低聚热凝胶的共培养发酵及其生物活性的研究

发布时间：2022-07-03 18:06

　　热凝胶是一种只由β-1,3-糖苷键连接而成的线性葡聚糖,具有独特的成胶特性,在食品、医药和生命科学等领域应用广泛,同时也是制备低聚热凝胶的重要来源。与热凝胶相比,低聚热凝胶在生命和医药领域有着更广阔的应用前景。因此,高效制备热凝胶及低聚热凝胶是满足日益增长的市场需求的关键。目前报道的益生元发酵动力学较快,产气量大、副作用明显,严重降低了人们对益生元的认可度。因此,探索低聚热凝胶的益生元作用,可进一步挖掘低聚热凝胶的生物活性,并为发现新型益生元提供指导和帮助。基于此,本课题研究土壤杆菌和哈茨木霉共培养制备低聚热凝胶的发酵体系,探讨吐温-80对该体系低聚热凝胶生物合成的影响及其可能机制,并通过体外培养评价该低聚热凝胶作为益生元的应用可行性。主要研究结果如下:（1）通过筛选得到一种合适的营养元,构建土壤杆菌和哈茨木霉组成的共培养发酵体系,并考察该体系对土壤杆菌产热凝胶的影响。结果表明:小麦麸皮是该共培养发酵体系的最佳营养元,小麦麸皮的存在既能实现哈茨木霉合成内切β-1,3-葡聚糖酶,同时也不影响土壤杆菌合成热凝胶;摇瓶结果表明:当共培养发酵体系中土壤杆菌和哈茨木霉的初始接种比为1:2.8、p... 

