2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、普魯蘭(Pullulan)是一種由麥芽三糖經(jīng)α-1,6糖苷鍵聚合而成的微生物多糖,一般由多形態(tài)真菌出芽短梗霉發(fā)酵產(chǎn)生。普魯蘭獨特的線性結(jié)構(gòu)使其具有典型的成膜性、粘合性、阻氧性和可生物降解等生理特性,因此,在食品、化工、醫(yī)藥和環(huán)保等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。
  與以往發(fā)酵法生產(chǎn)普魯蘭的方法不同,本論文采用全細(xì)胞轉(zhuǎn)化法合成普魯蘭。以出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans CCTCC M2012259)為出發(fā)菌株,探

2、討該菌株在轉(zhuǎn)化葡萄糖合成普魯蘭的可行性,優(yōu)化種子培養(yǎng)基以提高細(xì)胞合成普魯蘭的能力,研究表面活性劑在促進(jìn)普魯蘭生物合成中的作用,考察金屬離子對普魯蘭生物轉(zhuǎn)化的影響及其機制。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
  1.采用響應(yīng)面法優(yōu)化種子培養(yǎng)基,以提升A. pullulans CCTCC M2012259細(xì)胞轉(zhuǎn)化葡萄糖合成普魯蘭的能力。首先,采用單因素實驗考察種子培養(yǎng)基中各營養(yǎng)組分對普魯蘭轉(zhuǎn)化能力的影響。在此基礎(chǔ)上,運用Plackett-Ber

3、man設(shè)計篩選出影響普魯蘭轉(zhuǎn)化能力最為顯著的三種營養(yǎng)物:葡萄糖、酵母粉和七水硫酸鎂。利用響應(yīng)面分析對這這三種營養(yǎng)物的濃度進(jìn)行優(yōu)化,得到最佳的種子培養(yǎng)基成分組合:葡萄糖63.97 g/l,酵母粉3.57 g/l,硫酸銨0.6 g/l,磷酸氫二鉀5.0 g/l,氯化鈉1.0 g/l,七水硫酸鎂0.18 g/l。驗證實驗結(jié)果表明,在優(yōu)化培養(yǎng)基中獲得的細(xì)胞,其轉(zhuǎn)化葡萄糖合成普魯蘭的能力為32.72 mg/g/h,比原始培養(yǎng)基提高了23.1%。同

4、時,轉(zhuǎn)化過程中葡萄糖的消耗速率和普魯蘭的合成速率都比對照更快,說明應(yīng)用響應(yīng)面分析優(yōu)化種子培養(yǎng)基是可行的。此外,對A. pullulans CCTCC M2012259細(xì)胞中普魯蘭合成關(guān)鍵酶基因的表達(dá)水平和酶活大小進(jìn)行測定,結(jié)果發(fā)現(xiàn),pgm1和fks基因的轉(zhuǎn)錄水平分別比對照組的上調(diào)了2.5倍和1.2倍,PGM和FKS的酶活性也分別提高了17%和19%,解釋了種子培養(yǎng)基優(yōu)化提高了普魯蘭轉(zhuǎn)化能力的原因。最后,對全細(xì)胞轉(zhuǎn)化法和發(fā)酵法合成普魯蘭的

5、培養(yǎng)基成分進(jìn)行成本核算,全細(xì)胞轉(zhuǎn)化法要比發(fā)酵法節(jié)省22.12%。
  2.考察了不同類型表面活性劑在普魯蘭生物轉(zhuǎn)化中的作用,發(fā)現(xiàn)吐溫和斯潘在普魯蘭生物轉(zhuǎn)化中具有顯著的促進(jìn)作用。在此基礎(chǔ)上,搖瓶轉(zhuǎn)化結(jié)果表明Tween80和Span80在普魯蘭生物轉(zhuǎn)化中具有十分突出的作用,當(dāng)二者濃度分別為5 g/l和20 g/l時,普魯蘭產(chǎn)量分別比對照提高了36.10%和38.39%。Tween80和Span80復(fù)配進(jìn)一步提高了普魯蘭的合成量,但并沒

6、有累加效應(yīng)。研究了表面活性劑提高普魯蘭生物轉(zhuǎn)化效率的作用機制,發(fā)現(xiàn)Tween80和Span80對細(xì)胞存活率沒有顯著影響,但提高了細(xì)胞內(nèi)膜的通透性,有效調(diào)控了普魯蘭生物合成途徑中三種關(guān)鍵酶的酶活,并且增加了胞內(nèi)能量物質(zhì)ATP的供給,因而顯著提高了全細(xì)胞合成普魯蘭的產(chǎn)量。
  3.考察了不同種類的金屬離子在普魯蘭生物轉(zhuǎn)化中的作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)銅離子可以顯著促進(jìn)普魯蘭生物轉(zhuǎn)化。分別向轉(zhuǎn)化液和種子培養(yǎng)基中添加銅離子,考察其對普魯蘭轉(zhuǎn)化的影響,

7、結(jié)果發(fā)現(xiàn),最適的銅離子添加濃度均為0.2 mg/l,普魯蘭產(chǎn)量分別比對照(轉(zhuǎn)化液和種子培養(yǎng)基中均未添加銅離子)提高了36.2%和42.3%。在此基礎(chǔ)上,考察了同時向轉(zhuǎn)化液和種子培養(yǎng)基中添加銅離子時普魯蘭生物轉(zhuǎn)化的情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化至48 h時,普魯蘭產(chǎn)量比對照提高了52%,表明在這兩個過程中銅離子的添加具有協(xié)同作用,但沒有累加效應(yīng)。最后,研究了銅離子促進(jìn)普魯蘭生物轉(zhuǎn)化的作用機制,發(fā)現(xiàn)適量的銅離子既不會影響細(xì)胞的存活率,也不會導(dǎo)致黑色素的

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