產(chǎn)輔酶Q10菌株選育及發(fā)酵過程優(yōu)化研究.pdf

1、輔酶Q10(CoQ10)作為細(xì)胞有氧呼吸鏈中的一個(gè)重要遞氫體，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和食品行業(yè)。近年來，CoQ10作為一種輔助藥物，在治療心臟衰竭方面，使用比例逐年增加，因此對(duì)CoQ10的需求也不斷增長(zhǎng)。對(duì)產(chǎn)CoQ10微生物的開發(fā)利用也愈發(fā)重要。本文以類球紅細(xì)菌（Rhodobacter sphaeroides）為出發(fā)菌，研究了該菌的誘變選育、培養(yǎng)基優(yōu)化和補(bǔ)料分批發(fā)酵工藝。
　　1.對(duì)比皂化法、超聲波破碎法、反復(fù)凍融法、酸熱法和酸熱輔助超聲

2、法對(duì)CoQ10提取效果的影響，確定了酸熱輔助超聲破胞方法的可行性。并通過單因素實(shí)驗(yàn)、正交法實(shí)驗(yàn)確定其最佳提取工藝條件。酸熱輔助超聲法提取類球紅細(xì)菌中CoQ10最優(yōu)的提取條件是加入300μL的鹽酸、80℃、400w超聲處理20min。此時(shí)，CoQ10得率為3.738mg/g。
　　2.以自然篩選獲得的R.sp1-11為出發(fā)菌株，經(jīng)過紫外-LiCl、NTG結(jié)合VK3、NaN3和PHB復(fù)合抗性誘變，獲得一株遺傳性狀良好的CoQ10高產(chǎn)菌

3、株，其產(chǎn)量為71.23mg/L，比出發(fā)菌株提高了132.17％。通過單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)R.sp3-7菌株發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)條件為:32℃、初始pH為7.0、接種量8％及裝液量為40mL/250mL，CoQ10產(chǎn)量為82.70mg/L。
　　3.對(duì)R.sp3-7生產(chǎn)CoQ10的發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化，首先通過單因素篩選確定了培養(yǎng)基最佳碳源、氮源和需添加的金屬離子。通過Plackett-Burman設(shè)計(jì)對(duì)培養(yǎng)基中的9種成分進(jìn)行篩選，獲得

4、影響發(fā)酵的3個(gè)重要成分:葡萄糖、玉米漿干粉和硫酸鎂，再采用Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)上述三種成分進(jìn)行優(yōu)化，獲得最佳濃度:葡萄糖36.9g/L、玉米漿干粉5.3g/L、MgS0414.4g/L。優(yōu)化后CoQ10產(chǎn)量達(dá)到135.20mg/L，比優(yōu)化前提高了68.62％。
　　4.在5L發(fā)酵罐中考察了pH、溶氧(DO)水平對(duì)CoQ10合成的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CoQ10合成的最適pH為6.8。此時(shí)，CoQ10產(chǎn)量為60.29mg/L，

5、生物量為16.32g/L。當(dāng)發(fā)酵開始24h后，通過控制適當(dāng)?shù)耐饬亢蛿嚢杷俣葋硎谷苎蹙S持1％。與未改變?nèi)苎跸啾?，CoQ10含量明顯提高，達(dá)到82.67mg/L，提高了37.11％。而菌體生物量最高為15.49g/L，降低了4.5％。
　　5.在補(bǔ)料分批發(fā)酵過程中，控制葡萄糖濃度為10g/L時(shí)，有利于CoQ10合成，CoQ10產(chǎn)量最高為209.4mg/L。通過實(shí)驗(yàn)分析得出在維持葡萄糖濃度為10g/L時(shí)，分別在24h、32h、48h、