【文章页数】：100 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
中英文缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 热凝胶和低聚热凝胶的概述
        1.2.1 热凝胶
        1.2.2 低聚热凝胶
    1.3 热凝胶和低聚热凝胶的应用
        1.3.1 热凝胶的应用
        1.3.2 低聚热凝胶的应用
    1.4 热凝胶和低聚热凝胶的生产现状
        1.4.1 热凝胶的生产现状
        1.4.2 低聚热凝胶的生产现状
    1.5 微生物共培养发酵
        1.5.1 微生物共培养发酵概述
        1.5.2 微生物共培养发酵的应用
    1.6 表面活性剂对微生物发酵产多糖的强化作用
        1.6.1 表面活性剂的概述
        1.6.2 表面活性剂在发酵法生产多糖中的应用
        1.6.3 表面活性剂对发酵法生产多糖的强化机制
    1.7 低聚糖作为益生元的应用
    1.8 选题的立题依据、研究意义与主要研究内容
        1.8.1 立题依据及研究意义
        1.8.2 主要研究内容
第二章 共培养发酵体系的建立及其对土壤杆菌产热凝胶的影响
    2.1 前言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验菌种
        2.2.2 试剂
        2.2.3 主要仪器与设备
        2.2.4 培养基
        2.2.5 培养方法
        2.2.6 热凝胶产量和分子量的测定
        2.2.7 热凝胶强度的测定
        2.2.8 葡萄糖转化率的测定
        2.2.9 发酵液中氨态氮浓度的测定
        2.2.10 内切β-1,3-葡聚糖酶的酶活测定
        2.2.11 热凝胶的单糖组分分析
        2.2.12 热凝胶的X射线衍射分析
        2.2.13 热凝胶的红外光谱分析
        2.2.14 热凝胶的核磁共振光谱分析
        2.2.15 土壤杆菌的形态观察
        2.2.16 RT-PCR分析土壤杆菌相关基因的转录水平
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 营养元的筛选和共培养发酵体系的建立
        2.3.2 初始接种比对共培养体系发酵的影响
        2.3.3 pH对共培养体系发酵的影响
        2.3.4 发酵时间对共培养体系发酵的影响
        2.3.5 共培养体系和单菌体系产热凝胶的对比分析
        2.3.6 热凝胶的单糖组分分析
        2.3.7 热凝胶的X-射线衍射分析
        2.3.8 热凝胶的红外光谱分析
        2.3.9 热凝胶的核磁共振光谱分析
        2.3.10 土壤杆菌的透射电镜观察
        2.3.11 RT-PCR分析土壤杆菌相关基因的转录水平
    2.4 本章小结
第三章 表面活性剂对土壤杆菌单菌发酵体系产热凝胶的影响
    3.1 前言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验菌种
        3.2.2 试剂
        3.2.3 主要仪器与设备
        3.2.4 培养基
        3.2.5 培养方法
        3.2.6 残氮含量的测定
        3.2.7 土壤杆菌生物量的测定
        3.2.8 热凝胶产量的测定
        3.2.9 葡萄糖浓度的测定
        3.2.10 热凝胶的单糖组分分析
        3.2.11 热凝胶的红外光谱分析
        3.2.12 热凝胶的核磁共振光谱分析
        3.2.13 热凝胶胶层的透射电镜观察
        3.2.14 土壤杆菌的透射电镜观察
        3.2.15 土壤杆菌细胞膜通透性的测定
        3.2.16 土壤杆菌胞内核苷酸水平的测定
        3.2.17 RT-PCR分析土壤杆菌相关基因的转录水平
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 不同表面活性剂对热凝胶产量的影响
        3.3.2 吐温-80添加时间对热凝胶发酵的影响
        3.3.3 热凝胶的单糖组分分析
        3.3.4 热凝胶的红外光谱分析
        3.3.5 热凝胶的核磁共振光谱分析
        3.3.6 吐温-80对热凝胶胶层的影响
        3.3.7 吐温-80对土壤杆菌细胞膜形态的影响
        3.3.8 吐温-80对土壤杆菌细胞膜通透性的影响
        3.3.9 吐温-80对土壤杆菌胞内核苷酸水平的影响
        3.3.10 吐温-80对土壤杆菌基因转录水平的影响
    3.4 本章小结
第四章 共培养发酵体系产低聚热凝胶的研究
    4.1 前言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验菌种
        4.2.2 试剂
        4.2.3 主要仪器与设备
        4.2.4 培养基
        4.2.5 培养方法
        4.2.6 葡萄糖浓度的测定
        4.2.7 哈茨木霉生物量的测定
        4.2.8 低聚热凝胶含量的测定
        4.2.9 低聚热凝胶的提取
        4.2.10 低聚热凝胶分子量的测定
        4.2.11 内切β-1,3-葡聚糖酶的酶活测定
        4.2.12 热凝胶的水解动力学分析
        4.2.13 低聚热凝胶的质谱分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 初始接种比对低聚热凝胶生成过程的影响
        4.3.2 吐温-80对热凝胶水解动力学的影响
        4.3.3 吐温-80浓度对低聚热凝胶生成过程的影响
        4.3.4 pH对低聚热凝胶生成过程的影响
        4.3.5 发酵时间对低聚热凝胶生成过程的影响
        4.3.6 葡萄糖流加速率对低聚热凝胶生成过程的影响
        4.3.7 溶氧控制策略对低聚热凝胶生成过程的影响
        4.3.8 两阶段葡萄糖流加和溶氧控制策略
        4.3.9 低聚热凝胶的质谱分析
        4.3.10 共培养发酵体系产低聚热凝胶的中试试验
    4.4 本章小结
第五章 低聚热凝胶的益生元作用
    5.1 前言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 实验菌种
        5.2.2 试剂
        5.2.3 主要仪器和设备
        5.2.4 溶液
        5.2.5 培养基
        5.2.6 低聚热凝胶的体外模拟消化
        5.2.7 益生菌的体外发酵培养
        5.2.8 粪便样品的体外发酵培养
        5.2.9 低聚热凝胶含量的测定
        5.2.10 低聚热凝胶分子量的测定
        5.2.11 唾液淀粉酶的酶活测定
        5.2.12 粪便样品中的菌群组成分析
        5.2.13 短链脂肪酸含量的测定
        5.2.14 粪便样品体外发酵产气量的测定
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 低聚热凝胶的体外模拟消化
        5.3.2 低聚热凝胶对特定益生菌体外发酵增殖的影响
        5.3.3 低聚热凝胶对特定益生菌体外发酵培养基pH的影响
        5.3.4 低聚热凝胶对特定益生菌体外发酵产短链脂肪酸的影响
        5.3.5 低聚热凝胶对粪便样品体外发酵菌群组成的影响
        5.3.6 低聚热凝胶对粪便样品体外发酵培养液pH的影响
        5.3.7 低聚热凝胶对粪便样品体外发酵产短链脂肪酸的影响
        5.3.8 低聚热凝胶对粪便样品体外发酵产气量的影响
    5.4 本章小结
主要结论与展望
    主要结论
    展望
论文主要创新点
致谢
参考文献
附录 作者在攻读博士学位期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
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[3]哈茨木霉生物防治研究进展[J]. 吕黎,许丽媛,罗志威,周艳,郭帅,丰来.  湖南农业科学. 2013(17)
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博士论文
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硕士论文
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[2]溶氧影响土壤杆菌ATCC 31749发酵生产热凝胶及其生理代谢的研究[D]. 戴小萌.江南大学 2015
[3]哈茨木霉发酵生产内切β-1，3-葡聚糖酶的工艺研究[D]. 李珊.江南大学 2014
[4]低分子量水溶性β-1，3-葡聚糖的制备及其活性研究[D]. 王英杰.齐鲁工业大学 2014
[5]微生物发酵生产可得然胶的研究[D]. 董学前.山东大学 2011



本文编号：3655388