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高產淀粉酶菌株的篩選及其培養條件的優化

2017-07-21 05:03:14張志強李思思李輝梁魁景劉言王婷
江蘇農業科學 2017年10期

張志強+李思思+李輝+梁魁景+劉言+王婷婷+由明揚

摘要:為篩選淀粉酶高產菌株,通過比較水解圈與菌落的直徑比及3,5-二硝基水楊酸(DNS)顯色法所測酶活性高低,篩選得到高產淀粉酶能力的菌株WB-4。通過單因素試驗,得到該菌株的最優碳源為可溶性淀粉,最優氮源為蛋白胨。利用Plackett-Burman進行顯著因素篩選,發現可溶性淀粉含量、蛋白胨含量、溫度為顯著因素。利用響應面法對顯著因素進行優化,得到菌株的最優培養條件為可溶性淀粉含量18.81 g/L,蛋白胨含量10.02 g/L,溫度 31.12 ℃,淀粉酶活性 365.12 U/mL,酶活性提高了1.33倍。

關鍵詞:高產淀粉酶菌株;響應面法;Plackett-Burman因素篩選;發酵條件優化;工業化應用

中圖分類號: S182文獻標志碼: A

文章編號:1002-1302(2017)10-0221-03

淀粉酶是能催化淀粉水解轉化成葡萄糖、麥芽糖及其他低聚糖的一類酶的總稱[1]。淀粉酶來源極其廣泛,不僅動物的唾液、胰臟富含淀粉酶,植物體內也含有豐富的淀粉酶,但是,目前商業化生產的淀粉酶主要由微生物發酵提煉所得[2]。自從19世紀初德國科學家Kirchhoff發現淀粉酶以來,有關淀粉酶的研究報道逐年增加,淀粉酶的應用也越來越廣泛。特別是在釀造工業、紡織、醫藥工業、環保、洗滌劑等方面得到了廣泛的應用[3]。近年來,雖然我國淀粉酶的品種、產量不斷增加,但是與國外相比,我國的淀粉酶品種相對偏少、產量偏低[4]。為了適應經濟快速發展對淀粉酶的需求,本試驗對河北省衡水市周邊采集到的樣品進行分離篩選,并利用響應面法進一步提高其產量,以期為淀粉酶的工業化應用提供支持。

1材料與方法

1.1樣品

試驗所用樣品采集地點為河北省衡水市某面粉廠、某食品加工廠、某學校食堂。

1.2培養基

篩選培養基:10 g/L蛋白胨,3 g/L牛肉膏,5 g/L NaCl,2 g/L 可溶性淀粉,20 g/L瓊脂,加蒸餾水至1 000 mL,調節pH值為7.0~7.2。

搖瓶發酵培養基:除不加瓊脂外,其他成分同篩選培養[LL]基。

1.3試驗方法

1.3.1產淀粉酶菌株的篩選初篩:取1 g不同地點采集的樣品溶解于9 mL滅菌蒸餾水中,然后進行梯度稀釋,直到10-7稀釋度為止。取0.1 mL不同稀釋倍數的樣液涂布到篩選培養基上,30 ℃培養數天,劃線純化,直到獲得單菌落為止。將得到的單菌落接種到篩選培養基上,30 ℃培養2~4 d,經碘液染色后根據水解圈的大小,初步篩選出產淀粉酶的菌株。

復篩:將初篩到的菌株接種到搖瓶發酵培養基上,30 ℃、120 r/min搖床培養48 h。將發酵液于5 000 r/min離心 10 min,取上清液測定酶活性,選取酶活性較高的菌株作為試驗菌種。

1.3.2發酵條件的優化

1.3.2.1單因素試驗在搖瓶發酵培養基中,分別加入05%不同碳源(麥芽糖、蔗糖、可溶性淀粉、葡萄糖、甘油、乳糖)替換其碳源成分,進行碳源優化試驗。在最優碳源的基礎上,分別以不同氮源(硝酸銨、尿素、硫酸銨、胰蛋白、牛肉膏、蛋白胨)替換培養基中氮源成分,進行氮源優化試驗。

