一、出芽短梗霉菌的微生物发酵及在食品工业中的应用(论文文献综述)
徐清泉,李石头,黄申,毛多斌[1](2021)在《烟草源微生物及其应用研究进展》文中研究表明烟草源微生物是适应并来源于烟草化学环境的一类微生物,其筛选、生理生化功能挖掘及应用技术研究对卷烟提质、增香、减害具有重要意义.综述了烟草源微生物的来源、类型,以及其在烟叶发酵处理、再造烟叶浓缩液发酵处理、烟草香料制备等方面的应用研究进展,分析了烟草源微生物在资源体系构建、功能挖掘、烟叶处理作用机制研究等方面存在的薄弱环节及问题,从加强基础理论研究和深入开展应用技术研究两方面展望了烟草源微生物的发展前景.
许锡凯[2](2021)在《好食脉孢菌固态发酵麦麸制备可溶性膳食纤维及其功能性质》文中研究说明小麦麸皮是面粉经机械加工的主要副产物之一,且含有许多对人们有益的成分,如膳食纤维,黄酮和酚酸等,其中膳食纤维含量最多,约占总量的35%~50%,因此,小麦麸皮是提取高品质膳食纤维的理想材料。本研究采用好食脉孢菌对小麦麸皮进行固态发酵制备可溶性膳食纤维(Soluble dietary fiber,SDF),探究发酵条件对麦麸SDF得率的变化,确定了最佳固态发酵条件。为阐明好食脉孢菌发酵小麦麸皮释放SDF的可能机理,对发酵过程中产生的纤维素酶活性和木聚糖酶活性进行测定。通过Plackett-Burman实验、最低添加量实验、最陡爬坡实验和Box-Behnken实验确定了最佳发酵培养基。然后采用上述最优方式对小麦麸皮进行发酵后再结合超声波联合处理,采用单因素与正交试验相结合的方式改进了麦麸SDF提取工艺,探究超声波联合发酵提取的最佳工艺参数。最后测定经过不同方式提取的麦麸SDF的部分理化及功能性质,主要研究成果如下:(1)通过单因素实验、Plackett-Burman实验、最低添加量实验、最陡爬坡实验和响应曲面实验确定了麦麸SDF得率的最佳发酵条件为好食脉孢菌接种量10%(v/w)、固态培养基总含水量70%(v/w)、固态培养温度30℃、固态发酵培养时间72 h。最佳发酵培养基配方为小麦麸皮10 g,C6H12O6 0.7%(w/w)、(NH4)2SO4 0.6%(w/w)、MgSO40.2%(w/w)、K2HPO40.3%(w/w)、CaC12 0.1%(w/w)、NaCl 0.1%(w/w)。在此条件下预测麦麸SDF得率为6.37±0.25%,实际得率为6.29±0.17%,结果较为接近,说明通过上述模型得到的实验结果可信合理。发酵过程中纤维素酶活性与木聚糖酶活性均与麦麸SDF得率呈正相关,且不同的C源对其均具有一定的诱导作用。(2)在固态发酵麦麸的研究结果基础上,采用超声波辅助提好食脉孢菌固态发酵提取麦麸SDF,主要的原理是超声在液体中产生的空化效应和对麸皮产生的机械力破碎,切断大分子之间的作用键,与发酵法相互弥补,进一步提高SDF得率。通过单因素结合正交实验优化超声波联合发酵提取麦麸SDF工艺,确定此种方法的最佳提取条件为超声提取时间80 min、超声提取功率576 W、超声温度50℃时,测得SDF得率平均值为6.94±0.17%,此时相对偏差较小,证明采用正交设计得到的实验结果准确可靠。(3)通过对比未发酵、发酵、发酵联合超声三种方式制得的麦麸SDF理化及功能性质,发酵联合超声制得麦麸SDF的溶解性、溶解度、持油力、膨胀力、吸附葡萄糖能力、吸附胆固醇能力、清除DPPH自由基能力均明显提高。
完颜倩茹[3](2021)在《聚苹果酸基聚酯功能材料的结构与性能设计》文中研究说明随着人们对环境和安全问题的日益关注,生物可降解聚合物在过去几十年中获得了人们的广泛关注。到目前为止,科研工作者们已经成功合成了大量具有微生物或酶降解能力的聚合物。其中,来源于生物质的聚乳酸(PLA)、聚苹果酸(PLMA)等颇具吸引力。以PLMA为例,其单体L-苹果酸很容易从新鲜水果中提取,然后通过开环聚合或直接缩聚合成PLMA。然而,该聚合物开环反应步骤繁多、产率低下,而直接缩聚只能得到分子量较低的聚合物。因此,围绕PLMA的研究主要集中在以PLMA为链段或主体的脂肪族共聚酯上,目的是提高其分子量和机械强度,从而探索其在生物医学领域的可能应用。其实,PLMA主链上存在大量的活性位点,不仅仅是扩链,交联也可作为提高PLMA整体性能的有效途径。同时,还可通过交联网络结构的设计赋予其更广阔的应用,如弹性体以及智能材料等。因此,建立结构与性能的关系,对于拓展基于PLMA材料的应用至关重要。本文以PLMA聚酯功能材料的结构与性能设计为出发点,从直接缩聚的PLMA齐聚物出发,研究了 PLMA对PLMA/PLA不相容体系相结构和性能的影响、PLMA交联网络结构的设计对材料最终力学状态和刺激响应的影响,以及光-热转换填料对PLMA交联材料的形状记忆行为的影响,主要结论如下:(1)以PLMA低聚物为分散相,制备了 PLA/PLMA两相共混体系。从两相结构和界面相互作用的角度研究了共混物的力学性能和降解行为以及PLMA对PLA冷结晶的影响。相行为和粘弹性响应表明两相在热力学上是不相容的,两相界面张力较高。与PLA相比,PLMA较差的相附着力和较低的质量导致共混物的力学性能明显下降。而PLMA的加入所引起的稀释效应促进了 PLA的冷结晶。因此,通过固态退火可以很好地弥补因PLMA相的存在而引起的共混物强度和模量的损失。此外,亲水相PLMA的存在也可以调节共混物的降解速率。因此,本文提出了一种通过控制退火来制备具有可定制性能的绿色PLA/PLMA共混材料的简单方法,开发出一种全面生物质来源、生物可降解、综合性能均衡的脂肪族聚酯共混物,也为开发PLMA的应用提供了一种新的途径。(2)可通过交联开辟生物可降解PLMA作为功能材料的更多可能性,而网络结构是交联体系力学状态和最终应用的关键。利用不同链长的二醇构筑PLMA交联网络,以建立网络结构-力学状态-材料函数之间的关系。当二醇的分子量从100增加到400时,试样经历了明显的由高强度塑料向低损耗橡胶,最后向软弹性体的转变。以弹塑性和介电松弛为探针,探讨了交联样品的机械性能和网络结构的潜在联系,揭示了材料的脆-韧性转变过程。以具有不同网络结构的样品为构件,制作了具有良好性能的异步驱动器。由于交联PLMA具有易于调节的力学状态和Tg,以及良好的抗菌活性和形状记忆效应,因此在功能材料或智能材料方面具有广阔的应用前景。(3)通过在交联PLMA体系中引入碳纳米管(CNTs),制备出一种结构与性能可调的吸光纳米复合材料。通过CNTs与PLMA的原位聚合,实现CNTs的均匀分散,再进一步利用交联剂进行交联,得到一种具有较好机械强度和生物相容性的交联PLMA-CNTs纳米复合材料。从CNTs的负载量和PLMA与CNTs的相互作用两个方面研究了材料的力学性能和光热性能。以弹塑性为探针,探讨了 CNTs的分散状态和交联网络弛豫之间的关系。并通过光热转换实验,表征了交联PLMA-CNTs纳米复合材料的光吸收效率和光热转换稳定性,实现对交联PLMA-CNTs纳米复合材料形状记忆回复位置的精确调控。利用这类生物复合材料,可以很容易地制造出光热响应可编程和材料性能可调的智能器件。
