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高产油脂菌株选育及其油脂提取工艺研究

作　者: 王敏
导　师: 李市场
学　校: 河南科技大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 粘红酵母 微生物油脂 诱变选育 工艺优化
分类号: TQ641
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


油脂既是构成和维持生命活动的基本物质之一,也是重要的工业原料,具有广泛的应用价值。目前油脂资源主要来源于动植物,随着人们对微生物油脂研究的不断深入,利用微生物发酵法获得油脂,不但可以缓解动植物油脂资源紧缺的局面,而且产油微生物可以进行废弃物的资源化再利用,为油脂资源的获得提供了一条新的途径。本论文以粘红酵母（Rhodotorula glutinis）31596为研究对象,从培养基优化、高产菌株的诱变、油脂提取工艺优化等三个方面选育高产油脂菌株。主要研究工作如下:1.基础产脂培养基的优化在温度28℃,初始pH 5.8,接种量5%,250mL摇瓶娤液量40 mL的培养条件下,确定粘红酵母（Rhodotorula glutinis）31596摇瓶发酵的最佳发酵培养基成分（g/L）:葡萄糖80,硫酸铵1.11,磷酸二氢钾2.5,蛋白胨1.8;其生物量和油脂量分别达到了18.18±3.34 g/L和32.06±1.91 mg/g。2.高产油脂菌株的诱变选育为了进一步提高其菌体生物量和菌体油脂量,以粘红酵母（Rhodotorula glutinis）31596为出发菌株,对其进行低能离子注入诱变和紫外诱变,经过初筛、复筛,获得一株油脂高产菌株VB19。该突变菌株摇瓶培养96 h,生物量达21.63±1.14 g/L,油脂量达42±1.78 mg/g,分别比出发菌株提高19%和31%,连续传代多次,其产量性状无显著变化。3.粘红酵母油脂提取工艺的优化通过研究酸热法、超声波法和酸热耦合超声波法对粘红酵母Rhodotorula glutinis微生物油脂提取的影响,结果显示酸热耦合超声波法效果最好。在酸热耦合超声波法提取油脂的过程中,通过Plackett-Burmen试验设计,以P<0.05为准,筛选出酸处理时间（P=0.0360）、超声处理时间（P=0.0105）、提取液配比(VCHCl3︰VCH3OH) （P=0.0105）三个对粘红酵母Rhodotorula glutinis油脂提取具有显著影响的因素。在此基础上,通过Box-Behnken试验设计,对酸处理时间、超声处理时间、提取液配比(VCHCl3︰VCH3OH)三个显著因子进行响应面优化,得到最佳工艺参数为酸处理时间34 min,超声时间7.5 min,提取液配比(VCHCl3︰VCH3OH) 1.9︰1。与原始工艺相比,湿菌油脂重量从42.67±1.43 mg/g提高到57.33±2.4 mg/g,提高了36.5%。

全文目录


摘要  2-4
ABSTRACT  4-9
第1章 综述  9-20
  1.1 微生物油脂的研究进展  9-10
  1.2 微生物油脂的优点及组成  10-11
    1.2.1 微生物油脂的优点  10
    1.2.2 微生物油脂的组成  10-11
  1.3 产油微生物的种类及诱变育种  11-13
    1.3.1 产油微生物的种类  11
    1.3.2 微生物的诱变育种  11-13
  1.4 微生物油脂形成机理及影响油脂合成的因素  13-14
    1.4.1 微生物油脂形成的机理  13
    1.4.2 影响油脂合成的因素  13-14
  1.5 微生物油脂基本生产工艺  14-15
    1.5.1 微生物油脂的生产原料  14
    1.5.2 菌种筛选  14-15
  1.6 油脂提取的方法  15-17
    1.6.1 产油脂细胞破碎的方法  15-16
    1.6.2 微生物油脂提取方法  16-17
  1.7 本课题研究意义、研究内容、技术路线及来源  17-20
    1.7.1 本课题研究意义  17-18
    1.7.2 本课题主要的研究内容及技术路线  18-19
    1.7.3 本课题来源  19-20
第2章 材料和方法  20-25
  2.1 实验材料  20
    2.1.1 实验菌种  20
    2.1.2 培养基  20
    2.1.3 溶剂配制  20
  2.2 实验方法  20-25
    2.2.1 培养方法  20-21
    2.2.2 菌体收集  21
    2.2.3 细胞破碎方法  21
    2.2.4 油脂提取方法  21-22
    2.2.5 还原糖测定及葡萄糖标准曲线绘制  22-23
    2.2.6 生物量测定方法  23
    2.2.7 诱变方法  23-25
第3章 粘红酵母发酵产油脂的研究  25-33
  3.1 种子培养基对粘红酵母生物量及产油脂的影响  25
  3.2 种子生长时间对粘红酵母产油脂的影响  25-26
  3.3 发酵培养基组成对粘红酵母产油脂的影响  26-31
    3.3.1 基础发酵培养基的选取  26-27
    3.3.2 碳源浓度对粘红酵母发酵产油脂的影响  27-28
    3.3.3 不同氮源对粘红酵母发酵产油脂的影响  28
    3.3.4 碳氮比对粘红酵母发酵产油脂的影响  28-30
    3.3.5 KH_2P0_4 对粘红酵母发酵产油脂的影响  30-31
  3.4 发酵时间对粘红酵母发酵产油脂的影响  31-32
  3.5 本章小结  32-33
第4章 高产油脂粘红酵母菌株的诱变选育  33-39
  4.1 低能离子注入诱变  33-35
  4.2 紫外诱变  35
  4.3 筛选方法的建立  35-36
    4.3.1 初筛方法  36
    4.3.2 复筛方法  36
  4.4 高产菌株的筛选谱系及结果  36-37
  4.5 稳定遗传试验  37-38
  4.6 本章小结  38-39
第5章 粘红酵母油脂提取工艺的研究  39-51
  5.1 不同细胞破碎方法对油脂提取的影响  39-40
  5.2 油脂提取方法的确定  40
  5.3 油脂提取工艺的优化  40-44
    5.3.1 酸处理时间对粘红酵母油脂提取的影响  40
    5.3.2 沸水浴时间对粘红酵母油脂提取的影响  40-41
    5.3.3 超声时间对粘红酵母油脂提取的影响  41
    5.3.4 超声功率对粘红酵母油脂提取的影响  41-42
    5.3.5 提取液配比对粘红酵母油脂提取的影响  42-43
    5.3.6 提取时间对粘红酵母油脂提取的影响  43
    5.3.7 NaCl%对粘红酵母油脂提取的影响  43-44
  5.4 Plackett-Burmen 试验设计筛选影响油脂提取的显著因素  44-45
  5.5 Box-Behnken 试验设计进一步优化油脂提取工艺  45-49
    5.5.1 响应面分析因素水平的选取  45-46
    5.5.2 响应面分析方案及结果  46
    5.5.3 模型建立及显著性检验  46-47
    5.5.4 响应面图及等高线  47-48
    5.5.5 响应面优化结果及验证  48-49
  5.6 本章小结  49-51
第6章 结论与展望  51-53
  6.1 结论  51
  6.2 展望  51-53
参考文献  53-58
致谢  58-59
攻读硕士学位期间的研究成果  59

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 油脂和蜡的化学加工工业、肥皂工业 > 基础理论
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