高產γ-氨基丁酸乳酸菌菌株選育及其轉化條件優(yōu)化.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、γ-氨基丁酸(簡稱GABA),是哺乳動物中樞神經系統(tǒng)中的一種重要的抑制性神經遞質,具有許多重要的生理功能,其作為一種新型功能性因子正廣泛應用于各個領域。
   本文首先通過篩選、誘變得到一株高產γ-氨基丁酸的乳酸菌菌株,然后通過搖瓶培養(yǎng)及轉化條件和5 L發(fā)酵罐培養(yǎng)及轉化條件的優(yōu)化,進一步提高了其γ-氨基丁酸的產量。具體內容和結果如下:
   首先,從樣品中篩選到一株高產GABA菌株01,對菌株01進行形態(tài)學和常規(guī)生理生化

2、鑒定實驗及16S rDNA基因序列分析,比對結果表明,菌株01與Lactobacillusplantarum strain EW-p的16S rDNA序列相似性最高,為99%,且與生理生化特征實驗結果相一致,因此確定菌株01為植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum),將其命名為LP-GB01。以LP-GB01為出發(fā)菌株,經紫外誘變處理,以GABA梯度平板篩選到一株高產GABA的突變株LP-GB01-21。該誘變菌株以

3、80 g/L的L.谷氨酸為底物進行全細胞轉化,24 h后GABA含量達到51.9 g/L,與出發(fā)菌株相比產量提高了55.39%。該高產突變株LP-GB01-21已保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心,保藏編號為CCTCC M209102。
   其次,在搖瓶水平上考察了碳氮源、酵母粉及無機鹽等培養(yǎng)條件對LP-GB01-21菌體生長和GABA產率的影響,確定種子培養(yǎng)基成分為:葡萄糖10 g/L,蛋白胨15 g/L、酵母粉10 g/L、丁二

4、酸鈉4 g/L、MgSO40.75 g/L、K2HPO43 g/L,、谷氨酸鈉3 g/L;最適培養(yǎng)條件為:溫度30℃,初始pH7.0,搖床轉速250 r/min,菌齡36 h。與原始培養(yǎng)條件相比,優(yōu)化培養(yǎng)條件下乳酸菌菌體量增長了25.15%,GABA產率達到了88.3%,是原始條件下的GABA產率的1.35倍。
   第三,對影響GABA轉化條件進行了研究,確定最適轉化溫度35℃,緩沖液pH4.8,緩沖液濃度0.2 mol/L,

5、搖床轉速150 r/min。與原始培養(yǎng)轉化條件相比,優(yōu)化培養(yǎng)轉化條件下的菌體量有所增加,轉化相同時間時GABA產率達到94.73%,是原始條件下的產率的1.42倍。
   第四,在5 L發(fā)酵罐上考察了溶氧條件對LP-GB01-21菌株GABA轉化的影響,結果表明,高溶氧條件有利于菌體生長,低溶氧條件有利于GABA生成。本論文還對GABA補料轉化進行初步研究,以70 g/L的投料量投料3次,轉化80 h時GABA濃度達到143.5

6、5g/L,產率為97.56%。同時發(fā)現(xiàn)轉化體系pH對GABA轉化影響較大,根據搖瓶實驗確定緩沖液最適pH為4.8~5.0,因此在前面補料轉化實驗基礎上控制轉化體系pH為5進行實驗,結果顯示轉化70 h時GABA產率即高達99.13%,說明控制轉化體系pH可縮短轉化時間,提高轉化效率。
   本實驗選育的菌株LP-GB01-21及其GABA生產工藝已申請國家發(fā)明專利,轉讓于山東某生產企業(yè),目前已經完成噸級發(fā)酵罐中試,預期建成我國微

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