刘飞[4](2021)在《高质高产普鲁兰糖工程菌的构建、生产工艺优化及在药物制剂的应用》文中研究表明普鲁兰糖(pullulan),又称普鲁兰多糖、出芽短梗霉多糖,是一种由出芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)通过发酵产生的天然水溶性多糖,安全性高。其结构特征为:由麦芽三糖重复单元相互连接而成的高分子聚合物,麦芽三糖重复单位以α-1,4糖苷键连接,单位之间通过α-1,6糖苷键连接。普鲁兰糖具有非常好的可塑性、稳定性、成膜性、阻氧性和安全性,在生物医药、化工环保等领域具有显着的应用前景。在我国,普鲁兰糖首先在食品领域获得批准应用,于2006年被国家FDA批准为食品添加剂新品种。普鲁兰糖在医药领域获得批准应用的时间较晚,主要应用在胶囊方面,2020年版《中国药典》已将普鲁兰糖空心胶囊作为新增药用辅料品种收载。目前国内生产的普鲁兰糖原料产品以食品级为主,与医药级的质量要求还有较大的差距,如黑色素和炽灼残渣等杂质含量较高、分子量和黏度达不到药用辅料要求。随着国内仿制药一致性评价及关联审评工作的深入推进,药物制剂生产企业对药用辅料提出了更高要求,急需进一步提高普鲁兰糖原料的品质。另外,普鲁兰糖价格与明胶相比还较高,需要进一步改进生产工艺、提高发酵产量和纯化精制收率,降低生产成本。然而,目前医药级普鲁兰糖在生产和应用过程中尚存在诸多问题:生产菌株在发酵过程中经常有大量副产物黑色素生成,给纯化精制工艺带来较大的困难;发酵产量较低,纯化工艺成本较高;普鲁兰糖在医药领域应用的研究较少,市场推广缺少研发数据支持。针对以上问题,本论文构建不产黑色素并高产普鲁兰糖的工程菌株,对发酵和纯化条件进行优化,并开展了普鲁兰糖在微生态制剂、胶囊剂等药物制剂中的应用研究。具体内容包括:(1)构建了不产黑色素并高产普鲁兰糖的重组工程菌株普鲁兰糖原始生产菌株出芽短梗霉野生菌CGMCC As3.3984在发酵生产普鲁兰糖过程中伴随着副产物黑色素的产生,通过敲除黑色素合成关键基因获得不产黑色素的工程菌株。首先在开展同源重组基因敲除试验时,对电转化条件进行了优化改进。通过对几种转化方法的对比,选择弱化细胞壁脉冲式电转化方法,并对电压、占空比、频率和脉冲数等电击条件和细胞培养时期、裂解酶用量、质粒使用量等电转化条件进行优化,建立了适于出芽短梗霉的高效电转化工艺。然后根据文献报道并结合三环唑抑制黑色素试验,初步推断野生菌CGMCC As3.3984在发酵过程所产黑色素类型主要为DHN黑色素,并将已报道的大孢粪壳菌(Sordaria macrospora)的DHN黑色素合成关键基因alb1与出芽短梗霉基因组序列进行比对,找到了出芽短梗霉可能的alb1的基因序列,进行了基因克隆,并在毕赤酵母中进行异源表达和功能验证。利用同源重组基因敲除的方法敲除了野生菌CGMCC As3.3984基因组上的DHN黑色素合成关键基因alb1,得到黑色素基因敲除菌株As-Δalb1,该菌株发酵过程中不产黑色素,但普鲁兰糖产量与野生菌相比下降41.01%。为进一步研究普鲁兰糖在发酵过程中与黑色素的关系,对出芽短梗霉野生菌CGMCC As3.3984普鲁兰糖合成关键酶的基因pul进行了敲除,得到普鲁兰糖合酶基因敲除菌株As-Δpul,该菌株发酵过程中不合成普鲁兰糖,但同时也不合成黑色素。在黑色素基因敲除菌株As-Δalb1发酵过程中向培养基中加入黑色素可以提高普鲁兰糖产量,在普鲁兰糖合酶基因敲除菌株As-Δpul发酵过程中向培养基中加入较高浓度普鲁兰糖(20 g/L以上)可以诱导黑色素合成。该结果证明了普鲁兰糖与黑色素之间存在正相关的互作关系。另外,通过测定黑色素基因敲除菌株As-Δalb1与出芽短梗霉野生菌CGMCC As3.3984基因组中与普鲁兰糖合成相关基因的转录水平,发现As-Δalb1普鲁兰糖合酶基因pul的转录水平显着下降。为实现既不产黑色素又能提高普鲁兰糖产量的目的,在黑色素基因敲除菌株As-Δalb的基因组上整合普鲁兰糖合酶基因pul,构建得到敲除albl基因同时过表达pul基因的工程菌株As-Δalb1-pul(AP-7)。该菌株发酵过程中不产黑色素,普鲁兰糖产量达到29.33 g/L,与As-Δalb1相比提高85.87%,与野生菌相比提高9.64%。传代实验证明As-Δalb1-pul(AP-7)遗传稳定,可用作工业化生产菌株。(2)以工程菌株As-Δalb1-pul(AP-7)为研究对象,对发酵和纯化精制工艺进行了优化,建立了适合工业化生产的制备工艺在优化发酵工艺过程中,为了能对大量样品中普鲁兰糖的含量实现快速准确的检测,根据发酵液中不同类型糖苷键在酸溶液中水解的难易程度不同,设计建立了分步酸解快速测定普鲁兰糖含量的方法,40 min左右即可准确的批量测定浓度为100 g/L以下的普鲁兰糖含量,此浓度检测范围能够满足发酵过程中普鲁兰糖含量测定的需要,精密度和准确性均较高,适用于培养基优化及发酵过程中普鲁兰糖含量的快速测定。通过响应面法在摇瓶发酵水平对发酵培养基进行优化,发酵培养基最优配方为:蔗糖 95.89 g/L,酵母粉 1.92 g/L,NaCl 1.00 g/L,MgSO4.7H2O 0.20 g/L,K2HPO4 6.00 g/L,(NH4)2SO4 0.60 g/L,初始 pH6.48。在此条件下,普鲁兰糖平均产量为32.08g/L,与预测值(32.27g/L)基本一致。在1L小试发酵罐优化了 As-Δalb1-pul(AP-7)发酵工艺参数,包括接种量、溶氧、表面活性剂、补料方式、pH控制方式等,确定了最优发酵参数为:接种量5%,通气量1 vvm,转速1200 r/min,初始pH 5.70,发酵时间72 h。在此条件下普鲁兰糖产量为68.43 g/L,重均分子量为404.30 kDa。1 L发酵罐最优发酵参数确定后,随后进行了 100 L发酵放大实验。经优化,100 L发酵罐最适发酵工艺为:接种量5%,通气量1 vvm,搅拌桨转速250 r/min,初始pH 5.92,发酵时间72 h。在此条件下普鲁兰糖最高产量为59.92 g/L,重均分子量为331.31 kDa。最后,进行了10t发酵试生产实验,普鲁兰糖最高产量为65.24 g/L,重均分子量为 535.62 kDa~560.77 kDa。对工程菌株As-Δalb1-pul(AP-7)发酵后的纯化精制工艺进行了优化,采用超滤脱盐和喷雾干燥代替了传统的乙醇沉淀,建立了“发酵液预处理-活性炭脱色-过滤除菌体-超滤脱盐-喷雾干燥”的普鲁兰糖纯化工艺,纯化收率达到90.41%,纯化成本与原工艺相比降低79.30%。(3)开展了普鲁兰糖药用辅料在医药制剂领域的应用研究在微生态制剂制备方面,以保加利亚乳杆菌为研究对象,研究了普鲁兰糖作为冻干保护剂对乳酸菌存活率的影响。普鲁兰多糖作为单一冻干保护剂,保加利亚乳杆菌存活率最高为57.30%。普鲁兰多糖复合冻干保护剂(3.0%甘油、5.0%蔗糖、5.5%海藻糖和2.0%普鲁兰多糖)使保加利亚乳杆菌存活率可达86.96%。在胶囊剂稳定性方面,开展了普鲁兰糖胶囊壳在维生素C、贻贝多糖、布洛芬等药物制剂中的应用研究,与明胶胶囊壳相比,普鲁兰糖胶囊壳具有更好的阻氧效果和稳定性,对易氧化和吸湿的原料药在高温或高湿条件下稳定性明显优于明胶胶囊壳。在胶囊剂生物等效性方面,以临床小分子化药布洛芬和奥司他韦为模型药物,比较研究了普鲁兰糖胶囊与明胶胶囊两种胶囊壳载药在Beagle犬体内的生物等效性,结果显示用普鲁兰糖胶囊壳替代明胶胶囊壳,不影响模型药物布洛芬和奥司他韦口服后体内药动学参数,2种模型药物均生物等效。综上所述,我们构建了不产黑色素并高产普鲁兰糖的工程菌株,通过发酵和纯化工艺优化建立了适合工业化生产的制备工艺,并开展了普鲁兰糖在微生态制剂等药物制剂中的应用研究。本课题协助企业解决了普鲁兰糖在发酵过程中产生黑色素等技术难题,提高了普鲁兰糖发酵产量和产品质量,降低了生产成本,对普鲁兰糖在医药领域的推广和应用有积极意义。
冯瑶[5](2021)在《燃料乙醇发酵过程中先进在线传感器应用及发酵过程优化研究》文中研究表明随着化石燃料的消耗及伴随而来的一系列环境和能源问题,燃料乙醇作为生物燃料中最主要的组成,是目前应用最广泛的可再生生物质能源。但是,目前燃料乙醇在生产经济性上相较于化石燃料仍存在一定劣势。因此,开发高效的乙醇发酵技术是实现低成本生产的关键之一。本研究以酿酒酵母乙醇发酵作为研究对象,从发酵过程中关键因素培养基、过程检测、调控策略三个方面入手进行系统优化,并结合胞内代谢物图谱、关键酶活性、代谢通量的整合分析,对碳源补加策略进行深入分析,从而解析细胞代谢合成乙醇与副产物甘油之间的作用规律,为开发高效的过程调控策略提供理论指导。首先,对酿酒酵母发酵进行乙醇生产的发酵培养基组分及基本培养条件,运用响应面法进行了系统优化。通过(a)单因素实验;(b)Plackett-Burman实验;(c)最陡爬坡实验;(d)中心复合实验设计和验证,发现葡萄糖、接种量和酵母提取物是影响乙醇产量最重要的3个因素,而且当葡萄糖浓度为285.0 g/L,接种量为29%,酵母提取物浓度为16.5 g/L时,摇瓶发酵乙醇产量最高,可达124.4±0.8 g/L,较优化前(94.1±1.7 g/L)提高了 32.2%。其次,将电子嗅、活细胞传感仪等先进在线传感器引入到乙醇发酵过程,建立了发酵液中乙醇浓度、活细胞浓度等关键指标参数的在线检测方法。电子嗅与液相色谱检测乙醇的相关性以及活细胞传感仪检测电容值与菌落形成单位的相关性分别达到0.999和0.996。在此基础上,通过将活细胞传感仪与电子嗅用于在线补糖策略的调控,能够有效缓解初始高葡萄糖浓度对菌体生长和代谢的抑制,使得乙醇产量、产率和转化率分别提高15.4%、15.9%和 9.0%。最后,在5L罐上对乙醇发酵过程进行了pH控制、供氧水平、碳源补加策略的研究,表明自然pH、0.5 vvm以及阶段补糖策略能够将乙醇产量和产率提高到138.2 g/L和5.76g/L/h,而且主要副产物甘油含量下降41.7%。进一步对阶段补糖策略效果进行深入探究,通过胞内代谢物图谱、关键酶活性以及胞内代谢通量的整合分析,发现阶段补糖策略下乙醇生产效率提高得益于细胞代谢能力的增强和转化率提高两个方面。此外,胞内呈现更高氧化状态以及甘油合成途径关键酶活性的降低是造成甘油含量显着减少的主要原因,使得更多的碳流向乙醇合成。
