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高山被孢霉产生花生四烯酸的研究

作　者: 毛晓妍
导　师: 何东平；陈涛
学　校: 武汉工业学院
专　业: 粮食、油脂及植物蛋白工程
关键词: 高山被孢霉 生物学特性 花生四烯酸及其纯化 代谢变化 培养基优化
分类号: TQ921
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 129次
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内容摘要


本文首次采用扫描电镜对高山被孢霉(Mortierella alpina)菌株200012201及其野生型菌株88335和87649的菌丝生长、菌落形态和孢子形成进行了研究。以连续三个批次(20101128、20101206和20101213)的M.alpina发酵产生花生四烯酸(Arachidonic Acid,ARA),测定该过程中的五个指标,得到了M.alpina产生ARA的代谢变化曲线,对M.alpina发酵产生ARA的培养基组成进行正交试验,并对ARA油脂进行纯化,为M.alpina菌株200012201用于ARA的工业化生产奠定了基础。扫描电镜观察结果表明,ARA高产菌M.alpina 200012201的菌丝无色透明、繁密,比野生型菌株88335和87649的菌丝粗,该菌株很少产生孢子,其中包括接合孢子。野生型菌株88335和87649产生的分生孢子较多,呈椭圆形或瓜子形,成串,未见产生接合孢子。由此推测,ARA产量与M.alpina的孢子的产生存在一定联系:很少产生孢子的M.alpina 200012201的ARA产量比较高,产生较多孢子的M.alpina 88335和87649的油脂产量很低。连续三个批次的M.alpina 200012201发酵产生ARA的研究结果:发酵七天后,生物量(干重)30.650 g/(L发酵液)、糖耗117.560 g/(L发酵液)、氮耗0.0662 g/(100mL发酵液)、油脂含量为17.142 g/(L发酵液)和ARA含量为7.482 g/(L发酵液),与国内类似研究相比,处于优势地位,但C、N的利用仍有上升空间。正交试验初步确定了该菌株的发酵培养基为葡萄糖80 g/L,玉米粉15 g/L,豆粕粉10 g/L,酵母浸膏1.5 g/L,KH2PO4 1 g/L,MgSO4 0.1 g/L,pH 6.5。在此基础上,摇床发酵一批,生物量达到41.40 g/L,油脂含量17.54 g/L,ARA含量为8.03 g/L。低温结晶法纯化ARA油脂,采用丙酮作为溶剂效果较好,ARA含量为60.5%,提高了20%。尿素包合法纯化ARA油脂,将混合脂肪酸作为客体,甲醇作为溶剂,70℃进行尿素包合,ARA含量为74.7%,增加了35%。综合考虑,采用尿素包合法纯化ARA油脂。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 花生四烯酸简介  10-12
    1.1.1 ARA 的理化性质  10
    1.1.2 ARA 的来源  10-11
    1.1.3 ARA 的应用  11-12
    1.1.4 ARA 油脂的安全性  12
  1.2 产生 ARA 的菌种  12-13
  1.3 高山被孢霉（Mortierella alpina）  13-14
    1.3.1 高山被孢霉的分类  13
    1.3.2 高山被孢霉的安全性  13-14
  1.4 培养基和发酵工艺研究  14-15
    1.4.1 培养基的研究  14
    1.4.2 发酵工艺的研究  14-15
  1.5 代谢的研究  15-17
    1.5.1 国外研究现状  15-16
    1.5.2 国内研究现状  16-17
  1.6 ARA 油脂纯化  17-18
    1.6.1 低温溶剂结晶法  17
    1.6.2 尿素包合法  17-18
  1.7 本课题的目的和意义  18-20
    1.7.1 课题研究目的  18
    1.7.2 课题研究的意义  18-20
第2章 高山被孢霉生物学特性的研究  20-27
  2.1 材料与方法  20-21
    2.1.1 材料  20
    2.1.2 方法  20-21
  2.2 结果  21-26
    2.2.1 平板观察  21-23
    2.2.2 扫描电镜观察  23-26
  2.3 本章小结  26-27
第3章 高山被孢霉产生花生四烯酸的代谢研究  27-37
  3.1 材料与方法  27-28
    3.1.1 材料  27
    3.1.2 方法  27-28
  3.2 结果与分析  28-36
    3.2.1 生物量（干重）测定  28-30
    3.2.2 糖代谢曲线测定  30-31
    3.2.3 氮代谢变化  31-33
    3.2.4 油脂含量测定  33-34
    3.2.5 ARA 含量的测定  34-36
  3.3 本章小结  36-37
第4章 培养基组成的优化  37-45
  4.1 材料与方法  37-38
    4.1.1 菌种  37
    4.1.2 方法  37-38
  4.2 结果与分析  38-44
    4.2.1 培养基组成的单因素试验  38-39
    4.2.2 培养基组成的正交设计及分析  39-44
  4.3 本章小结  44-45
第5章 花生四烯酸油脂的纯化  45-49
  5.1 材料与方法  45-46
    5.1.1 材料  45
    5.1.2 方法  45-46
  5.2 结果与分析  46-48
    5.2.1 ARA 油脂的脂肪酸组成  46-47
    5.2.2 不同溶剂对低温结晶的影响  47
    5.2.3 不同尿素包客体形式对尿素包反应的影响  47-48
    5.2.4 溶剂种类对尿素包反应的影响  48
    5.2.5 低温结晶法与尿素包合法的比较  48
  5.3 本章小结  48-49
第6章 结论与展望  49-51
  6.1 结论  49
    6.1.1 高山被孢霉生物学特性的研究  49
    6.1.2 高山被孢霉产生花生四烯酸的代谢研究  49
    6.1.3 培养基组成的优化  49
    6.1.4 花生四烯酸油脂的纯化  49
  6.2 展望  49-51
参考文献  51-56
致谢  56-57
攻读学位期间的研究成果  57

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 其他化学工业 > 发酵工业 > 发酵法制有机酸
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