)在其他發(fā)酵生產(chǎn)上的應(yīng)用23-24
• 1.5 課題研究的目的、意義及研究內(nèi)容24-26
• 1.5.1 課題研究的目的與意義24-25
• 1.5.2 課題研究的研究內(nèi)容25-26
• 第2章 中空海藻酸鈣包囊的傳質(zhì)性能26-42
• 2.1 前言26
• 2.2 材料和方法26-33
• 2.2.1 試驗(yàn)試劑和儀器設(shè)備26-27
• 2.2.2 中空海藻酸鈣包囊的制備27-28
• 2.2.3 固定化包囊性能的測定方法28-29
• 2.2.4 傳質(zhì)系數(shù)和截留分子量的測定方法29-33
• 2.3 傳質(zhì)系數(shù)的計(jì)算方法33-34
• 2.4 結(jié)果與討論34-41
• 2.4.1 海藻酸鈣包囊的外觀和結(jié)構(gòu)34-36
• 2.4.2 小分子底物在中空海藻酸鈣包囊中的擴(kuò)散性能36-38
• 2.4.3 中空海藻酸鈣包囊的截留分子量38-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 第3章 乳酸片球菌在中空海藻酸鈣包囊中的固定化培養(yǎng)42-53
• 3.1 材料和方法42-47
• 3.1.1 菌種42
• 3.1.2 材料42-44
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)方法44-47
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析47-52
• 3.2.1 中空海藻酸鈣包囊與乳酸片球菌的生物相溶性47-50
• 3.2.2 中空海藻酸鈣包囊乳酸片球菌的半連續(xù)培養(yǎng)50-52
• 3.3 本章小結(jié)52-53
• 第4章 固定化乳酸片球菌發(fā)酵產(chǎn)γ-氨基丁酸動力學(xué)研究53-64
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法53-55
• 4.1.1 菌種及保藏方法53
• 4.1.2 培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件53-54
• 4.1.3 儀器設(shè)備54
• 4.1.4 主要試劑54
• 4.1.5 實(shí)驗(yàn)分析方法54-55
• 4.2 結(jié)果與討論55-63
• 4.2.1 GABA 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制55
• 4.2.2 動力學(xué)模型的建立55-58
• 4.2.3 動力學(xué)模型參數(shù)的估算58-62
• 4.2.4 動力學(xué)模型的驗(yàn)證62-63
• 4.3 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：343333