岳登高[6](2021)在《出芽短梗霉菌PA-2脂肽物质发酵条件优化及分离纯化》文中研究指明微生物源农药具有易降解、不容易污染环境等特点,受到科研工作者的重点关注。本实验室自2013年以来,通过对自然界微生物的不断筛选,最后从青海省平安县感病杨树叶子上分离得到一株对病原微生物具有良好抑制作用的菌株,经菌种鉴定后为出芽短梗霉菌(Aureobacidium pullulans),并命名菌株编号为PA-2。本试验在此基础上对出芽短梗霉菌PA-2的抑菌次生代谢产物进行研究。为了明确出芽短梗霉菌PA-2抑菌物质类型,本研究通过原位酸水解-茚三酮显色法对抑菌物质进行定性鉴定,并通过琼脂打孔扩散的方法对其抑菌活性进行测定;为提高出芽短梗霉菌PA-2抑菌物质产量,本实验从转速、温度、装液量、接种量、培养基初始p H五个方面,采用中心组合设计(Central composite design,CCD)构建响应面法对出芽短梗霉菌PA-2液态发酵培养条件进行优化;为了进一步了解抑菌活性物质的稳定性,本实验从温度、酸碱度、紫外照射、金属离子、有机溶剂、蛋白酶六个方面对抑菌活性物质的稳定性进行了测定,并应用高效液相色谱对粗提物质进行进一步分离纯化。具体试验结果如下:1.出芽短梗霉菌PA-2抑菌物质鉴定为环状脂肽类物质;该物质对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)、大肠埃希菌(Escherichia coli)、樱桃球腔菌(Mycosphaerella cerasella)和大麦网斑病菌(Pyrenophora teres)有明显的抑制作用,抑菌圈直径分别为3.65 cm、1.95cm、2.15 cm、1.35 cm、2.18 cm。2.优化后的出芽短梗霉菌PA-2最佳液态发酵条件为:接种量6.85%、转速216.24 r·min-1、温度25.80℃、装液量124.87 m L、p H 7.1。在此条件下模型预测的脂肽类物质产量为0.94 g·L-1,实际为0.92 g·L-1,比优化前的产量(0.61 g·L-1)提高了51%。3.出芽短梗霉菌PA-2脂肽类物质稳定性测定结果:-80~100℃的环境温度不会对脂肽粗提物的抑菌活性产生影响,121℃左右的高温可以明显降低脂肽粗提物的抑菌活性,失活率为16%。当溶剂p H为3时脂肽粗提物的抑菌活性最强,中性环境会使脂肽粗提物的抑菌活性减弱,碱性环境会使脂肽粗提物的抑菌活性完全消失。8 h以内的紫外照射不会对脂肽粗提物的抑菌活性产生影响。Na+、K+、Ca2+、Fe3+四种金属离子对脂肽粗提物的抑菌活性不产生影响。脂肽粗提物完全溶解于甲醇,微溶于乙醇,不溶于乙腈、丙酮和氯仿。胰蛋白酶、蛋白酶K和胃蛋白酶对脂肽粗提物的抑菌活性不会造成显着影响。4.用C18反向分析柱(4.6mm×250mm),以甲醇和水作为流动相,首次得出最佳分离纯化条件为:甲醇:水=75:25,流速1 m L·min-1,进样量20μL,检测波长220 nm;用C18反向制备柱(30mm×250mm)对脂肽粗提物进行制备得到5 g组分1和1 g组分2,组分1对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌均有抑制效果,组分2对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌均无抑制效果;用C18反向分析柱(4.6mm×250mm),以乙腈和水作为流动相,对组分1对应的脂肽物质进行二次纯化,得出最佳分离纯化条件为:乙腈:水=10:90,流速1 m L·min-1,进样量20μL,检测波长220 nm;用C18反向制备柱(30mm×250mm)对组分1进行制备后得到三个有活性组分,经浓缩干燥后得到3 g组分3、1 g组分4和0.5 g组分5,以大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌为靶标菌进行抑菌活性测定后,发现组分3、4、5收集的物质对以上俩种菌均有抑制效果,其中组分3对应的物质对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径最大且最为清晰,抑菌活性最强;脂肽物质对大肠埃希菌的最小抑菌浓度为1.0 mg·m L-1,对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为0.5 mg·m L-1。
张昊月[7](2021)在《天蓝色链霉菌产达托霉素的发酵培养基优化及高产菌株选育》文中研究表明达托霉素(Daptomycin)是从玫瑰孢链霉菌(Streptomyces roseosporus)NRRL 11379的发酵液中分离得到的一种新型环脂肽类抗生素,然后由Cubist制药公司研发,在2003年以Cubicin为商品名在美国上市。达托霉素可以用于治疗一些由革兰氏阳性病原菌引起的并发性皮肤及皮肤结构感染等症状。达托霉素具有一种独特的作用机制,使其在治疗由多种耐药菌,如:耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)等引起的感染中发挥了重要作用。作为“病原菌的最后一道防线——万古霉素”的替代品,达托霉素在医学方面具有广阔的应用前景。但是在发酵生产中,达托霉素的发酵水平较低,限制了其市场前景。因此,提高达托霉素的发酵产量具有重要意义。本实验以一株异源表达菌株——天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor)K10作为达托霉素生产菌株,首先,通过响应面法(Response surface methodology,RSM)获得了稳定高产的达托霉素发酵培养基,然后,采用紫外(UV)诱变、亚硝基胍(NTG)诱变和多轮基因组重排技术(Genome shuffling)对原始菌株进行高产菌株选育。主要结果如下:1)获得较佳的产达托霉素培养基配方。首先利用单因素实验探明不同的碳源、氮源和微量元素对达托霉素产量的影响。根据单因子实验结果,初始发酵培养基中的碳源成分更换为糊精和麦芽糖,再添加L-Asn作为培养基成分之一。接着,利用Plackett-Burman(PB)实验设计筛选到影响达托霉素产量的显着因子,即为糊精、酵母提取物和酪蛋白,最后基于中心组合设计(Central composite design,CCD)的响应面方法来确认显着影响因子的最佳水平。Design Expert 8.0软件对实验数据进行处理和分析,计算出达托霉素发酵培养基配方(g/L)为糊精25.11、麦芽糖16.00、酵母提取物2.20、酪蛋白2.00、L-Asn 1.00、MOPS 10.00,初始p H值为7.0。通过验证实验证实优化后的培养基产达托霉素的产量可以达到15.30±1.23 mg/L,较原始培养基提高了2.17倍。2)达托霉素高产菌株选育。首先,对S.coelicolor K10分别进行UV诱变和NTG诱变处理,在确定最佳的诱变剂量后,成功筛选到6株达托霉素高产菌株,分别为UV-1、UV-19、UV-23、NTG-1、NTG-5和NTG-9;之后通过两轮Genome shuffling获得了一株达托霉素高产融合子GS-2-30,其产量可以达到39.66±0.99 mg/L,相比较原始菌株产量提高了1.59倍,经验证,菌株GS-2-30的遗传性能稳定。
