細菌L-乳酸發(fā)酵及其代謝通量分析的研究.pdf

1、本文主要對L-乳酸生產(chǎn)菌株(Lactobacillus casei YBQl-1)進行了誘變選育,并研究了突變株YBQH2-14發(fā)酵條件對生產(chǎn)L-乳酸的影響,構建了L.casei YBQH2-14的代謝網(wǎng)絡模型,分析了分批發(fā)酵不同階段的代謝通量,同時研究了L-乳酸的應用——黑麥麩皮粉發(fā)酵.對L.casei YBQl-1進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)量達到93g/L,對糖轉化率達到77.5﹪,比出發(fā)菌株產(chǎn)酸提高48.5﹪.對菌株L.casei YBQH2-14的發(fā)酵培養(yǎng)基進行了優(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)量達到105g/L;有機氮源(蛋白胨、玉米漿和酵母膏)和無機氮源(NH<,4>Cl、(NH<,4>)<,2>HPO<,4

3、>)對L-乳酸產(chǎn)量的影響,并運用響應面分析法(中心組合設計)設計了葡萄糖、蛋白胨、NH<,4>Cl和(NH<,4>)<,2>HPO<,4>四因素的響應面分析實驗.結果表明,適宜的培養(yǎng)基C/N比(質量比)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L.casei YBQH2-14進行代謝網(wǎng)絡分析.同時,對L.casei YBQH2-14的培養(yǎng)條件進行了優(yōu)化,確定了最佳發(fā)酵溫度為37℃;并對H<'+>和游離乳酸對菌體生長和產(chǎn)酸的影響進行了研究,實驗結果表明:乳酸對菌體生長和產(chǎn)

5、酸的影響程度隨pH的下降而加強.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,基于化學計量平衡方程,構建了L.casei YBQH2-14代謝網(wǎng)絡模型.應用代謝通量分析法,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,論文對黑麥麩皮生粉乳酸發(fā)酵進行了研究.添加α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶和纖維素酶能提高L.casei YBQH2-14對黑麥麩皮粉的利用率,從而提高產(chǎn)酸水平,并設計了三因素三水平