米根霉产L-乳酸优良菌株的同步辐射诱变选育及发酵特性研究

【摘要】： 米根霉发酵产L-乳酸具有营养要求简单、产品光学纯度高等优点，但也存在产量不高、副产物含量较多等不足，因此优良菌株的诱变选育具有一定的现实意义。同步辐射软X射线具有能谱宽且连续、精确可调、单色性好、可精确计算辐照剂量等特点，可提供生物分子所具有的Ck、Nk、Ok波长的射线，在生物学领域有着广泛的用途。本文采用同步辐射2.3nm、3.2nm、4.4nm波长软X射线对米根霉As3.819孢子进行辐射诱变，结果表明：抽真空时间对米根霉孢子的存活率有很大影响，时间越短存活率越高：Ck软X射线诱变存活率最低，筛选得到的突变株最少，主要产生在高剂量区；Nk效果较好，突变株产生在低剂量区；Ok诱变存活率最高，筛选得到的突变株最多，在不同剂量范围内均有产生，诱变效果最佳。 采用YPD平板-大平皿点样-乳酸平板筛选得到3株突变株，经过发酵验证确定C-60为最优突变株。通过单因素和正交试验，优化C-60突变株的发酵培养基组成，确定其最佳培养基组成为：120g／L葡萄糖、1g／L硫酸铵、0.3g／L硫酸镁、0.3g／L磷酸二氢钾、0.44g／L硫酸锌。在此条件下C-60突变株发酵72h后乳酸产量为98.4g／L，乙醇产量为5.1g／L，斜面转接7代后其摇瓶产乳酸能力基本稳定。 比较C-60突变株与出发菌株5L罐发酵的结果发现：突变株乙醇脱氢酶活力为14U／ml，降低了26.3％，乙醇产量为5.2g／L，减少了23.8％；乳酸脱氢酶活力为17U／ml，提高了6.3％，乳酸产量为98.1g／L，仅提高2％；富马酸产量为0.05g／L，降低了73.7％。实验结果说明C-60突变株具有较好的发酵特性，也进一步验证了同步辐射软X射线的诱变效果和筛选方法的可行性。