工程酿酒酵母产原人参二醇的发酵条件优化研究

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1、工程酿酒酵母产原人参二醇的发酵条件优化研究FermentationOptimizationofProtopanaxadiolProductionbySaccharomycescerevisiae学科专业：生物化工研究生：杜艳慧指导教师：卢文玉副教授天津大学化工学院二零一六年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作

2、的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要人参皂苷由于具有抗癌、抗炎、抗过敏、抗高血压、降低胆

3、固醇等多种生物学活性，因此受到外界的广泛关注。原人参二醇作为人参皂苷的前体物质，也存在多种药理活性，具有重要的研究价值。本文以酿酒酵母工程菌作为出发菌株生产原人参二醇，通过培养基优化，得到最佳培养基成分为葡萄糖20g/L，蛋白胨20g/L，酵母粉10g/L，腺嘌呤0.2g/L，尿嘧啶0.2g/L，赖氨酸0.4g/L。接种量取5%。优化后摇瓶发酵原人参二醇的产量为380.4mg/L。在此基础上进行了5L发酵罐发酵，控制pH值为5.5，通过葡萄糖流加、葡萄糖与乙醇混补、乙醇浓度控制流加三种碳源流加方式的对比，得到乙醇

4、浓度控制流加效果最好，原人参二醇产量达到0.689g/L。通过流加无机盐、微量元素以及维生素溶液，使原人参二醇产量达到1.3g/L。另外通过对比两种不同的发酵罐高径比，发现在高径比为2:1的发酵罐中发酵得到原人参二醇的产量为1.78g/L，较高径比1.25:1条件下提高了85%。在此基础上尝试了双水相发酵。以油酸甲酯为有机相，在5L发酵罐中添加量为10%，添加时间为36h，得到的菌体量和产物产量都有所降低，原人参二醇产量为1.021g/L。最后通过流加腺嘌呤溶液实现酿酒酵母高密度发酵，细胞浓度达到96.71g/L

5、。发现在15mg/L/h的腺嘌呤流加速率下，原人参二醇的产量稳定在4.25g/L，是最初摇瓶产量的15.9倍。关键词：酿酒酵母流加发酵双水相高密度发酵ABSTRACTGinsenosideshasreceivedincreasingattentionasitexhibitdiversepharmacologicalactivity,suchaseffectsonantitumor,anti-inflammatory,anti-allergy,anti-hypertensionandimmuneandcentral

6、nervoussystem.Theirprecursorprotopanaxadiolisalsoregardedasapromisinghigh-valuepharmaceuticalcompound.ProtopanaxadiolwasproducedbySaccharomycescerevisiae.Culturemediumwasoptimizationandthefinalmediumconsistof20g/Lglucose,20g/Lpeptone,10g/Lyeastextractpowder,0

7、.2g/Ladenine,0.2g/Luracil,0.4g/Llysine.Inoculumsizewas5%.Theyieldofprotopanaxadiolbasedonthismediumwas0.380g/L.In5Lfermentation,pHwasat5.5.Threedifferentfeedstrategiesweretested,includingaglucosepulsefeed,amixedglucose/ethanolfeedandarestrictedethanolfeed.The

8、yieldof0.689g/Lwasachievedwiththerestrictedethanol-feed-batchprocess.Protopanaxadiolproductionwasincreasedto1.3g/Lbyfeedingvitamin,tracemetalandinorganicmineralsolutionintothemedium.Besid