赵淑丽[8](2020)在《出芽短梗霉糖转运蛋白编码基因的预测、克隆及敲除》文中研究说明出芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)又称黑酵母,是一种类酵母样真菌,在其发酵过程中会产生普鲁兰。普鲁兰是具有良好生物活性的大分子聚合物,在食品、医药、环保以及化妆品等众多领域都具有重要的应用价值。它的前体物质在细胞体内产生,在糖转运蛋白的帮助下分泌至胞外参与普鲁兰的合成。糖转运蛋白在微生物发酵过程中起着重要作用,不仅是参与细胞外糖分的吸收,还包括协助细胞中糖类代谢物的释放。本论文以出芽短梗霉(A.pullulans CCTCC M 2012259)为出发菌株,对其细胞中的糖转运蛋白进行了研究。我们预测其编码糖转运蛋白相关的基因信息,对这些基因进行敲除改造,筛选突变菌株,并从发酵过程、普鲁兰产量等方面与出发菌株进行比较,探究糖转运蛋白在出芽短梗霉合成胞外多糖过程中的作用。主要的研究内容及结果如下:1.在对本实验室一株出芽短梗霉进行全基因组测序的基础上,利用三种不同的生物信息学方法,即同源预测、从头预测以及基于RNA-seq的数据分析,将基因组信息与数据库中所有真菌已知的糖转运蛋白信息进行比对研究,初步筛选得到出芽短梗霉中可能的糖转运蛋白编码基因。接着采用GENSCAN软件对初步预测结果进行精确基因结构建模,得到包含启动子、外显子、内含子以及终止子的完整的基因信息。最后将预测得到的基因翻译成蛋白质序列,用blastp程序进行比对验证,最终确定出芽短梗霉的13个基因序列可能编码糖转运蛋白。得到的结构模型用ProcessOn软件进行基因序列以及蛋白质序列的可视化呈现。2.对预测的13个可能的糖转运蛋白基因序列进行克隆并构建相应的敲除载体。根据预测序列设计引物,将13个基因片段扩增到pMD19T载体上,测序得到包含内含子的全部序列,通过比对发现所有的外显子部分与预测序列完全匹配。接着在出芽短梗霉细胞中构建一个可以发挥功能的表达载体,包括启动子、终止子以及潮霉素筛选标记基因,即筛选元件PtrpC-hyg-TtrpC。最后通过酶切连接将有效元件插入到构建完成的13个糖转运蛋白候选基因的克隆载体上,完成用于同源重组的相应敲除载体的构建。3.利用基因工程手段对出芽短梗霉(A.pullulans CCTCC M 2012259)中糖转运蛋白编码基因进行敲除。首先考察了出芽短梗霉的生长状态。在YPD培养基中对出芽短梗霉进行培养,绘制相应的生长曲线,结果发现,培养25 h左右细胞处于对数生长期,可以用于后续的电转化实验。其次,要确定合适的潮霉素抗性筛选浓度。结果发现在100 μg/mL的潮霉素筛选平板上没有任何菌落生长的痕迹。因此,选择100 μg/mL的潮霉素浓度作为筛选阳性转化子的条件。然后用构建好的敲除片段对出芽短梗霉中相应的糖转运蛋白基因进行敲除,成功得到突变株。最后在摇瓶培养条件下对出发菌株以及所构建的突变株进行发酵生产普鲁兰性能的考察,结果发现和原始菌株相比,突变株的细胞干重有所提高,而普鲁兰的产量明显下降。以上结果表明,本文所考察的糖转运蛋白可能在普鲁兰胞外分泌过程中发挥作用,为进一步从分子水平改造出发菌株以提高普鲁兰合成效率提供了有利的证据。
陈畅[9](2019)在《腺嘌呤对出芽短梗霉合成聚苹果酸的影响》文中提出论文以诱变筛选的出芽短梗霉聚苹果酸高产菌株(A.pullulans)CGMCC3337为研究对象,首先对影响出芽短梗霉聚苹果酸发酵的生长因子进行了系统分析,随后重点运用代谢组学和蛋白质组学方法对其作用机制进行了分析,初步探究了影响聚苹果酸生物合成的标志性代谢物和关键蛋白,为深入解析聚苹果酸合成途径及发酵工艺优化奠定了理论基础。主要研究内容和实验结果如下:(1)利用单因素方法分析了不同维生素和核苷酸等生长因子对出芽短梗霉聚苹果酸合成的影响,确定了腺嘌呤是影响聚苹果酸发酵的关键生长因子。添加腺嘌呤至0.5 g/L,出芽短梗霉聚苹果酸(PMLA)产量达到39.25 g/L,比空白提高了 33.6%。(2)利用代谢组学方法和蛋白质组学方法,对添加腺嘌呤对出芽短梗霉聚苹果酸合成的作用机制进行了分析。与空白组相比,添加腺嘌呤至0.5 g/L,检测到47种胞内代谢物,通过对代谢组学进行主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别法分析(PLS-DA)发现差异性代谢物包括果糖、半乳糖、丙酮酸、α-酮戊二酸、富马酸等。与空白组相比,鉴定到了 398个差异蛋白,其中202个蛋白表达量发生上调,196个蛋白表达量发生下调。上调蛋白磷酸甘油酸激酶、磷酸甘油酸变位酶、苹果酸脱氢酶、苹果酸酶、NADH脱氢酶、泛醌-细胞色素c还原酶等主要涉及糖酵解途径、丙酮酸羧化途径和氧化磷酸化过程。下调蛋白磷酸核糖焦磷酸激酶、半乳糖-1-磷酸尿苷酰转移酶、丙酮酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶主要涉及三羧酸循环和普鲁兰合成途径。(3)结合代谢组学和蛋白质组学分析表明,关键生长因子腺嘌呤能够提高聚苹果酸合成主要途径丙酮酸羧化途径的关键酶表达量和关键代谢物积累量,从而增强聚苹果酸的生物合成;半乳糖代谢途径的减弱,降低了副产物普鲁兰多糖的合成。
王红岩[10](2019)在《出芽短梗霉降解阿特拉津及产乳酸代谢研究》文中提出出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)作为丝状真菌,有酵母状、膨大状和厚垣孢子等生长阶段,具备产生重要有机物普鲁兰糖的能力。本研究通过对出芽短梗霉NG发酵液检测,发现其不仅可以产生一种具有漆酶活性的小分子物质(AP因子),而且产生了乳酸。漆酶(Laccase)是一种含铜的多酚氧化酶,它所包含的铜离子拥有特殊的氧化还原能力,能够催化和氧化各类芳香族底物。乳酸作为一种在世界范围内占有重要地位的有机酸,同时也是一类不可或缺的工业化合物,近年来随着聚乳酸的应用愈加普遍,乳酸的需求量也不断增大。本研究发现:(1)AP因子经透析、旋转蒸发和冷冻干燥后其漆酶活性可由27.96 U/L提升至277.78 U/L。利用AP因子在45℃与阿特拉津共处理,经过高温灭菌的AP因子对阿特拉津的降解率为56.11%,而未灭菌AP因子对阿特拉津的降解率仅为29.77%。(2)出芽短梗霉菌株在有氧和微氧发酵下,其菌落和细胞形态、乳酸产量、菌体生物量、菌液p H以及AP因子活性均有差异。胞内乳酸在72 h(好氧发酵:13.38 mmol/L)或120 h(微氧发酵:4.34 mmol/L)达到峰值,随后降低。有氧或微氧条件下菌体均可以由胞内向胞外分泌乳酸。好氧条件下分泌的乳酸在24 h达到最高(2.58 mmol/L),后被菌体利用逐渐降低,96 h后胞外乳酸含量维持稳定。在微氧条件下,有利于菌体分泌乳酸(发酵72 h,3.46 mmol/L)。出芽短梗霉具有复杂的乳酸代谢机制,在其转录组中发现7个乳酸脱氢酶基因,实时定量PCR检测发现其中2个乳酸脱氢酶基因comp5964和comp4988转录水平与乳酸产量正相关,有氧发酵下乳酸脱氢酶表达量相对于微氧发酵下乳酸脱氢酶表达量均显着上调。(3)代谢组学分析发现,在正离子模式下,微氧发酵共有6825种代谢物发生了变化,其中4505种代谢物表达量相对于有氧发酵显着上调,2320种代谢物表达量为下调;负离子模式下,微氧发酵共有8028种代谢物发生了变化,其中5362种代谢物表达量相对于有氧发酵显着上调,2666种代谢物表达量为下调。共有114个代谢通路发生了变化,共富集到4种乳酸脱氢酶代谢通路,分别为糖酵解和糖异生、半胱氨酸和甲硫氨酸代谢、丙酮酸代谢、丙酸代谢等。
二、出芽短梗霉菌的微生物发酵及在食品工业中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、出芽短梗霉菌的微生物发酵及在食品工业中的应用(论文提纲范文)
(1)烟草源微生物及其应用研究进展(论文提纲范文)
0 引言 |
1 微生物的来源与类型 |
