酵母菌发酵糖蜜产麦角甾醇的工艺条件优化策略

《酵母菌发酵糖蜜产麦角甾醇的工艺条件优化策略》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中国科学院大学UniVersityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文2013年5月StrategyforimproⅥnger90sterolproductionfrommolassesby勋c拍口加彬妒卵cP陀怯渤PByShaojieWrangAThesisSubmittedtoTheUniversi够ofCllineseAcademyofSciencesInpartial伽fmmentofthereqllirementForthedegreeofMasterofBiologicalEngineeri

2、ngInstituteofMicrobiologyMay’2013学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何其他个人或集体已经发表或未发表的成果、数据或撰写过的科研成果，也不包含为获得任何教育机构的学位或证书己使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位的论文与资料若有不实之处，本人愿承担一切责任。学位论文作者签名：王纭方yJ己年箩月魄日学位论文使用授权声明本人完全了解中国科

3、学院大学及微生物研究所关于提交、保存和使用学位论文的规定。同意研究所保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸制版和电子版，允许论文被查阅和借阅；论文保存单位及借阅人有义务保护论文作者及单位的知识产权。本论文的成果归中国科学院微生物研究所所有；本人离所后发表、使用本学位论文或与本论文直接相关的学术成果时，第一署名单位仍然为中国科学院微生物研究所。(保密论文在解密后遵守此规定)作者签名：易事苗錾日期：阳哆年r月硼日导师签名：百7蛴日期．山吩年j、．月文毋日摘要麦角甾醇是真菌产生的具有重要生物活性的代谢物，不但在真菌细胞内具有多方面的生理

4、功能，而且还是一种具有重要经济价值的代谢产物，是生产维生素D2、黄体酮、氢化可的松、芸苔素内酯及新型抗癌药物的重要前体。麦角甾醇主要来源于酵母菌发酵。但目前国内外使用的酵母菌种麦角甾醇含量较低、发酵工艺落后是限制麦角甾醇工业生产水平的关键因素。随着对麦角甾醇合成代谢及其调控机制认识的不断深入，为通过对代谢途径改造提高酵母细胞麦角甾醇合成能力奠定了重要理论基础。在实验室前期工作中，通过综合运用传统微生物育种技术及代谢途径定向优化技术获得麦角甾醇合成能力明显提高的酵母菌YEH56(pHXA42)。为了促进该酵母菌在麦角甾醇生产中的产业

5、化应用，本研究以制糖工业副产物一糖蜜为主要原料，对发酵培养基及主要的发酵工艺条件进行了优化。采用响应面分析法分别考察了影响酵母菌YEH560HxA42)细胞生物量、麦角甾醇含量和麦角甾醇产量的显著影响因素，发现硫酸铜、磷酸氢二钾和发酵起始pH是影响麦角甾醇产量的显著因素，建立了以麦角甾醇产量为响应值的预测模型，获得优化培养基配方，即：糖蜜83．3g／L，KH2P041g／L，K2HP041．86g／L，CuS04’5H2017．5m{∥L，FeS04’7H2013．9m{∥L，MgS04‘5H2012．3m{；／L，玉米浆10mI

6、，／I，，起始pH6．5。利用优化培养基进行摇瓶发酵，麦角甾醇产量达到371．56mg／L，比优化前提高了29．5％。利用优化培养基在5L发酵罐进行发酵放大试验，麦角甾醇产量达到438．95mj扎，比摇瓶试验提高了18．1％；进一步比较了采用不同的pH控制策略对酵母细胞生长及麦角甾醇合成的影响，发现发酵过程pH控制在6．5左右可以明显提高细胞生物量，但对细胞麦角甾醇含量影响不大；采用pH6．5控制策略进行分批发酵38h，细胞麦角甾醇产量达到601．45mg／L，比没有pH控制的分批发酵提高了37％。在pH控制策略基础上，发酵培养基

7、中添加氧载体液体石蜡，可以明显提高发酵中期发酵液的溶氧水平，并导致酵母菌YEH56(pHxA42)细胞麦角甾醇合成速率的提高。发酵培养基中添加3％液体石蜡，细胞麦角甾醇含量提高了16．4％，T酵母菌发酵糖蜜产麦角甾醇的工艺条件优化策略麦角甾醇产量提高了20．4％，尤其在发酵14．22h时间段内，溶氧条件的改善，使细胞麦角甾醇合成速率达到1．75叫泡h～，是不添加液体石蜡的2．3倍分析比较了不同的糖蜜流加补料方式对细胞生长和麦角甾醇合成的影响，发现发酵过程中依据细胞生长规律，采用糖蜜变速流加补料策略，对酵母菌YEH56(pHⅪ蚪2)

8、细胞生长和麦角甾醇合成均有明显的促进作用，发酵38h，麦角甾醇产量达到1953．85m∥L，是分批发酵的3．2倍，而且麦角甾醇产率比分批发酵提高了42．7％。本研究综合采用培养基配方优化、发酵过程pH恒定控制、改善溶氧水平及底物变速流加补料策略，使