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PHA高产菌株的诱变选育及培养条件的研究

作　者: 何竹青
导　师: 黄建新
学　校: 西北大学
专　业: 微生物学
关键词: 聚羟基脂肪酸酯 诱变育种 条件优化
分类号: Q93
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 204次
引　用: 3次
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内容摘要


聚羟基脂肪酸酯（PHA）是一类由微生物在非平衡营养下合成的胞内贮藏性高分子聚合物。它不仅具有高分子材料的热塑性、光学活性,还具有独特的生物可降解性和生物相容性,极有可能成为塑料的代替品来缓解严重的环境危机,从而日益备受关注。PHA作为一种新型可降解性塑料,目前主要采用生物发酵法生产,此领域的研究多集中于对有价值菌株的筛选、菌种改造、发酵条件的优化等。因此,本研究以实验室保藏菌株Y-4为研究对象,采用紫外线及He-Ne激光复合诱变处理,获得优势变异菌株,针对该诱变菌株设计培养基,并优化其组分,以期获得能够用于工业化生产的高产菌株。实验结果如下:通过紫外和He-Ne激光复合诱变,选育出诱变菌株BY-120-30。其细胞干重为13.2g/L,比出发菌株Y-4的细胞干重9.2g/L高出43.5%;PHA的量为7.0g/L比Y-4的PHA的量4.5g/L高出55.6%;PHA提取率为53.0%比Y-4的PHA提取率48.9%高出8.4%。进行了摇瓶发酵条件的优化实验,确定了摇瓶补料发酵的最佳条件为:2.5%蔗糖,0.3%蛋白胨,0.3%酵母膏,0.3%硫酸铵,0.5%氯化钠,pH为7。培养温度为30℃,接种量为10%,装液量为70mL/250mL,摇瓶转速为220rpm。在发酵培养12h时添加6mmol/LH2O2,得到细胞干重为15.8g/L,PHA的量9.7g/L,PHA提取率为61.4%。

全文目录


中文摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 前言  8-23
  1 PHA的基本性质  9-11
    1.1.PHA的分子式及分类  9
    1.2 PHA的理化性质  9-11
  2 PHA合成的研究  11-14
    2.1 化学合成法  11
    2.2 转基因植物生产法  11-12
    2.3 微生物发酵法  12-14
    2.4 基因工程菌合成法  14
  3 PHA的检测方法  14-15
    3.1 染色法  15
    3.2 气相色谱法  15
    3.3 红外光谱法  15
  4 PHA的用途  15-17
    4.1 PHA在塑料领域的应用  15-16
    4.2 PHA在医药领域的应用  16
    4.3 PHA在组织学的应用  16-17
    4.4 PHA在环境方面的应用  17
    4.5 PHA在其他方面的应用  17
  5 生物发酵法生产PHA的影响因素  17-21
    5.1 优良菌株的筛选  17-19
    5.2 优化培养条件  19-21
    5.3 PHA的提取  21
  6 PHA生物发酵工艺  21-22
    6.1 分批培养  21-22
    6.2 反馈补料分批培养  22
    6.3 自循环发酵培养  22
    6.4 连续培养  22
  7 本研究的目的和内容  22-23
    7.1 研究的目的和意义  22
    7.2 研究的内容  22-23
第二章 实验方法与步骤  23-29
  1 实验材料与器材  23
    1.1 菌种来源  23
    1.2 培养基  23
    1.3 试剂  23
    1.4 实验仪器  23
  2 实验方法  23-29
    2.1 菌种诱变  23-25
    2.2 诱变菌株的优化培养  25-26
    2.3 分析方法  26-27
    2.4 PHA结构及热学性质的检测  27-29
第三章 实验结果与分析  29-50
  1 出发菌株的确定生长曲线的测定  29
  2 菌种诱变  29-37
    2.1 紫外线的诱变作用  29-31
    2.2 紫外-光复活诱变作用  31-32
    2.3 He-Ne激光的诱变作用  32-33
    2.4 He-Ne激光和紫外线的复合诱变作用  33-36
    2.5 诱变菌株与出发菌株的比较  36-37
  3 培养基的优化  37-44
    3.1 诱变菌株生长曲线的测定  37
    3.2 菌龄对菌体量及PHA积累的影响  37-38
    3.3 接种量对菌体量及PHA积累的影响  38-39
    3.4 不同pH值对菌体量及PHA积累的影响  39
    3.5 不同温度对菌体量及PHA积累的影响  39-40
    3.6 碳源对菌体量及PHA积累的影响  40-41
    3.7 氮源对菌体量及PHA积累的影响  41-42
    3.8 装液量对菌体量及PHA积累的影响  42-43
    3.9 化学法提高供氧对菌体量及PHA积累的影响  43-44
  4 PHA的性能测定  44-50
    4.1 核磁共振分析法  44-45
    4.2 红外吸收光谱法  45-48
    4.3 差示扫描热分析(DSC)  48-50
结论  50-51
参考文献  51-56
致谢  56-57
攻读硕士学位期间取得的学术成果  57

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中图分类: > 生物科学 > 微生物学
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