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《山东轻工业学院》 2011年
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谷氨酸生产菌种选育和高产条件的优化及生物素的测定

王欣  
【摘要】:本文基于代谢控制发酵原理,筛选了谷氨酸高产菌株,在深入研究其发酵条件以及生产工艺的基础上,得到发酵最优方案,并应用荧光法测定了发酵培养基及原料中生物素的含量。 首先,本文以谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)W3为出发菌株,经过紫外线、亚硝酸钠理化复合诱变筛选了谷氨酸营养缺陷型回复突变株W3-2-77,该菌株与出发菌株相比,谷氨酸产量有所提高。之后,以此菌株为出发菌株,经过连续的紫外诱变,最终得到了天冬氨酸渗漏性、谷氨酰胺抗性突变株W3-4-12,该菌株解除了代谢途径中的反馈调节作用,使谷氨酸产量达到78g/L,较出发菌株提高了21%。通过菌株传代试验,最终验证高产菌株遗传性状稳定。菌株W3-4-12发酵条件的优化显示,种子培养基中尿素的添加量对发酵的影响较大,当尿素含量为0.6%、种龄11h、一级接种量7%、装液量25mL/250mL时能得到最大产酸量。对于发酵培养基中的碳源、氮源、无机盐离子的选择和添加比例,本文通过多轮发酵比较产量的方式,分析确定了培养基中的最佳原料,并对培养基各因素进行了单因素实验,确定其最佳添加量。之后,选取影响较为显著的四因素以L9(34)正交试验进行分析,最终得到葡萄糖、尿素、KCl、Na2HPO4的最佳添加量。另外,本文提出了在不同温度及pH条件下分阶段发酵产酸的具体条件,并且引入了分瓶培养的思想,将发酵过程分为“生长期”与“生产期”两个阶段以提高菌体产酸。前期30 mL/500 mL发酵15 h后分瓶15 mL/500 mL发酵至38 h结束,产酸112 g/L,糖酸转化率62 %,与优化前相比,谷氨酸产量提高了44 %。 本文还利用二次接种与补料分批发酵相结合的方法,进一步提高了谷氨酸的产量。在二次接种的方法中,除了确定了接种量及种龄等条件外,还采用了二级种子液扩培的方式,增大了菌浓,克服了分瓶发酵产酸周期较长的缺点,缩短发酵周期至34~36 h。最终结合补料分批发酵的培养技术,得到一整套较为完整的发酵工艺,最高产酸117 g/L。 在发酵结束后,本文测定了发酵前培养基、最终发酵液以及原料中生物素的含量,建立了荧光法检测谷氨酸发酵中生物素含量的方法,该方法的稳定性较好。同时证实,优化后的培养基中生物素含量处于“超亚适量”范围。根据测定,推导出不同批次下玉米浆与糖蜜添加量的公式。
【学位授予单位】:山东轻工业学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ922.1

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【参考文献】
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