1.1 烟叶表面微生物 |
1.2 烟田土壤微生物 |
1.3 再造烟叶浓缩液微生物 |
2 烟草源微生物应用现状 |
2.1 烟叶发酵 |
2.2 再造烟叶浓缩液发酵 |
2.3 烟用香料制备 |
2.4 烟草有害物降解 |
2.4.1 烟碱降解 |
2.4.2 亚硝胺降解 |
3 结论与展望 |
(2)好食脉孢菌固态发酵麦麸制备可溶性膳食纤维及其功能性质(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 小麦鼓皮概况 |
1.3 好食脉孢菌概况 |
1.4 膳食纤维概况 |
1.4.1 膳食纤维定义 |
1.4.2 膳食纤维的组成 |
1.4.3 膳食纤维的降解 |
1.4.4 可溶性膳食纤维的应用 |
1.5 可溶性膳食纤维制备方法 |
1.5.1 化学法 |
1.5.2 物理法 |
1.5.3 酶解法 |
1.5.4 发酵法 |
1.5.5 联合法 |
1.6 可溶性膳食纤维理化及功能性质 |
1.7 课题来源及研究的目的和意义 |
1.7.1 课题来源 |
1.7.2 研究目的和意义 |
1.7.3 研究内容 |
2 好食脉孢菌发酵麦麸制备可溶性膳食纤维发酵条件优化 |
2.1 引言 |
2.2 实验仪器与材料 |
2.2.1 实验仪器 |
2.2.2 实验菌种 |
2.2.3 实验材料 |
2.3 发酵产物中SDF的提取和得率的测定 |
2.3.1 SDF的提取 |
2.3.2 SDF得率计算 |
2.4 麦麸的固态发酵 |
2.4.1 PDA斜面培养基的制备 |
2.4.2 好食脉孢菌孢子菌悬液的准备 |
2.5 发酵过程中酶活力的测定 |
2.5.1 粗酶液的制备 |
2.5.2 纤维素酶活性测定 |
2.5.3 木聚糖酶活性的测定 |
2.6 麦麸固态发酵条件单因素试验设计 |
2.6.1 接种量的确定 |
2.6.2 含水量的确定 |
2.6.3 发酵温度的确定 |
2.6.4 发酵时间的确定 |
2.7 小麦麸皮发酵过程中酶活力变化与SDF得率的相关性 |
2.7.1 发酵过程中CMC酶活和Xyn酶活的变化 |
2.7.2 SDF得率与CMC酶活、Xyn酶活变化的相关性分析 |
2.8 麦麸固态发酵培养基配方单因素试验设计 |
2.8.1 辅助性碳源的选择及添加量对CMC、Xyn和SDF得率的影响 |
2.8.2 氮源的选择及添加量对CMC、Xyn和SDF得率的影响 |
2.8.3 无机盐离子的选择对CMC、Xyn和SDF得率的影响 |
2.8.4 Plackett-Burman实验设计 |
2.8.5 响应曲面优化实验 |
2.8.5.1 最低添加量实验设计 |
2.8.5.2 最陡爬坡实验设计 |
2.8.5.3 Box-Behnken实验设计 |
2.9 数据统计分析方法 |
2.10 结果与讨论 |
2.10.1 葡萄糖标准曲线 |
2.10.2 木糖标准曲线 |
2.10.3 单因素实验 |
2.10.4 固态培养中CMC、Xyn酶活力的变化 |
2.10.5 SDF得率与CMC、Xyn酶活力相关性分析 |
2.10.6 辅助碳源的选择及添加量对CMC、Xyn酶活力、SDF得率的影响 |
2.10.7 氮源的选择及添加量对CMC、Xyn酶活力、SDF得率的影响 |
2.10.8 无机盐的选择对CMC酶活、Xyn酶活、SDF得率的影响 |
2.10.9 PB实验结果 |
2.10.10 培养基组分最低添加量实验结果 |
2.10.11 最陡爬坡实验结果 |
2.10.12 BBD实验结果 |
2.11 本章小结 |
3 超声波联合发酵提取麦麸可溶性膳食纤维工艺优化 |
3.1 引言 |
3.2 实验仪器与实验材料 |
3.2.1 实验仪器 |
3.2.2 实验材料 |
3.2.3 实验菌种 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 菌悬液 |
3.3.2 培养基 |
3.3.3 微生物-超声联合制备麦麸SDF工艺流程 |
3.3.4 微生物-超声联合制备麦麸SDF工艺优化单因素实验 |
3.3.4.1 不同超声时间对麦麸SDF得率的影响 |
3.3.4.2 不同超声功率对麦麸SDF得率的影响 |
3.3.4.3 不同超声温度对麦麸SDF得率的影响 |
3.3.5 正交实验优化条件 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 单因素实验结果 |
3.4.2 微生物-超声联合制备SDF工艺优化正交实验 |
3.5 本章小结 |
4 两种处理方式对麦麸可溶性膳食纤维性质影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验仪器与实验材料 |
4.2.1 实验仪器 |
4.2.2 实验材料 |
4.2.3 实验菌种 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 麦麸SDF的制备 |
4.3.2 发酵改性SDF的制备 |
4.3.3 发酵联合超声波改性SDF的制备 |
4.3.4 溶解性和溶解度的测定 |
4.3.5 持油力的测定 |
4.3.6 膨胀力的测定 |
4.3.7 葡萄糖吸附作用的测定 |
4.3.8 胆固醇吸附作用的测定 |
4.3.9 DPPH自由基清除能力的测定 |
4.3.10 羟自由基清除能力的测定 |
4.3.11 数据统计分析方法 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 麦麸SDF物理性质分析 |
4.4.2 麦麸SDF功能性质分析 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(3)聚苹果酸基聚酯功能材料的结构与性能设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 聚苹果酸概述 |
1.2.1 苹果酸的简介 |
1.2.2 聚苹果酸的简介 |
1.2.3 聚苹果酸的合成 |
1.2.4 聚苹果酸的性能 |
1.2.5 聚苹果酸的应用 |
1.3 论文选题意义、主要研究内容及创新点 |
1.3.1 选题意义 |
1.3.2 主要研究内容 |
1.3.3 创新点 |
第二章 聚苹果酸/聚乳酸共混材料的形态及性能 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 样品制备 |
2.2.4 性能测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 PLMA的性能表征 |
2.3.2 PLA/PLMA共混材料的相形态 |
2.3.3 PLA/PLMA共混材料的降解性能 |
2.3.4 PLA/PLMA共混材料的力学性能 |
2.4 本章小结 |
第三章 聚苹果酸交联结构的设计及性能调控 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 样品制备 |
3.2.4 性能测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 交联PLMA的制备 |
3.3.2 交联PLMA的力学性能 |
3.3.3 交联PLMA的脆-轫性能转变 |
3.3.4 交联PLMA的抗菌性能 |
3.3.5 交联PLMA的形状记忆行为 |
3.4 本章小结 |
第四章 交联聚苹果酸/碳纳米管复合材料的结构与性能设计 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 样品制备 |
4.2.4 性能测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 交联PLMA/CNTs纳米复合材料的制备 |
4.3.2 交联PLMA/CNTs纳米复合材料的力学性能 |
4.3.3 交联PLMA/CNTs纳米复合材料的弹塑性性能 |
4.3.4 交联PLMA/CNTs纳米复合材料的降解性能 |
4.3.5 交联PLMA/CNTs纳米复合材料的光热行为 |
