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短梗霉多糖发酵研究

马金龙  
【摘要】:由出芽短梗霉发酵生产的一种胞外多糖--短梗霉多糖,以其独特性质,在国际上 广泛应用于医药制造、食品工业、果蔬及海产品保鲜中,是一种新型生物材料,深受各 国科学家和企业家关注。但其合成胞外多糖机制仍不清楚,发酵工业报道不一。在发酵 过程中,会产生黑色、褐色、绿色等色素,污染多糖,采用多步活性炭脱色及过滤,产 品收率降低;而低色素菌株产多糖能力又很低,迄今低色素菌株未见应用于工业生产的 报道。 本文遵照从菌种初级选育→摇瓶发酵→放大培养的程序路线:首先,将长期保存 的菌种进行复壮和筛选;之后,重点放在摇瓶发酵中,包括几个方面:1、 通过改变培 养基离子浓度、渗透压和添加表面活性剂,来改变细胞膜透性,促进细胞内外物质交 换,增加底物利用率。其中,吐温-80在改善细胞分散度和提高多糖转化率方面影响显 著,解决了菌丝结团问题;在Ca2+的应用上,以CaCO_3取代CaCl_2,利用了其难溶于水 的性质,达到缓慢释放Ca~(2+)和平衡发酵液pH的作用。2、 在培养基组成方面,通过正 交实验,确定培养基的最适合配比:蔗糖(50. 0g/L)、K_2HPO_4(5. 0g/L)、 (NH_4) _2SO_4(0. 6g/L)、酵母膏(3. 0g/L)、CaCO_3(0. 5g/L),MgSO_4. 7H_2O(0. 4g/L), NaCl(1. 0g/L),吐温-80(0. 3%V)可使多糖转化率达到70%,发酵液颜色接近乳黄色。3、 发酵条件考察初始pH、装液量、接种量等方面,确定了最适发酵条件。 最后,通过采用Biostat@B 5L发酵罐进行放大培养,发酵培养基为摇瓶所确定的 最适配比,通过研究确定通气率为1. 5vvm, 搅拌速度为500rpm,培养温度为28℃ ±1. 5℃,初始pH值为6. 5,使得多糖转化率超过60%,发酵液颜色为浅乳黄色。 通过上述研究,为今后选用低色素菌株进行工业化生产做铺垫,对进一步研究短 梗霉产多糖机制有一定的帮助。


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