甘油替代葡萄糖發(fā)酵生產(chǎn)富馬酸的代謝組學(xué)研究.pdf_第1頁
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1、富馬酸是一種高附加值的四碳二元羧酸化合物,廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品等各行各業(yè)。本論文以實(shí)驗(yàn)室保存的少根根霉RH7-13#為出發(fā)菌株,利用溴甲酚綠作為指示劑進(jìn)行菌種的分離純化,大大的縮短了篩菌周期,并成功得到少根根霉RH7-13-24#菌。該菌與出發(fā)菌株相比,富馬酸產(chǎn)量提高了49.01%,經(jīng)過多次傳代后高產(chǎn)富馬酸性狀穩(wěn)定。
  本論文嘗試使用甘油和葡萄糖進(jìn)行混合發(fā)酵,經(jīng)過一系列的優(yōu)化后得到了最佳的發(fā)酵工藝條件:甘油的添加量為40

2、g/L,添加時(shí)間為發(fā)酵階段24 h,接種量為30%(V/V)、種齡為24 h或者接種量為20%(V/V)、種齡為36h。此時(shí)富馬酸的最高產(chǎn)量為24.87 g/L,與單純發(fā)酵40g/L葡萄糖相比,富馬酸產(chǎn)量提高55.63%;與單純發(fā)酵40 g/L甘油相比,富馬酸產(chǎn)量提高2437.75%;與單純發(fā)酵80 g/L葡萄糖發(fā)酵相比,有效降低無氧呼吸副產(chǎn)物乳酸45.97%,降低副產(chǎn)物乙醇60.15%。通過對(duì)不同培養(yǎng)條件下的少根根霉RH7-13-24

3、#細(xì)胞膜的通透性研究,以相對(duì)電導(dǎo)率為參考指標(biāo),發(fā)現(xiàn)混合發(fā)酵時(shí)細(xì)胞膜的通透性是單純利用葡萄糖時(shí)的1.17倍,有利于細(xì)胞內(nèi)外小分子物質(zhì)的自由擴(kuò)散。通過對(duì)不同條件培養(yǎng)后的少根根霉RH7-13-24#細(xì)胞膜的成分進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)甘油的加入會(huì)明顯提高細(xì)胞膜上不飽和脂肪酸的含量,進(jìn)而提高了細(xì)胞膜的流動(dòng)性,有利于細(xì)胞在發(fā)酵液中更好的傳質(zhì)傳氧,無氧呼吸減弱,副產(chǎn)物乙醇和乳酸的量降低。
  本論文嘗試引入代謝組學(xué)的分析手段,嘗試研究混合發(fā)酵對(duì)細(xì)胞內(nèi)代

4、謝輪廓的影響。首先經(jīng)過優(yōu)化淬滅條件、提取條件和檢測(cè)條件等,建立了適合少根根霉細(xì)胞內(nèi)小分子代謝物的提取方法,該方法下可以獲得160余種細(xì)胞內(nèi)小分子生物活性物質(zhì)。然后經(jīng)過相關(guān)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn),少根根霉RH7-13-24#利用利用甘油為碳源時(shí),細(xì)胞內(nèi)的氨基酸類物質(zhì)含量較高,主要用于滿足細(xì)胞自身的生長需求;利用葡萄糖時(shí)細(xì)胞內(nèi)EMP途徑和TCA循環(huán)進(jìn)行的強(qiáng)度較強(qiáng),可以為富馬酸的生產(chǎn)提供足夠的ATP,因此混合發(fā)酵時(shí),富馬酸產(chǎn)量較高?;旌习l(fā)酵與單純用葡

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