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《天津大学》 2007年
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D-乳酸高产菌株的选育、发酵条件的优化及代谢通量分析

李银镝  
【摘要】: 乳酸是目前世界上三大有机酸之一,广泛存在于许多食物中,同时乳酸还是一些有机生物体的重要代谢产物。乳酸存在两种同分异构体,D-乳酸和L-乳酸。D-乳酸是重要的有机合成原料,是多种手性物质的前体物。广泛应用于制药、化妆品以及农药的合成。 本文以菊糖芽孢乳杆菌SP-BME126为出发菌株,经过三轮紫外线诱变,以浓度为0.015%的溴甲酚紫为筛选剂,最终选育出一株D-乳酸高产菌株SP-MD1。在培养基和培养条件优化之前,SP-MD1的D-乳酸产量达到78.1g/L,比出发菌株SP-BME126的D-乳酸产量提高了7.1%,而且稳定性很好。 本论文利用单因素实验研究突变株SP-MD1的摇瓶发酵条件,分别考察了发酵培养基中不同的碳源、氮源、碳酸钙量、种龄、接种量、装液量以及温度等七个因素对发酵D-乳酸的影响。并且根据单因素实验结果,采用统计学方法优化菊糖芽孢乳杆菌突变株SP-MD1生产D-乳酸的发酵过程。利用Plackett-Burman实验设计法考察培养基组分以及培养条件中的7个因素对D-乳酸生产和菌体生长的影响,并根据实验结果确定出3个重要的实验因素,然后利用响应面分析法得到D-乳酸生产的优化培养基和培养条件,即:葡萄糖95g/L、蛋白胨25g/L、种龄24h、接种量5%、碳酸钙4g/100mL、装液量112mL/500mL、温度35℃。在以上优化培养基下发酵培养菌株最终D-乳酸产量为80.5g/L,葡萄糖转化率为84.7%。 本论文通过代谢通量分析的方法,分析对比了出发菌株SP-BME126和突变株SP-MD1在不同发酵时期的代谢通量分布情况。结果表明:突变株SP-MD1与出发菌株SP-BME126相比,乙酸支路通量明显下降,降幅达到34%;同时乳酸支路通量提高,乳酸得到较充分的积累,葡萄糖利用率得到较明显的提高。发现丙酮酸是菊糖芽孢乳杆菌生产D-乳酸代谢网络中的柔性节点,这为今后的工作提供了一个重要的研究方向。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ921.3

【引证文献】
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