4.4 本章小结 |
第五章 结语 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(4)高质高产普鲁兰糖工程菌的构建、生产工艺优化及在药物制剂的应用(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 前言 |
1 普鲁兰糖 |
1.1 微生物多糖 |
1.2 普鲁兰糖 |
2 普鲁兰糖合成 |
2.1 出芽短梗霉 |
2.2 普鲁兰糖合成途径和机制 |
2.3 黑色素合成途径和机制 |
3 普鲁兰糖制备 |
3.1 发酵工艺 |
3.2 纯化工艺 |
4 普鲁兰糖应用 |
5 立题背景和意义 |
第二章 高质高产普鲁兰糖工程菌的构建 |
1 材料和方法 |
1.1 材料 |
1.2 实验方法 |
2 结果和分析 |
2.1 弱化细胞壁脉冲式电转化技术建立 |
2.2 黑色素合成基因克隆及功能验证 |
2.3 黑色素与普鲁兰糖合成之间的关系研究 |
2.4 无黑色素高产普鲁兰糖重组工程菌株构建 |
2.5 工程菌株生产的普鲁兰糖结构鉴定 |
2.6 工程菌株遗传稳定性实验 |
3 本章小结 |
第三章 普鲁兰糖发酵和纯化工艺优化 |
1 材料和方法 |
1.1 材料 |
1.2 实验方法 |
2 结果和分析 |
2.1 发酵液中普鲁兰糖含量的快速测定方法 |
2.2 发酵培养基优化 |
2.3 发酵罐小试和中试发酵条件优化 |
2.4 纯化精制工艺优化 |
2.5 普鲁兰糖制备工艺产业化放大试验 |
3 本章小结 |
第四章 普鲁兰糖在药物制剂中的应用研究 |
1 材料和方法 |
1.1 材料 |
1.2 实验方法 |
2 结果与分析 |
2.1 普鲁兰糖在乳酸菌冻干粉中的应用 |
2.2 普鲁兰糖胶囊壳对药物稳定性的影响 |
2.3 普鲁兰糖胶囊壳对药物口服生物等效性的影响 |
3 本章小结 |
论文总结与展望 |
附录 |
附录1 基因序列 |
附录2 As-Δalbl-pul胞外多糖核磁波谱图 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士期间发表的论文和授权专利情况 |
工程博士学位研究生培养方案 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(5)燃料乙醇发酵过程中先进在线传感器应用及发酵过程优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 前言 |
1.1 乙醇概述 |
1.1.1 乙醇的性质 |
1.1.2 乙醇的应用 |
1.1.3 乙醇的生产方法 |
1.2 微生物发酵过程研究 |
1.2.1 高性能菌株改造 |
1.2.2 发酵过程传感技术 |
1.2.2.1 活细胞传感仪 |
1.2.2.2 电子嗅 |
1.2.2.3 红外光谱传感仪 |
1.2.2.4 在线拉曼光谱传感仪 |
1.2.3 发酵过程优化技术 |
1.2.3.1 培养基 |
1.2.3.2 过程调控策略 |
1.2.3.3 发酵模式 |
1.2.4 乙醇发酵过程优化研究 |
1.3 微生物微观代谢分析研究 |
1.3.1 代谢物组技术 |
1.3.1.1 样品预处理 |
1.3.1.2 常用检测方法 |
1.3.2 代谢通量分析技术 |
1.3.2.1 通量平衡分析(FBA) |
1.3.2.2 MFA |
1.3.2.3 ~(13)C-MFA |
1.3.3 酵母菌生产乙醇的代谢特性研究 |
1.4 本课题研究意义及内容 |
第2章 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 菌种 |
2.1.2 实验所用仪器 |
2.1.3 实验试剂 |
2.2 培养基配制 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 菌种活化 |
2.3.2 种子培养 |
2.3.3 摇瓶发酵培养 |
2.3.4 5L发酵罐培养 |
2.3.5 乙醇、甘油、葡萄糖含量测定 |
2.3.6 光密度(OD)测定 |
2.3.7 细胞干重(DCW)测定 |
2.3.8 菌落形成单位数(CFU)测定 |
第3章 响应面方法优化乙醇摇瓶发酵过程 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 单因素实验 |
3.3.2 PB实验 |
3.3.3 最陡爬坡实验 |
3.3.4 CCD实验 |
3.3.5 响应面曲线分析及最优发酵条件的摇瓶验证 |
3.4 本章小结 |
第4章 乙醇发酵过程先进在线传感器的应用研究 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 电子嗅在乙醇发酵过程中的应用 |
4.3.1.1 乙醇响应敏感通道的选择 |
4.3.1.2 不同条件对电子嗅通道3检测乙醇浓度的影响 |
4.3.1.3 电子嗅与HPLC法测定乙醇浓度关系的建立 |
4.3.2 活细胞传感仪在乙醇发酵过程中的应用研究 |
4.3.3 基于活细胞传感仪与电子嗅在线检测的乙醇发酵过程补料优化 |
4.4 本章小结 |
第5章 乙醇发酵过程优化及底物调控策略下细胞代谢特性研究 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 实验方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 5L罐中乙醇发酵过程优化 |
5.3.2 补糖策略对胞内代谢物图谱的影响 |
5.3.3 补糖策略对细胞内关键酶活性的影响 |
5.3.4 补糖策略对胞内代谢通量分布的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
已发表或已录用的论文(专利) |
附录Ⅰ 代谢网络模型 |
附录Ⅱ 代谢通量分析的过程中所采用的方程组 |
附录Ⅲ 代谢网络模型中代谢物名称及其缩写 |
(6)出芽短梗霉菌PA-2脂肽物质发酵条件优化及分离纯化(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 出芽短梗霉菌研究概况 |
1.1.1 出芽短梗霉菌理化性质 |
1.1.2 国内外出芽短梗霉菌次生代谢产物研究进展 |
1.1.2.1 胞外多糖 |
1.1.2.2 胞外酶 |
1.1.2.3 黑色素 |
1.1.2.4 嗜铁素 |
1.1.2.5 聚苹果酸 |
1.2 抗菌脂肽物质研究概况 |
1.2.1 关于产肽菌株的研究进展 |
1.2.2 抗菌脂肽物质的种类结构 |
1.2.3 抗菌脂肽物质抑菌机理和抑菌种类 |
1.2.4 抗菌脂肽物质合成机理 |
1.2.5 抗菌脂肽物质应用前景 |
1.3 抗菌脂肽发酵工艺 |
1.3.1 培养基配方的优化 |
1.3.2 发酵条件的优化 |
1.4 抗菌脂肽分离纯化方法 |
1.4.1 抗菌脂肽粗提方法 |
1.4.2 抗菌脂肽鉴定方法 |
1.4.3 抗菌脂肽纯化方法 |
1.5 研究内容及意义 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 研究意义 |
第二章 出芽短梗霉菌PA-2 脂肽类物质抑菌活性及其发酵条件优化 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料 |
2.2.1 供试菌株 |
2.2.2 培养基 |
2.2.3 仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 PA-2 脂肽粗提物的制备 |
2.3.2 脂肽粗提物的定性检测 |
2.3.3 PA-2 脂肽粗提物的抑菌活性测定 |
2.3.4 响应面法优化出芽短梗霉菌PA-2 产抗菌脂肽的发酵条件 |
2.3.4.1 种子液的制备 |
2.3.4.2 脂肽含量测定 |
2.3.4.3 单因素试验设计 |
2.3.4.4 响应面优化发酵条件试验设计 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 脂肽粗提物的定性检测 |
