裂殖壶菌发酵产DHA的过程优化

发布时间：2017-09-17 17:24

  本文关键词：裂殖壶菌发酵产DHA的过程优化

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【摘要】：DHA是一种长链多不饱和脂肪酸,由于其具有提高肉、蛋、奶品质等特殊作用而越来越受到人们的重视,目前发达国家已经生产出富含DHA的畜牧产品,国内的相关研究刚起步,但是前景广阔。由于其来源有限,使其无法像普通的饲料添加剂被大范围推广使用。传统获取DHA的方式是从深海鱼类的组织中提取,但是这种DHA的获取方式给捕鱼业带来了巨大的压力,而且受鱼质量及品种的影响,导致DHA的质量很不稳定。本次试验将利用生物学发酵技术,提供一种大量获得DHA的方法,使其可以被饲料行业大范围推广使用。本次试验主要包括以下三方面的工作。为了发酵生产大量的DHA,实验室自主诱变得到高产的菌株,于是首先需要根据原始菌株的培养经验来得到诱变菌株的最适培养条件。通过试验,我们得知该诱变菌株的最适培养条件如下：培养温度为25-C,pH值为6,种子培养基的氮源酵母粉最佳浓度为20g/L,发酵过程中底物葡萄糖最佳浓度为80g/L,KH2P04的最适浓度为4g/L,4g/L的酵母粉和4g/L的大豆蛋白作为氮源,并以底物氮源的方式添加入培养基效果最优,氨基酸的最优组合为甘氨酸2g/L,谷氨酸1.7g/L,色氨酸1.6g/L,赖氨酸0.3g/L。在探索到的最适培养条件下,生物量达到33.58g/L,油脂产量达到10.78g/L,DHA产量达到13.80g/L,与原始培养基相比,分别提高了27%、47%和48%。为了进一步提高DHA的产量,根据裂殖壶菌发酵生产DHA的机理,我们选择柠檬酸作为外源添加剂添加入发酵液中,结果发现,柠檬酸的最适添加量为2g/L,且在发酵起始一次性全部加入发酵液中效果最佳,在发酵终点,试验组的生物量达到146.73g/L,油脂产量达到92.22g/L,DHA产量达到27.63g/L,与空白组相比分别提高了14%、11%和21%。我们还对发酵过程中pH的调节方式进行了优化,发现利用柠檬酸、氨水、氢氧化钠调节发酵过程中发酵液的pH,可以提高生物量、油脂产量和DHA产量,而且,我们还探索到了避免氨水添加过多对裂殖壶菌产生毒害作用的方法。发酵起始利用氨水和柠檬酸调节发酵液的pH,在裂殖壶菌耗氧和耗糖减缓时利用氢氧化钠代替氨水,即利用氢氧化钠和柠檬酸调节发酵液的pH,在发酵终点,试验组的生物量达到97.55g/L,油脂产量达到77.76g/L,DHA产量达到18.87g/L,与空白组相比分别提高了49%、70%和18%。
【关键词】：裂殖壶菌 DHA 培养条件 柠檬酸 pH优化
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S816
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-11
• 第一章 前言11-19
• 1.1 DHA及其性质11
• 1.2 DHA的生理功能11-12
• 1.3 DHA的来源12-13
• 1.4 微生物合成DHA的代谢机理13-16
• 1.4.1 真核微生物合成脂肪酸的代谢机理13-15
• 1.4.2 裂殖壶菌合成DHA的代谢机理15-16
• 1.5 DHA在饲料方向的应用16-17
• 1.6 本课题的立题意义17-19
• 第二章 裂殖壶菌培养条件优化19-41
• 2.1 材料与方法19-25
• 2.1.1 菌种19
• 2.1.2 培养基组成19
• 2.1.3 培养方法19-20
• 2.1.4 样品测定方法20-21
• 2.1.5 试验方法21-25
• 2.2 结果与分析25-34
• 2.2.1 DHA产量标准曲线的绘制25-26
• 2.2.2 裂殖壶菌耗糖曲线的测定26-28
• 2.2.3 种子培养基组成对发酵的影响28-30
• 2.2.4 不同磷浓度对DHA发酵的影响30
• 2.2.5 培养温度对DHA发酵的影响30-31
• 2.2.6 起始pH对DHA发酵的影响31-32
• 2.2.7 不同氮源对DHA发酵的影响32-33
• 2.2.8 不同氮源添加策略对DHA发酵的影响33
• 2.2.9 氨基酸对DHA发酵的影响33-34
• 2.3 讨论34-39
• 2.3.1 葡萄糖浓度对DHA发酵的影响34-35
• 2.3.2 种子培养基组成对DHA发酵的影响35
• 2.3.3 磷浓度对DHA发酵的影响35-36
• 2.3.4 温度对DHA发酵的影响36
• 2.3.5 起始pH对DHA发酵的影响36-37
• 2.3.6 不同氮源及添加策略对DHA发酵的影响37-38
• 2.3.7 氨基酸对DHA发酵的影响38-39
• 2.4 小结39-41
• 2.4.1 DHA发酵的最适葡萄糖浓度39
• 2.4.2 DHA发酵种子液的最适氮源浓度39
• 2.4.3 DHA发酵种子液的最适磷浓度39
• 2.4.4 DHA发酵的最适温度和pH39
• 2.4.5 DHA发酵的最适氮源及添加策略39-40
• 2.4.6 DHA发酵的最适氨基酸40-41
• 第三章 添加剂的使用以及pH的优化41-60
• 3.1 材料与方法41-45
• 3.1.1 菌种41
• 3.1.2 培养基组成41
• 3.1.3 培养方法41-43
• 3.1.4 分析检测方法43
• 3.1.5 试验方法43-45
• 3.2 结果与分析45-55
• 3.2.1 柠檬酸浓度对DHA发酵的影响45-46
• 3.2.2 柠檬酸添加策略对DHA发酵的影响46-50
• 3.2.3 利用氨水调节pH对DHA发酵的影响50-51
• 3.2.4 利用氨水调节pH的优化51-53
• 3.2.5 利用氨水和柠檬酸调节pH对DHA发酵的影响53-55
• 3.3 讨论55-59
• 3.3.1 柠檬酸浓度以及添加策略对DHA发酵的影响55-57
• 3.3.2 利用氨水调节pH对DHA发酵的影响57-58
• 3.3.3 利用氨水调节pH的优化58
• 3.3.4 利用氨水和柠檬酸调节pH对DHA发酵的影响58-59
• 3.4 小结59-60
• 3.4.1 柠檬酸的最适添加量及最适添加策略59
• 3.4.2 利用氨水调节pH对DHA发酵的影响及优化59
• 3.4.3 利用氨水和柠檬酸调节pH对DHA发酵的影响59-60
• 第四章 结论60-61
• 参考文献61-64
• 致谢64

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本文编号：870721