高非蛋白氮利用能力酵母菌的选育

发布时间：2020-03-26 23:34

【摘要】：蛋白质饲料资源短缺一直是制约着我国饲料工业健康平稳发展瓶颈问题之一。单细胞蛋白(single cell protein,SCP)在解决世界粮食与蛋白饲料短缺问题存在较大潜质。经多年研究,工业生产SCP在菌种选育、生产工艺、发酵原料等方面均取得了较大进展,但市场上SCP饲料价格依然很高。SCP饲料成本仍居高不下,造成SCP饲料在饲料工业中一直未得到大量应用。提高生产单细胞蛋白生产菌株非蛋白氮(Non-protein nitrogen,简称NPN)利用效率和生长速度,是降低单细胞蛋白的生产成本的关键。本研究拟以试验室保藏酵母菌筛选,获得能以廉价碳源快速生长、NPN利用能力强、菌体蛋白产量高的酵母菌株作为诱变育种初发菌。经紫外照射诱变和硫酸二乙酯诱变以及复合诱变的诱变育种方法,通过对突变菌落大小的初筛及液体发酵复筛,筛选获得菌体蛋白产量较高的优势突变菌,并对其发酵工艺参数进行优化。研究结果如下:通过对14种酵母菌利用不同碳、氮源的研究,确定其最适碳、氮源,并依据14种酵母的生长潜力、菌体蛋白产量、NPN利用能力等进行排名,综合各指标排名。筛选出了综合性能较优的酿酒酵母M(Saccharomyces cerevisiae strain YI59)和酿酒酵母N2(Saccharomyces cerevisiae isolate AA2)。将酵母菌M和N2作为出发菌,进行紫外照射诱变和硫酸二乙酯诱变的单因素诱变以及交叉复合诱变。以葡萄糖、硫酸铵为唯一碳、氮源,依平板菌落大小与液体发酵菌体蛋白产量进行初筛和复筛。发现酿酒酵母菌N2的最适紫外诱变照射时间为10s、11s;酿酒酵母菌M为12 s、13 s。硫酸二乙酯诱变酵母菌M和N2的最适浓度分别为1.1%和0.4%。通过突变菌的初筛和复筛,发现突变菌菌体蛋白含量、菌体蛋白产量与突变菌菌落的大小间无直接关联。因而不能仅依靠菌落大小筛选高产SCP酵母菌,必须经液体发酵复筛检测菌体蛋白产量。最终通过筛选得到了一株菌体蛋白产量较高的菌株MH12U5,菌体蛋白含量达到了0.27 g/L,较出发菌M的0.22 g/L提高了22.72%(P0.05)。对突变菌MH12U5的葡萄糖添加量、硫酸铵添加量、磷酸二氢钾添加量及种子液接种量进行单因素试验及正交试验优化。结果表明,突变菌株MH12U5培养的最适组合为葡萄糖添加量为2.5%、硫酸铵添加量为1.5%、磷酸二氢钾添加量为0.5%、最适发酵接种量为5%。因此,菌株的最适发酵条件为,培养培养温度30℃、摇床转速为180 r/min、发酵时间为84h。发酵条件优化后突变菌MH12U5菌体蛋白产量由0.27 g/L优化提高到了0.56 g/L(P0.05)。本试验通过酵母菌的筛选、诱变育种、发酵条件优化,获得一株能以硫酸铵为唯一氮源发酵生产单细胞蛋白的酵母突变菌株MH12U5,能够应用于工业生产单细胞蛋白,极大的降低了发酵成本,为缓解我国蛋白质饲料短缺提供了理论支持。
【图文】：

2.5.2 生长曲线通过不同时间对 14 种酵母菌菌液进行 OD600值进行测定，获得生长曲线见图 2-1。编号 Number 名称 nameH1 酿酒酵母 NL21 Saccharomyces cerevisiae strain NL21H2 热带假丝酵母 QD4.2 Candida tropicalis strain QD4.2H3 胶红酵母 KYZYP14 Rhodotorula mucilaginosa strain KYZYP14C1 产朊假丝酵母 Candida pumilusC3 产朊假丝酵母 Candida pumilusSC 酿酒酵母 S288c Saccharomyces cerevisiae strain S288cP1 酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiaeB1 乙醇假丝酵母 35 Candida ethanolica isolate 35G1 乙醇假丝酵母 41 Candida ethanolica isolate 41G2 酿酒酵母 CBS:422 Saccharomyces cerevisiae culture-collection CBS:422R1 热带假丝酵母 Candida tropicalisR2 热带假丝酵母 Candida tropicalisN2 酿酒酵母 AA2 Saccharomyces cerevisiae isolate AA2M 酿酒酵母 YI59 Saccharomyces cerevisiae strain YI59

同 2.2.2.6 诱变酵母液体发酵复筛将 150 ml 诱变选择液体培养基倒入 500 ml 三角瓶中，接种约 1.0*108个酵母菌，将瓶置于 30℃恒温空气浴摇床上，转速为 180 r/min，培养 84 h。.7 菌体蛋白测定与数据统计分析酵母菌中蛋白质含量测定方法同 2.2.7.2；数据统计分析方法同 2.2.8.8 试验结果.8.1 致死率计算.8.1.1 硫酸二乙酯致死率统计诱变前后菌落数，计算致死率，，得下图
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S816

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本文编号：2602116