2.4.2 PA-2 脂肽类物质抑菌活性测定 |
2.4.3 单因素试验结果 |
2.4.3.1 接种量对脂肽产量的影响 |
2.4.3.2 转速对脂肽产量的影响 |
2.4.3.3 温度对脂肽产量的影响 |
2.4.3.4 装液量对脂肽产量的影响 |
2.4.3.5 发酵液初始p H对脂肽产量的影响 |
2.4.4 响应面优化实验结果与分析 |
2.4.4.1 回归方程的建立与合理性分析 |
2.4.4.2 响应面结果与分析 |
2.5 结论与讨论 |
2.5.1 结论 |
2.5.2 讨论 |
第三章 出芽短梗霉菌PA-2 脂肽类粗提物稳定性分析 |
3.1 引言 |
3.2 试验材料 |
3.2.1 供试菌株 |
3.2.2 试验仪器 |
3.2.3 供试培养基 |
3.2.4 药品试剂 |
3.3 试验方法 |
3.3.1 热稳定性试验 |
3.3.2 酸碱度稳定性试验 |
3.3.3 紫外照射稳定性试验 |
3.3.4 金属离子稳定性试验 |
3.3.5 有机溶剂稳定性试验 |
3.3.6 蛋白酶稳定性试验 |
3.4 试验结果与分析 |
3.4.1 热稳定性试验 |
3.4.2 酸碱度稳定性试验 |
3.4.3 紫外照射稳定性试验 |
3.4.4 金属离子稳定性试验 |
3.4.5 有机溶剂稳定性试验 |
3.4.6 蛋白酶稳定性试验 |
3.5 结论与讨论 |
3.5.1 结论 |
3.5.2 讨论 |
第四章 出芽短梗霉菌PA-2 脂肽类粗提物活性组分分离纯化 |
4.1 引言 |
4.2 试验材料 |
4.2.1 试验试剂与材料 |
4.2.2 试验仪器设备 |
4.3 试验方法 |
4.3.1 高效液相色谱分离条件探索 |
4.3.2 制备组分的抑菌活性测定 |
4.3.3 二次纯化条件探索及活性测定 |
4.3.4 二次纯化后脂肽物质的最小抑菌浓度测定 |
4.4 试验结果与分析 |
4.4.1 首次分离条件探索结果与分析 |
4.4.2 粗提物首次制备结果与分析 |
4.4.3 首次纯化组分的抑菌活性测定结果 |
4.4.4 二次纯化分离条件探索结果与分析 |
4.4.5 粗提物有效成分二次制备结果。 |
4.4.6 二次纯化组分的抑菌活性测定结果 |
4.4.7 二次纯化后脂肽物质的最小抑菌浓度测定结果与分析 |
4.5 结论与讨论 |
4.5.1 结论 |
4.5.2 讨论 |
第五章 总结 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(7)天蓝色链霉菌产达托霉素的发酵培养基优化及高产菌株选育(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 达托霉素简介 |
1.1.1 达托霉素结构 |
1.1.2 达托霉素理化性质 |
1.1.3 达托霉素的作用机制研究进展 |
1.1.4 达托霉素生物合成研究进展 |
1.2 达托霉素发酵工艺研究进展 |
1.2.1 培养基各组分对达托霉素产量的影响 |
1.2.2 达托霉素发酵工艺的优化策略 |
1.3 高产菌株育种技术概述 |
1.3.1 物理诱变技术 |
1.3.2 化学诱变技术 |
1.3.3 基因组重排技术 |
1.4 本论文研究的目的和意义 |
第二章 响应面法优化达托霉素发酵培养基的成分 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 实验菌株 |
2.1.2 培养基及相关溶液配制 |
2.1.3 实验主要仪器设备和试剂 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 菌种保藏与活化 |
2.2.2 培养方法 |
2.2.3 分析方法 |
2.2.4 达托霉素标准溶液的配制 |
2.2.5 发酵培养基成分单因素实验优化 |
2.2.6 Plackett-Burman试验设计 |
2.2.7 最陡爬坡实验设计 |
2.2.8 响应面实验设计 |
2.2.9 实验数据处理 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 达托霉素标准曲线的绘制 |
2.3.2 单因素实验优化结果 |
2.3.3 PB实验筛选结果 |
2.3.4 最陡爬坡实验结果 |
2.3.5 CCD实验结果 |
2.3.6 摇瓶产量验证结果 |
2.4 小结与讨论 |
第三章 达托霉素高产菌株选育 |
3.1 实验材料 |
3.1.1 实验菌株 |
3.1.2 培养基与相关溶液配制 |
3.1.3 实验主要仪器设备和试剂 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 菌种保藏与活化 |
3.2.2 培养方法 |
3.2.3 分析方法 |
3.2.4 紫外诱变 |
3.2.5 亚硝基胍诱变 |
3.2.6 基因组重排 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 紫外诱变结果 |
3.3.2 亚硝基胍诱变结果 |
3.3.3 基因组重排实验结果 |
3.4 小结与讨论 |
第四章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(8)出芽短梗霉糖转运蛋白编码基因的预测、克隆及敲除(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 出芽短梗霉 |
1.1.1 出芽短梗霉的形态 |
1.1.2 出芽短梗霉的代谢产物 |
1.2 普鲁兰 |
1.2.1 普鲁兰的概述 |
1.2.2 普鲁兰的应用 |
1.3 基因敲除 |
1.3.1 基因敲除的概述 |
1.3.2 各种基因敲除技术的优缺点 |
1.3.3 基因敲除技术在微生物代谢工程中的应用 |
1.4 糖转运蛋白 |
1.4.1 糖转运蛋白的概述 |
1.4.2 糖转运蛋白在出芽短梗霉中的作用 |
1.5 本论文的研究意义以及主要内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 主要内容 |
第二章 出芽短梗霉中糖转运蛋白编码基因的预测 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 菌株 |
2.2.2 数据资源和分析工具 |
2.2.3 分析方法 |
2.3 结果 |
2.3.1 编码糖转运蛋白的基因初步预测 |
2.3.2 编码糖转运蛋白的基因精确建模 |
2.3.3 GENSCAN建模结果的评估 |
2.3.4 编码糖转运蛋白的基因建模结果可视化 |
2.4 讨论 |
2.5 小结 |
第三章 出芽短梗霉中糖转运蛋白编码基因的克隆 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 载体及菌种 |
3.2.2 培养基与其他配置试剂 |
3.2.3 工具酶与试剂 |
3.2.4 常用仪器 |
3.2.5 实验方法 |
3.3 结果 |
3.3.1 出芽短梗霉中糖转运蛋白编码基因的克隆 |
3.3.2 出芽短梗霉中糖转运蛋白编码基因的测序 |
3.4 讨论 |
3.5 小结 |
第四章 糖转运蛋白编码基因敲除载体的构建 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 菌种 |
4.2.2 培养基 |
4.2.3 工具酶与试剂 |
4.2.4 实验方法 |
4.2.5 潮霉素筛选元件的构建 |
4.2.6 同源重组敲除载体的构建 |
4.3 结果 |
4.3.1 筛选元件的构建 |
4.3.2 糖转运蛋白编码基因相关敲除载体的构建 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
第五章 糖转运蛋白编码基因敲除突变株的筛选 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 菌种 |
5.2.2 培养基 |
5.2.3 出芽短梗霉生长曲线的测定 |
