L-乳酸耐酸菌诱变选育及去中和剂发酵研究
乳酸(LA)是一种多用途的精细化学用品，广泛用于食品及医药等多种领域。近年来人们将更多的注意力转向它可作为生物可降解塑料聚乳酸(PLA)的原材料上，L-乳酸的高效生物合成直接关系到PLA的成本和质量，原位分离藕联发酵技术作为一种连续发酵技术可以提高乳酸的生产效率。而选育耐酸性较高的突变株，可以减少原位分离的次数从而减少操作成本和染菌机会、同时可以简化产品后处理工艺以及提高L-乳酸产率。
本文从实验室现有的几株产乳酸米根霉中挑选合适的一株作为菌源，利用低能离子束诱变选育出耐酸菌株，并对其去中和剂产酸条件和耐酸机理作了初步研究。
论文在引言部分介绍了国内外乳酸生产和应用状况，并指出筛选耐酸菌的意义及耐酸菌的研究进展；接着概述了离子束生物工程学的一些研究进展和应用概况；最后提出论文的立题意义和研究内容。
实验部分，首先对实验室拥有的四株产L-乳酸米根霉菌株进行去中和剂产酸研究，最终选择以葡萄糖为底物的高产突变株RE3303为出发菌株，通过观察，发现其在酸性条件下的菌丝生长受到不利影响，一定程度上影响乳酸产量；考虑到连续化发酵生产的需要以及菌株的产酸环境发生了不利变化，初步确立投糖浓度为50g/L，氮源为尿素。
然后，介绍了耐酸菌株的诱变选育工作。选用能量为10keV、剂量为(40～60)×2.6×1013ions/cm2的N+对RE3303进行多轮诱变处理。确立了简便的筛选方法：在18g/L的耐乳酸平板上挑取能生长的菌株进行摇瓶实验，摇瓶初筛时，挑选出发酵结束呈块状的菌体再进行下一步的摇瓶复筛，最终得到了一株L-乳酸耐酸菌株RK02，在不添加中和剂的条件下，5％投糖，可产32.32g/L的乳酸，且RK02可在24g/L的耐乳酸平板上生长，其耐酸性有了很大的提高。
最后，针对RK02进行去中和剂产酸条件优化并从乳酸脱氢酶的角度(LDH)初探耐酸机理。确定了最优的发酵条件：葡萄糖50g/L，尿素3.0g/L，KH2PO40.3g/L，MgSO4·7H2O0.75g/L，ZnSO4·7H2O0.2g/L，装液量50/250mL，转速200r/min，接种量3mL，种子培养时间12h，发酵温度33℃。在此条件下，经过30h～36h的发酵，RK02最高可产34.85g/L的乳酸，较诱变、优化前的出发菌株提高了146％。通过比较两株菌的乳酸脱氢酶活发现，发酵进程中，突变株RK02的比活整体高于出发菌株RE3303；且RK02在酸性条件下的酶活有所提高，可以看出，乳酸脱氢酶的耐酸性与菌株的耐酸性是相关的。
L-乳酸
中国科学院合肥物质科学研究院
硕士
生物物理
姚建铭
2007
中文
TQ921.7
60
2011-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）