D-核糖高产菌株的选育及其发酵条件的研究

摘要

D-核糖具有重要的生理功能，是遗传物质核酸的构成成分，也是若干辅酶、维生素和调味品的组成部分，具有重要的生理作用。在食品和医药工业中的应用越来越广泛，近年来利用D--糖生产抗癌和抗病毒药物也显示出了强大的生命力。目前利用发酵法生产D-核糖是最有效的生产方法，因其生产成本低和产率高而引起国内外越来越多研究者的关注。 针对国内外D-核糖发酵的研究现状及发展趋势，本文使用紫外线照射和化学诱变法对产D-核糖40～45g/L的转酮醇酶缺陷型枯草芽孢杆菌BFD-100810进行复合诱变处理，得到其最佳的诱变条件为：在30W紫外灯下，距离25cm、照射时间为30S；然后再用1％的硫酸二乙酯(DES)处理20min。通过选育莽草酸营养缺陷型、耐高浓度葡萄糖和葡萄糖酸钙突变株，得到一株能够在发酵液中积累D-核糖达到1022g/L的D-核糖生产菌株。具有重要的应用价值。 研究了初始碳、氮源浓度对D-核糖发酵的影响，通过单因素实验和正交实验设计，对发酵培养基进行了优化，确定了最佳发酵培养基配方为(g/L)：葡萄糖90.0，葡萄酸钙90.0，玉米浆25.0，(NH<,4>)<,2>SO<,4>5.0，MnSO<,4> 0.5，酵母粉5.0，MgSO<,4>．7H<,2>O 0.2。 在研究发酵条件对D-核糖产量的影响时发现，FBD-101106最佳的菌体生长pH值和最佳的D-核糖合成pH值不一致，因此在发酵中采取前期pH值自然下降，有利于菌体的生长，在菌体生长进入稳定期以后，消毒前pH控制在7.0～7.3的范围内，可促进D-核糖的合成。最佳培养条件为发酵产糖前(约30h)保持温度为34～36℃，开始大量积累D-核糖后，再升高温度到37～38℃，接种量5％，装液量50mL，摇床转速200r/min。在最佳发酵条件下D-核糖产量为102.2g/L。 发酵液中的D-核糖需经分离纯化、提取精制才能进行应用。对D-核糖发酵液进行预处理、脱色、脱盐、浓缩，D-核糖总提取收率达到92％。

目录

声明

摘要

前言

一、D-核糖的理化性质

二、D-核糖的应用

1 D-核糖在食品工业中的应用

2 D-核糖在医药工业中的应用

三、D-核糖的生产发展历史

四、D-核糖的生物合成及相关代谢途径

五、国内外D-核糖生产状况

六、论文立题依据

七、本论文的主要研究内容

第一章D-核糖生产菌株的选育

1.1材料与方法

1.1.1材料

1.1.2实验方法

1.2结果与讨论

1.2.1菌株生长曲线的绘制及菌体形态观察

1.2.2定向复筛及菌种稳定性实验

1.2.3 D-核糖生产菌株应具备的主要特征

1.2.4 D-核糖的检测方法

1.3小结

第二章发酵培养基的优化

2.1材料与方法

2.1.1材料

2.1.2营养因子的选择

2.2结果与讨论

2.2.1发酵培养基单因素实验

2.2.2正交实验确定最佳发酵培养基

2.3小结

第三章最佳发酵条件的确定

3.1材料与方法

3.1.1培养基

3.1.2材料及仪器(同第一章)

3.1.3发酵条件的优化

3.2结果与讨论

3.2.1接种量对D-核糖发酵的影响

3.2.2种子种龄对D-核糖发酵的影响

3.2.3 PH对D-核糖发酵的影响

3.2.4温度对D-核糖发酵的影响

3.2.5装液量及摇床转速对D-核糖发酵的影响

3.2.6消泡剂对溶解氧及D-核糖发酵的影响

3.2.7优化条件下的发酵曲线

3.2.8添加物对D-核糖发酵的影响

3.3小结

第四章D-核糖的提取精制

4.1材料与方法

4.1.1材料

4.1.2实验方法

4.2结果与讨论

4.2.1 D-核糖发酵液预处理、脱色、脱盐

4.2.2最佳条件下脱色率

4.2.3发酵液脱盐

4.2.4 D-核糖的浓缩

4.2.5发酵产物的分析鉴定

4.2.6 D-核糖的精制

4.2.7发酵生产技术主要指标及下游提取和精制主要指标

4.3小结

结论与讨论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表文章