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产紫杉醇内生真菌发酵条件的优化

赵立斐  
【摘要】:由于紫杉醇对多种癌症具有突出的疗效,一直以来倍受人们的关注。目前,紫杉醇的来源主要是从红豆杉树中提取,但由于天然红豆杉资源稀缺,且红豆杉树中紫杉醇含量极低,致使紫杉醇远远不能满足市场的需求。利用红豆杉内生真菌发酵生产紫杉醇是近年来研究的一个新的途径,高产紫杉醇菌株发酵培养条件优化是提高内生真菌生物合成紫杉醇的有效途径之一。 本试验以菌株HDF35-8-6为受试菌株,对其发酵培养基中碳、氮源和发酵工艺参数及补料分批发酵进行研究,以期达到提高紫杉醇产生菌生物合成紫杉醇量的目的,尽早实现内生真菌发酵生产紫杉醇的工业化生产。试验研究结果表明: 1、采用Plackett-Burman设计筛选出了对菌株HDF35-8-6紫杉醇生物合成影响显著的碳源、氮源及发酵工艺参数。碳源为:葡萄糖、蔗糖和麦芽糖;氮源为:醋酸铵、氯化铵和豆粕水解液;发酵参数为:摇床转速、培养温度和发酵培养基初始pH; 2、通过响应面分析法对主要影响因子进行评价与优化,得到了影响菌株HDF35-8-6发酵生产紫杉醇的二次多项式回归模型。利用SAS9.1软件对该模型进行显著性检验,试验结果表明,当葡萄糖6.76g/L、蔗糖9.48g/L、麦芽糖6.89g/L、醋酸铵0.87g/L、氯化铵0.52g/L、豆粕水解液18.46mL/L、摇床转速119r/min、发酵培养温度28.8℃、发酵培养基初始pH6.7时,菌株HDF35-8-6生物合成紫杉醇量达到最大值,为539.74±4.63μg/L,比优化前菌株HDF35-8-6合成紫杉醇的量提高了20.58%; 3、确定了菌株HDF35-8-6发酵生产紫杉醇的补料工艺,即在发酵开始(第0d)一次性加入葡萄糖6.84g/L、蔗糖7.45g/L、麦芽糖5.43g/L、醋酸铵0.79g/L、氯化铵0.46g/L、豆粕水解液16.62mL/L;之后,在发酵培养第8d向S-7液体发酵培养基中补加蔗糖3.48 g/L、麦芽糖2.52 g/L、醋酸铵0.125 g/L、氯化铵0.074 g/L、豆粕水解液2.66mL/L。采用此分批补料工艺进行发酵试验,结果表明,紫杉醇产量得到了较大的提高,由补料前菌株HDF35-8-6紫杉醇产量539.74±4.63μg /L提高到了613.70±3.64μg/L,提高了14.1℅;比优化前菌株HDF35-8-(6紫杉醇产量为447.42μg/L)紫杉醇产量提高了37.14%。


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