產(chǎn)D-阿拉伯醇酵母菌株的篩選及發(fā)酵條件研究.pdf

1、D-阿拉伯醇(D-arabitol),又稱D-阿拉伯糖醇、D-阿糖醇,是一種新型功能性糖醇,具有甜味高、熱值低、能預(yù)防齲齒、食用后不影響血糖水平、能作為運(yùn)輸介質(zhì)通過血腦屏障等優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域,近幾年其新的用途也不斷地被開發(fā)出來。然而,傳統(tǒng)的直接提取法和化學(xué)合成法生產(chǎn)D-阿拉伯醇的工藝存在的弊端限制了D-阿拉伯醇的規(guī)?；a(chǎn),使得生物法生產(chǎn)D-阿拉伯醇技術(shù)的開發(fā)研究引起了人們的高度關(guān)注。本文從產(chǎn)D-阿拉伯醇菌株篩

2、選、產(chǎn)物鑒定到發(fā)酵條件優(yōu)化、5L發(fā)酵罐分批發(fā)酵實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行了研究,主要研究結(jié)果如下:
　　研究探討了菌株篩選時(shí)多元醇類產(chǎn)物的快捷定性定量檢測(cè)方法。初篩中采用紙層析法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè),展開劑為正丁醇、吡啶和水,其體積配比為100:30:30;顯色劑為硝酸銀丙酮溶液和氫氧化鈉乙醇溶液。在此條件下多元醇組分與底物葡萄糖能夠較好地分開,且顯色點(diǎn)較清晰。在菌種復(fù)篩中采用高效液相色譜法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行定性定量分析。所確立的分析方法對(duì)發(fā)酵葡萄糖生產(chǎn)D

3、-阿拉伯糖醇菌株的篩選提供了較好的指導(dǎo)。
　　從高滲環(huán)境中取樣,利用高濃度糖選擇性富集培養(yǎng)技術(shù),篩選出102株耐高滲酵母菌株。經(jīng)過初篩、復(fù)篩,得到一株D-阿拉伯醇產(chǎn)量較高的菌株L-84,搖瓶發(fā)酵D-阿拉伯醇產(chǎn)量達(dá)43.8g/L。用紙層析和高效液相色譜技術(shù)對(duì)菌株L-84的發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行定性分析,確定主產(chǎn)物為D-阿拉伯醇,另存在少量甘油副產(chǎn)物,搖瓶發(fā)酵時(shí)兩者產(chǎn)量比例約為4:1。根據(jù)形態(tài)觀察、生理生化試驗(yàn)及26S rDNA序列分析,初步鑒

4、定菌株L-84屬于Pichia guilliermondii(季也蒙畢赤酵母),命名為Pichia guilliermondii L-84。
　　利用單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)菌株L-84發(fā)酵生產(chǎn)D-阿拉伯醇的培養(yǎng)基組成和發(fā)酵條件進(jìn)行了優(yōu)化,確定了菌株L-84搖瓶發(fā)酵生產(chǎn)D-阿拉伯醇的最優(yōu)培養(yǎng)基組分(g/L):(NH4)2SO44.4,葡萄糖250,玉米漿8.8,酵母膏4.4,MgSO4·7H2O0.2。最優(yōu)培養(yǎng)條件:裝液量25mL/

5、250mL,接種量8％,初始pH4.0,培養(yǎng)溫度28℃,搖床轉(zhuǎn)速180rpm,發(fā)酵時(shí)間112h。在此條件下進(jìn)行發(fā)酵,D-阿拉伯醇的產(chǎn)量能達(dá)到60.6g/L,葡萄糖轉(zhuǎn)化率為26.11％,相比優(yōu)化前分別提高了38.4％和0.83％。條件優(yōu)化后副產(chǎn)物甘油產(chǎn)量降低1.2g/L,搖瓶發(fā)酵時(shí)D-阿拉伯醇與甘油產(chǎn)量比增至6:1。通過正交試驗(yàn)結(jié)果分析可知底物葡萄糖的初始濃度對(duì)D-阿拉伯醇產(chǎn)量影響最大,氮源總濃度、表面活性劑添加量和培養(yǎng)溫度的影響依次減小