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《齐鲁工业大学》 2016年
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产中等分子量透明质酸菌株的选育及发酵过程优化

吴祥坤  
【摘要】:透明质酸(hyaluronic acid,HA)是由葡萄糖醛酸(Glc A)和N-乙酰-D-葡萄糖胺(Glc NAC)在β-1,3和β-1,4两种糖苷键的交替连接下而聚合成的一类具有特殊保水作用的直链粘多糖,在食品、日化、医疗、药品等行业均有应用,具有较好的市场前景。HA应用研究发现,不同分子量HA的应用性能有较大差异:高分子量HA因具有较好的粘弹性、保湿性而被大量的应用于骨关节炎的治疗、术后防粘连等方面;中等分子量HA在紧致皮肤和保湿性方面具有优势;低子量HA主要应用在抗肿瘤、伤口愈合、血管生成等方面。本论文从菌种的选育、发酵过程优化和分离提取工艺条件入手获得中等分子量HA。主要研究内容和结果如下:(1)以实验室保藏的兽疫链球菌(Streptococcus zooepidemicus SL-2)为出发菌,利用等离子体诱变系统,筛选获得一株产中等分子量HA的优良菌株XKW-104。(2)根据单因素实验、正交实验,确定了发酵培养基的组成:蛋白胨20 g/L、葡萄糖80 g/L、酵母粉5 g/L、K2HPO4·3H2O 2 g/L、Mg SO4·7H2O 1.5 g/L;初始p H 7.0,装液量100 m L、接种量10%(v/v)、摇床转速200 r/min、温度37℃,发酵周期为24 h。(3)根据过程优化实验,在10 L全自动发酵罐内研究了菌株XKW-104的发酵特性,通过控制葡萄糖添加量80 g/L,采用初始葡萄糖底物浓度为40 g/L,发酵6 h时一次性补加葡萄糖,使其浓度维持40 g/L的方式,HA的产量提高28.5%,达到7.63±0.52 g/L,而乳酸的积累量降低7.89%,所得HA产品平均分子量为1.56×106±0.45 u。该实验条件在10 m3的发酵罐体系中使用,HA最大产量达到了9.66±0.58 g/L,发酵速率为0.483±0.42 g/(L·h),发酵周期降至20 h。(4)采取二次醇沉的方式提取HA,一次发酵液粗沉淀最佳酒精度为58%(v/v),最佳静置时间为10 h;溶解液脱色时活性炭的最佳添加量为0.8%(m/v);二次精沉淀时最佳酒精度为52%(v/v),最佳静置时间为8 h;干燥条件为50℃真空条件下干燥5 h。
【学位授予单位】:齐鲁工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:Q93;TQ920.6

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