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【摘要】：D-阿拉伯醇，又称D-树胶糖醇，主要存在于地衣类和蘑菇类中，是一种天然存在的新型功能性五碳醇，是美国能源部推荐的12种高附加值生物基化合物之一，广泛运用于食品、医药以及工业领域。D-阿拉伯醇作为一种高附加值化合物受到了越来越广泛的关注，发酵法制备D-阿拉伯醇作为一种环境友好、经济可行的生产方式受到了越来越高的重视。
本文以实验室保藏的一株产D-阿拉伯醇耐高渗酵母SFA-S1为出发菌株，采用紫外线辐照诱变、硫酸二乙酯诱变以及紫外-硫酸二乙酯复合诱变，通过初筛和复筛获得一株D-阿拉伯醇产量为32.30g/L的突变株UD-3，并对其发酵培养基以及发酵条件进行了优化。
单因素试验结果表明，作用突变株UD-3D-阿拉伯醇产量显著的因素有六种，分别为葡萄糖、酵母膏、硫酸铵、硫酸铜、玉米浆、硫酸锌。为筛选出作用突变株D-阿拉伯醇产量的主要作用因素，并探讨各因素间的相互影响，本文采用响应面法对突变株D-阿拉伯醇发酵培养基进行进一步优化，Plackett-Burman实验结果表明，阿拉伯语论文，酵母膏、硫酸铵、硫酸锌为作用突变株D-阿拉伯醇产量的主要因素且可信度较高，以Box-Behnken的设计原理，设计三因素三水平的响应面实验，最终获得该实验条件下突变株发酵D-阿拉伯醇的最优培养基为：葡萄糖200g/L、玉米浆2.50g/L、酵母膏4.05g/L、硫酸铵3.33g/L、硫酸锌1.21g/L、硫酸铜0.20g/L，此时D-阿拉伯醇产量最高为46.67g/L。验证试验表明经培养基优化后突变株UD-3D-阿拉伯醇产量的平均值为46.62g/L，阿拉伯语论文范文，与预测值接近，同优化前的32.30g/L相比，产量提高了44.3%。培养条件优化结果表明，在该实验条件下，突变株产D-阿拉伯醇的最适培养条件为：种龄18h、接种量2%、培养温度28℃、转速180r/min。
为进一步提高突变株D-阿拉伯醇产量，本文探讨了不同添加物对突变株D-阿拉伯醇产量的作用，结果表明：在发酵培养基中添加氧载体正十二烷，6-磷酸葡萄糖脱氢酶酶活促进剂盐酸吡硫醇，可以改变真菌细胞膜通透性的两性霉素B以及H2O2均能提高D-阿拉伯醇产量，在该实验中其最适添加量分别为2%、0.15%、2.55mg/L、0.03%；但在发酵培养基中添加酶抑制剂碘乙酸、氟化钠均对突变株D-阿拉伯醇的合成有抑制影响；使用氯化钠、PEG、赤藓糖醇作为渗透压调节剂时，突变株D-阿拉伯醇合成均受到抑制。
【关键词】：D-阿拉伯醇 渗透压 优化 响应面 添加物 发酵
符号说明4-8 摘要8-10 Abstract10-12 1 前言12-19 1.1 D-阿拉伯醇理化性质12 1.2 D-阿拉伯醇的运用12-13 1.3 D-阿拉伯醇的制备措施13-14 1.3.1 提取法13 1.3.2 化学法制备 D-阿拉伯醇13 1.3.3 生物法制备 D-阿拉伯醇13-14 1.4 发酵法生产 D-阿拉伯醇探讨近况14-17 1.4.1 发酵法制备 D-阿拉伯醇探讨进展14-15 1.4.2 D-阿拉伯醇生产菌种15-16 1.4.3 D-阿拉伯醇代谢途径16-17 1.5 作用 D-阿拉伯醇发酵的因素17-18 1.6 立题背景与意义18-19 1.7 主要探讨内容19 2 材料与措施19-25 2.1 实验材料19-20 2.1.1 实验菌种19 2.1.2 培养基19-20 2.1.3 pH 7.0 磷酸盐缓冲液20 2.1.4 硫代硫酸钠溶液20 2.1.5 50%硫酸二乙酯20 2.2 主要仪器及设备20 2.3 主要试剂20-22 2.4 实验措施22-25 2.4.1 发酵液制备22 2.4.2 生物量的测定22 2.4.3 残糖测定22 2.4.4 D-阿拉伯醇测定22 2.4.5 菌种的诱变22-23 2.4.6 突变菌株筛选23-24 2.4.7 单因素条件优化24 2.4.8 响应面培养条件优化24-25 2.4.9 特殊添加物对突变株 D-阿拉伯醇发酵的作用25 3 结果与略论25-75 3.1 产 D-阿拉伯醇菌株的诱变选育25-32 3.1.1 SFA-S1 生长曲线25-26 3.1.2 紫外线诱变26-28 3.1.3 硫酸二乙酯诱变28-30 3.1.4 紫外-硫酸二乙酯复合诱变30-31 3.1.5 突变株 UD-3 遗传稳定性试验31-32 3.2 突变株发酵培养基优化32-47 3.2.1 有机氮源对突变株 UD-3 产 D-阿拉伯醇的作用32-35 3.2.2 无机氮源对突变株 UD-3 产 D-阿拉伯醇的作用35-37 3.2.3 磷酸盐对突变株 UD-3 产 D-阿拉伯醇的作用37-39 3.2.4 金属离子对突变株 UD-3 产 D-阿拉伯醇的作用39-45 3.2.5 葡萄糖浓度对突变株 UD-3 产 D-阿拉伯醇的作用45-47 3.3 响应面法优化突变株 UD-3 D-阿拉伯醇发酵培养基47-54 3.3.1 作用突变株 UD-3 D-阿拉伯醇产量主要因素的确定47-49 3.3.2 最陡爬坡实验49 3.3.3 响应面略论实验49-54 3.4 突变株 UD-3 发酵条件优化54-59 3.4.1 突变株 UD-3 生长曲线54 3.4.2 种龄对突变株 UD-3 产 D-阿拉伯醇的作用54-55 3.4.3 接种量对突变株 UD-3 产 D-阿拉伯醇的作用55-56 3.4.4 温度对突变株 UD-3 产 D-阿拉伯醇的作用56-59 3.5 特殊添加物对突变株 D-阿拉伯醇发酵的作用59-75 3.5.1 盐酸吡硫醇对突变株 D-阿拉伯醇发酵的作用59-61 3.5.2 正十二烷对 D-阿拉伯醇发酵的作用61-62 3.5.3 碘乙酸对 D-阿拉伯醇发酵的作用62-63 3.5.4 NaF 对 D-阿拉伯醇发酵的作用63-65 3.5.5 两性霉素 B 对 D-阿拉伯醇发酵的作用65-67 3.5.6 H2O2对 D-阿拉伯醇发酵的作用67-68 3.5.7 渗透压调节剂对突变株UD-3 D-阿拉伯醇发酵的作用68-75 4 讨论75-76 5 结论76-78 参考文献78-82 致谢82-83 攻读学位期间论文情况83 |
