細(xì)菌L-乳酸發(fā)酵及其代謝通量分析的研究.pdf

1、本文主要對(duì)L-乳酸生產(chǎn)菌株(Lactobacillus casei YBQl-1)進(jìn)行了誘變選育,并研究了突變株YBQH2-14發(fā)酵條件對(duì)生產(chǎn)L-乳酸的影響,構(gòu)建了L.casei YBQH2-14的代謝網(wǎng)絡(luò)模型,分析了分批發(fā)酵不同階段的代謝通量,同時(shí)研究了L-乳酸的應(yīng)用——黑麥麩皮粉發(fā)酵.對(duì)L.casei YBQl-1進(jìn)行紫外線照射誘變處理,以CaCO<,3>-溴甲酚紫平板、高錳酸鉀-溴化鉀平板、高糖平板、乳酸梯度平板、純?nèi)樗崞桨暹M(jìn)行篩

2、選,最后得到一株耐高糖、高酸的正向突變株YBQH2-14,其在發(fā)酵培養(yǎng)基中L-乳酸產(chǎn)量達(dá)到93g/L,對(duì)糖轉(zhuǎn)化率達(dá)到77.5﹪,比出發(fā)菌株產(chǎn)酸提高48.5﹪.對(duì)菌株L.casei YBQH2-14的發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行了優(yōu)化,研究了碳源(大米糖化液、玉米淀粉糖化液和葡萄糖)對(duì)L-乳酸產(chǎn)量的影響,其中大米糖化液培養(yǎng)基L-乳酸產(chǎn)量達(dá)到105g/L;有機(jī)氮源(蛋白胨、玉米漿和酵母膏)和無機(jī)氮源(NH<,4>Cl、(NH<,4>)<,2>HPO<,4

3、>)對(duì)L-乳酸產(chǎn)量的影響,并運(yùn)用響應(yīng)面分析法(中心組合設(shè)計(jì))設(shè)計(jì)了葡萄糖、蛋白胨、NH<,4>Cl和(NH<,4>)<,2>HPO<,4>四因素的響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明,適宜的培養(yǎng)基C/N比(質(zhì)量比)為12:1~13:1,確定的培養(yǎng)基組成為:葡萄糖120.13g/L、蛋白胨19.342g/L、NH<,4>Cl 4g/L、(NH<,4>)<,2>HPO<,4> 2.0096g/L,乙酸鈉0.5g/L,MgSO<,4>·7H<,2>O 0

4、.2g/L,MnSO<,4>·4H<,2>O 0.01g/L,FeSO<,4>·7H<,2>O 0.01g/L,NaCl 0.01g/L,ZnSO<,4>·7H<,2>O 0.2 g/L,優(yōu)化后的培養(yǎng)基適合于對(duì)L.casei YBQH2-14進(jìn)行代謝網(wǎng)絡(luò)分析.同時(shí),對(duì)L.casei YBQH2-14的培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化,確定了最佳發(fā)酵溫度為37℃;并對(duì)H<'+>和游離乳酸對(duì)菌體生長和產(chǎn)酸的影響進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:乳酸對(duì)菌體生長和產(chǎn)

5、酸的影響程度隨pH的下降而加強(qiáng).論文在分析了胞內(nèi)EMP途徑、TCA循環(huán)和氧化磷酸化等途徑之后,基于化學(xué)計(jì)量平衡方程,構(gòu)建了L.casei YBQH2-14代謝網(wǎng)絡(luò)模型.應(yīng)用代謝通量分析法,得到了不同發(fā)酵階段L.casei YBQH2-14的胞內(nèi)代謝通量分布.最后,論文對(duì)黑麥麩皮生粉乳酸發(fā)酵進(jìn)行了研究.添加α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶和纖維素酶能提高L.casei YBQH2-14對(duì)黑麥麩皮粉的利用率,從而提高產(chǎn)酸水平,并設(shè)計(jì)了三因素三水平