短乳桿菌NCL912連續(xù)培養(yǎng)生產(chǎn)γ-氨基丁酸研究.pdf

1、γ-氨基丁酸(γ-amino butyric acid,GABA)是一種天然存在的非蛋白氨基酸,具有重要的生理活性,在醫(yī)藥、食品等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。本研究以短乳桿菌NCL912作為生產(chǎn)菌株,建立了短乳桿菌NCL912連續(xù)培養(yǎng)方法用于GABA的生產(chǎn)。在連續(xù)培養(yǎng)條件下,對(duì)短乳桿菌NCL912的發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、菌體生長和GABA.產(chǎn)物合成特性進(jìn)行了研究,為菌株的連續(xù)培養(yǎng)和GABA的生產(chǎn)提供了可行的技術(shù)路線以及理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:

2、r>　　 1、建立了預(yù)染薄層色譜方法用于發(fā)酵過程GABA合成的監(jiān)測。對(duì)傳統(tǒng)薄層色譜進(jìn)行改進(jìn),直接將茚三酮加入展開劑中,色譜分析步驟減少為點(diǎn)樣、展開和顯色三個(gè)步驟。實(shí)驗(yàn)表明,改進(jìn)的方法適用于22種天然氨基酸的檢測,并且能用于發(fā)酵液中GABA檢測和分離。與傳統(tǒng)薄層色譜相比,預(yù)染薄層色譜方法簡便有效。
　　 2、首次成功建立了短乳桿菌NCL912連續(xù)培養(yǎng)生產(chǎn)γ-氨基丁酸的方法。在32℃、oH5.0、150 r／min條件下,通過考察

3、不同稀釋率(0.06、0.08、0.10、0.12和0.14 h-1)時(shí),連續(xù)培養(yǎng)體系中菌體濃度、葡萄糖利用和GABA產(chǎn)量三項(xiàng)指標(biāo)的變化,研究了稀釋率對(duì)連續(xù)培養(yǎng)的影響。結(jié)果表明:當(dāng)稀釋率為0.06和0.14 h-1時(shí),培養(yǎng)不能達(dá)到穩(wěn)態(tài)；當(dāng)稀釋率為0.08、0.01及0.12 h-1時(shí),反應(yīng)體系均能進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。短乳桿菌NCL912連續(xù)培養(yǎng)方法能夠?qū)崿F(xiàn)GABA的連續(xù)、高效生產(chǎn)。
　　 3、在稀釋率為0.08、0.09、0.10、0.1

4、1和0.12 h-1條件下,對(duì)短乳桿菌NCL912連續(xù)培養(yǎng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。葡萄糖限制條件下的菌體生長動(dòng)力學(xué)模型為:μ=0.1235CS／0.9335+CS;μm=0.1235h-1,KS=0.9335g／L。GABA合成動(dòng)力學(xué)模型為:QGABA=6.863g／g-cell·h,說明GABA的合成不受菌體生長速率影響,只與反應(yīng)體系中菌體濃度有關(guān)。
　　 4、在稀釋率為0.08、0.09、0.10、0.11和0.12 h-1條件下

5、,對(duì)連續(xù)培養(yǎng)發(fā)酵體系下的菌體生長和GABA產(chǎn)物合成特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:與分批發(fā)酵相比,連續(xù)培養(yǎng)可以顯著提高菌體產(chǎn)率和GABA的合成效率。在連續(xù)培養(yǎng)體系中,稀釋率為O.11 h-1時(shí),菌體產(chǎn)率達(dá)最大值83.5 mg／L·h；葡萄糖／MSG需求比在一定范圍內(nèi)波動(dòng),直到高稀釋率(0.12 h-1)時(shí)大幅下降；在GABA合成方面,0.09h-1是較為適宜的稀釋率,此時(shí),GABA產(chǎn)量和產(chǎn)率分別達(dá)到最大值56.7423 g／L和5.1068