肺炎克雷伯氏菌发酵菊糖产2,3-丁二醇的研究

发布时间：2021-03-19 03:26

　　随化石燃料地日益枯竭,利用生物法制备2,3-丁二醇的方式备受重视,其中利用非粮作物菊芋代替葡萄糖作为发酵碳源用于生物合成2,3-丁二醇是一个重要的研究方向,但菊芋块茎中的菊糖较难被微生物直接利用导致产物产量及生产强度较低,因此筛选合适的菌株、合理的优化发酵工艺对于以菊糖为主要碳源进行生物法制备2,3-丁二醇的整个过程至关重要。首先,本实验筛选到一株能直接转化菊糖产2,3-丁二醇的单菌。固体培养时菌落形成时间短,表面光滑呈半球态,菌落较粘易形成拉丝,为革兰氏阴性菌,经16S rRNA鉴定确定其为肺炎克雷伯氏菌并命名为Klebsiella pneumoniae DL-H3。然后,考察了菌种DL-H3所产菊粉酶的催化性能和影响因素。菌种DL-H3所产菊粉酶主要位于胞内,是一种外切型菊粉酶,其适宜的催化条件为pH 6.0、30℃、以含2%菊糖的缓冲液为底物反应30 min,发现各金属离子中K⁺与Mn²⁺对于菊粉酶的催化反应促进作用最强,各类试剂中琥珀酸与乙酸能抑制菊粉酶使其丧失活力,10种常见氮源中硫酸铵的添加使菌种DL-H3的总糖利用率达到最大值7... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 2,3-丁二醇
        1.1.1 2,3-丁二醇的理化性质
        1.1.2 2,3-丁二醇的应用
        1.1.3 2,3-丁二醇的制备
    1.2 发酵底物
        1.2.1 菊芋
        1.2.2 菊芋资源的开发与利用
        1.2.3 菊糖
    1.3 微生物
        1.3.1 产2,3-丁二醇微生物
        1.3.2 产菊粉酶微生物
        1.3.3 一步发酵菊糖产2,3-丁二醇微生物
    1.4 2,3-丁二醇的代谢调控
        1.4.1 2,3-丁二醇的代谢途径
        1.4.2 2,3-丁二醇的代谢调控
    1.5 本课题研究思路
        1.5.1 本课题的研究意义
        1.5.2 本课题的研究内容
2 目标微生物的筛选与发酵性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验材料与仪器
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 用于微生物筛选的样品来源
        2.2.4 菊芋块茎来源
        2.2.5 培养基
    2.3 实验方法
        2.3.1 筛选能一步发酵菊糖产2,3-丁二醇的微生物
        2.3.2 摇瓶实验
        2.3.3 发酵罐实验
        2.3.4 分析方法
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 目标微生物的筛选
        2.4.2 摇瓶实验对发酵条件的初步摸索
        2.4.3 发酵罐实验
    2.5 小结
3 DL-H3所产菊粉酶的特性研究
    3.1 引言
    3.2 实验材料与仪器
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 实验菌种
        3.2.4 培养基
    3.3 实验方法
        3.3.1 菌体富集培养
        3.3.2 发酵罐实验
        3.3.3 菊粉酶的特性研究
        3.3.4 分析方法
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 DL-H3所产的菊粉酶的基本性质
        3.4.2 影响菊粉酶酶活的因素
        3.4.3 发酵罐实验
    3.5 小结
4 2,3-丁二醇发酵工艺的优化
    4.1 引言
    4.2 实验材料与仪器
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 实验菌种
        4.2.4 培养基
    4.3 实验方法
        4.3.1 摇瓶实验
        4.3.2 发酵罐实验
        4.3.3 菊粉酶的获取与检测方法
        4.3.4 发酵液的预处理
        4.3.5 2,3-丁二醇盐析萃取的方法
        4.3.6 分析方法
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 发酵条件的优化
        4.4.2 菊糖的预处理
        4.4.3 批次发酵
        4.4.4 2,3-丁二醇的盐析萃取
    4.5 小结
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]菊芋中菊糖提取方法的比较研究[J]. 孙耀君,赵丽娜.  现代食品. 2017(08)
[2]菊粉酶的研究进展[J]. 张天祥,丁宁,杨春光,孙慎侠,王克鑫,马君燕.  中国酿造. 2016(11)
[3]耐盐菊芋块茎内生真菌次生代谢产物的分离与结构鉴定[J]. 王超之,季乃云,苗凤萍.  中国科学:生命科学. 2016(09)
[4]我国菊芋的开发应用现状研究[J]. 曹力强,王廷禧,谢淑琴,张旦.  甘肃农业. 2016(05)
[5]利用酿酒酵母工程菌株生产2,3-丁二醇的研究进展[J]. 黄守锋,裴芳艺,王长丽,平文祥,葛菁萍.  食品安全质量检测学报. 2015(10)
[6]菊芋的功能及其在食品中的应用[J]. 满丽莉,向殿军,牛墨,李凤玉,孟祥晨,李晓红,杨静,王菲菲,隋春光,张春凤.  畜牧与饲料科学. 2014(05)
[7]芽胞杆菌发酵产2,3-丁二醇的研究进展及展望[J]. 张帜,李理想,马翠卿.  生物加工过程. 2014(03)
[8]基于知识图谱的生物制造2,3-丁二醇研究态势分析[J]. 林璐.  情报探索. 2014(03)
[9]苯酚-硫酸法测定多糖方法的改进[J]. 姜琼,谢妤.  江苏农业科学. 2013(12)
[10]菊芋中菊糖提取方法的比较[J]. 陈秀枝,沈辰婷,曹未音,王继宏,李燕.  江苏农业科学. 2013(11)

博士论文
[1]菊芋中不同聚合度天然菊糖的分离纯化及生物活性研究[D]. 李琬聪.中国科学院烟台海岸带研究所 2015
[2]菊芋叶片化学成分分析及抑菌活性成分研究[D]. 谌馥佳.南京农业大学 2013
[3]微生物发酵制备2，3-丁二醇及其双水相萃取[D]. 孙丽慧.大连理工大学 2009

硕士论文
[1]菊芋活性成分的高效提取分离工艺研究[D]. 杨清.大连医科大学 2015
[2]以菊芋茎叶及块茎为原料发酵生产2，3-丁二醇[D]. 李丹.大连理工大学 2009



本文编号：3089134