5.2.4 潮霉素抑制出芽短梗霉生长的适宜浓度的确定 |
5.2.5 电击转化出芽短梗霉 |
5.2.6 出芽短梗霉发酵培养方法 |
5.2.7 普鲁兰产量分析 |
5.3 结果 |
5.3.1 出芽短梗霉的生长曲线 |
5.3.2 最佳潮霉素筛选浓度 |
5.3.3 出芽短梗霉基因敲除突变株的筛选 |
5.3.4 出发菌株与突变株的形态比较 |
5.3.5 出发菌株与突变株的摇瓶培养 |
5.4 讨论 |
5.5 小结 |
总结和展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的学术成果 |
附录一 缩略词表 |
附录二 基于Processon的基因建模可视化 |
附录三 糖转运蛋白编码基因序列 |
致谢 |
(9)腺嘌呤对出芽短梗霉合成聚苹果酸的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 前言 |
1.1 概述 |
1.2 聚苹果酸简介 |
1.2.1 聚苹果酸的结构 |
1.2.2 聚苹果酸理化性质 |
1.3 聚苹果酸的合成 |
1.3.1 聚苹果酸的化学合成 |
1.3.2 聚苹果酸的生物合成 |
1.4 生长因子对聚苹果酸合成的影响 |
1.5 出芽短梗霉概述 |
1.6 聚苹果酸的应用 |
1.6.1 聚苹果酸作为药物载体的应用 |
1.6.2 聚苹果酸作为生物医学材料的应用 |
1.6.3 聚苹果酸的其它用途 |
1.7 代谢组学研究 |
1.7.1 代谢组学概论 |
1.7.2 代谢组学分析过程 |
1.7.3 多元统计学分析方法 |
1.8 蛋白质组学研究 |
1.8.1 蛋白质组学概论 |
1.8.2 蛋白质组学技术流程 |
1.8.3 定量蛋白质组学 |
1.9 主要内容 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料与设备 |
2.1.1 实验菌株 |
2.1.2 主要药品及试剂 |
2.1.3 主要实验仪器设备 |
2.1.4 培养基 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 菌体培养方法 |
2.2.2 发酵参数测定方法 |
2.2.3 影响聚苹果酸合成的生长因子的优化 |
2.2.4 代谢组学实验方法 |
2.2.5 蛋白质组学实验方法 |
3 结果与讨论 |
3.1 生长因子对出芽短梗霉合成聚苹果酸的影响 |
3.1.1 生长因子最适添加量的确定 |
3.1.2 最适生长因子的确定 |
3.1.3 5L发酵罐中腺嘌呤对聚苹果酸发酵的影响 |
3.2 基于GC-MS的腺嘌呤对聚苹果酸合成的代谢组学研究 |
3.2.1 胞内代谢物的定性检测 |
3.2.2 多元统计学分析出芽短梗霉代谢物 |
3.2.3 结合出芽短梗霉代谢网络分析不同环境下的菌体代谢差异 |
3.2.4 小结 |
3.3 基于Lable-free的腺嘌呤对聚苹果酸合成的蛋白质组学研究 |
3.3.1 蛋白定量 |
3.3.2 SDS-PAGE电泳质检 |
3.3.3 蛋白质鉴定结果 |
3.3.4 显着性差异蛋白质 |
3.3.5 差异蛋白生物信息分析 |
3.3.6 小结 |
3.4 蛋白质组学与代谢组学之间的关联分析 |
4 结论 |
4.1 全文总结 |
4.2 论文创新点 |
4.3 论文的不足之处 |
5 展望 |
6 参考文献 |
7 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
8 致谢 |
(10)出芽短梗霉降解阿特拉津及产乳酸代谢研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 出芽短梗霉概述 |
1.3 漆酶的概述 |
1.3.1 漆酶作用的底物范围 |
1.3.2 漆酶的作用机制 |
1.3.3 漆酶的功能 |
1.3.4 漆酶活性的测定 |
1.4 乳酸概述 |
1.4.1 常见乳酸发酵菌株 |
1.4.2 乳酸合成途径的比较 |
1.4.3 乳酸研究的新进展 |
第二章 AP因子对阿特拉津的降解 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 试验菌株 |
2.1.2 试剂和溶液 |
2.1.3 培养基 |
2.1.4 仪器与设备 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 菌种保藏与发酵液的收集 |
2.2.2 AP因子活性测定 |
2.2.3 AP因子的纯化 |
2.2.4 高效液相色谱参考条件与阿特拉津标准曲线的绘制 |
2.2.5 AP因子对阿特拉津的降解 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 阿特拉津标准曲线 |
2.3.2 AP因子对阿特拉津的降解 |
2.4 小结 |
第三章 出芽短梗霉有氧和微氧发酵产乳酸分析 |
3.1 试验材料 |
3.1.1 供试菌株 |
3.1.2 培养基和试剂 |
3.1.3 仪器和设备 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 出芽短梗霉NG种子液的培养 |
3.2.2 氧气对出芽短梗霉NG发酵产物及菌液pH变化的影响 |
3.2.3 乳酸检测方法 |
3.3 乳酸脱氢酶基因的表达 |
3.3.1 菌体的收集 |
3.3.2 RNA提取和c DNA合成 |
3.3.3 引物的设计与合成 |
3.3.4 实时定量PCR |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 出芽短梗霉菌落和细胞形态 |
3.4.2 乳酸产量 |
3.4.3 菌体生物量 |
3.4.4 pH值 |
3.4.5 AP因子活性 |
3.4.6 实时定量PCR |
3.5 小结 |
第四章 出芽短梗霉产乳酸代谢组学分析 |
4.1 代谢组简介 |
4.2 试验流程 |
4.2.1 标准品与试剂 |
4.2.2 仪器与设备 |
4.2.3 代谢物提取 |
4.2.4 代谢物检测 |
4.3 信息分析流程 |
4.4 代谢物定性定量分析 |
4.4.1 谱图检查 |
4.4.2 样本质控分析 |
4.4.3 代谢物定性定量 |
4.4.4 代谢物聚类热图分析 |
4.5 差异分析 |
4.5.1 差异代谢物筛选 |
4.5.2 差异代谢物聚类热图 |
4.6 代谢通路分析 |
4.6.1 代谢物KEGG注释 |
4.6.2 KO富集分析 |
4.7 小结 |
第五章 结论与讨论 |
5.1 结论 |
5.2 讨论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表文章 |
四、出芽短梗霉菌的微生物发酵及在食品工业中的应用(论文参考文献)
- [1]烟草源微生物及其应用研究进展[J]. 徐清泉,李石头,黄申,毛多斌. 轻工学报, 2021(05)
- [2]好食脉孢菌固态发酵麦麸制备可溶性膳食纤维及其功能性质[D]. 许锡凯. 哈尔滨商业大学, 2021
- [3]聚苹果酸基聚酯功能材料的结构与性能设计[D]. 完颜倩茹. 扬州大学, 2021(08)
- [4]高质高产普鲁兰糖工程菌的构建、生产工艺优化及在药物制剂的应用[D]. 刘飞. 山东大学, 2021(11)
- [5]燃料乙醇发酵过程中先进在线传感器应用及发酵过程优化研究[D]. 冯瑶. 华东理工大学, 2021(08)
- [6]出芽短梗霉菌PA-2脂肽物质发酵条件优化及分离纯化[D]. 岳登高. 青海大学, 2021(01)
- [7]天蓝色链霉菌产达托霉素的发酵培养基优化及高产菌株选育[D]. 张昊月. 河北大学, 2021(09)
- [8]出芽短梗霉糖转运蛋白编码基因的预测、克隆及敲除[D]. 赵淑丽. 苏州大学, 2020
- [9]腺嘌呤对出芽短梗霉合成聚苹果酸的影响[D]. 陈畅. 天津科技大学, 2019(07)
- [10]出芽短梗霉降解阿特拉津及产乳酸代谢研究[D]. 王红岩. 沈阳农业大学, 2019(03)