1.3.2.2篩選顯著因素用Design Expert 7.0軟件中的Plackett-Burman對可溶性淀粉含量、蛋白胨含量、牛肉膏含量、溫度、轉速、裝液量、初始pH值等7個因素進行設計,每個因素分別按低水平(-1)、高水平(+1)進行設計(表1),

1.3.2.3響應面法優化以“1.3.2.2”節篩選到的顯著因素為基礎,利用中心組合設計原理,對選取的顯著因素從5個水平進行考察,確定最優條件,并驗證其準確性。

1.3.3淀粉酶活性測定淀粉酶活性測定采用3,5-二硝基水楊酸(DNS)法[5]。酶活性單位定義:1 U(單位酶活)表示在試驗條件下1 min釋放出1 μmol還原糖需要的酶量。

2結果與分析

2.1菌株的篩選

樣品經涂布及多次純化后,將得到的單菌落接種到篩選培養基上,進行淀粉酶水解圈試驗。經初步篩選共有32株菌株產生了透明圈,其中水解圈/菌落直徑比(即D/d值)大于2的菌株共有8株,分別命名為WB-1、WB-2、WB-3、WB-4、WB-5、WB-6、WB-7、WB-8;D/d值最大的為 WB-3,其次為WB-4,再次為WB-2(表2)。因此,初步篩選這3株菌株進行復篩。

將初篩得到的3個菌株WB-2、WB-3、WB-4接種到搖瓶發酵培養基上培養一定時間后,進行酶活性測定。結果顯示,WB-2、WB-3、WB-4的酶活性分別為126.4、137.3、156.5 U/mL。水解圈的大小在一定程度上可以反映酶活性的高低,但是卻不能完全代表菌株產酶能力的強弱,其原因可能是不同菌株在生長、產酶速度上存在差異、菌苔的大小及其在平板上的堆積情況存在差異,此外,還有可能是由于固體培養基、液體培養基的培養條件存在差異等[6]。因此,在選擇菌株時不能以水解圈的大小作為唯一標準。雖然WB-4的 D/d 值小于WB-3,本試驗綜合考慮水解圈大小及產酶能力的高低,最終選擇WB-4作為目的菌株。

2.2發酵條件的優化

2.2.1單因素試驗用6種不同碳源替換搖瓶發酵培養基中的碳源,于30 ℃、120 r/min培養48 h,測定上清液淀粉酶活性。從圖1可以看出,以可溶性淀粉作為碳源時,酶活性最高,乳糖次之,甘油最低,因此選擇可溶性淀粉作為碳源。

用6種不同氮源替換搖瓶發酵培養基中的氮源,于 30 ℃、120 r/min培養48 h,測定上清液淀粉酶活性。從圖2可以看出,以蛋白胨作為氮源時,淀粉酶活性最高,以牛肉膏作為氮源時也能取得較好的效果。而以硫酸銨、硝酸銨、尿素等無機物質作為氮源,產酶效果較差。因此,本試驗選擇蛋白胨作為氮源。

2.2.2顯著因素的篩選利用Design Expert 7.0軟件中的Plackett-Burman對7個因素進行設計,具體方案及結果見表3、表4。一般認為P值>F值小于0.05,說明該因素為顯著因素。由表4可以看出,可溶性淀粉含量、蛋白胨含量及溫度的P值>F值的值分別為0.006 2、0.046 1、0.015 0,說明這3個因素為顯著因素,因此選擇可溶性淀粉含量、蛋白胨含量、溫度進行進一步的優化試驗。

2.2.4驗證模型的可靠性通過該模型擬合得出生產淀粉酶的最佳培養條件:可溶性淀粉含量18.81 g/L,蛋白胨含量10.02 g/L,溫度31.12 ℃,預測最高淀粉酶活性為 371.89 U/mL。在最佳培養條件下得到的淀粉酶活性為 365.12 U/mL,與預測的最佳淀粉酶活性相差很小,說明該模型可用于淀粉酶發酵條件的優化。

3結論

筆者所在課題組對河北省衡水市周邊采集到的樣品進行篩選。在綜合考慮初篩及復篩的結果后,決定將WB-4作為

目的菌株進行發酵條件的優化。對菌株進行單因素優化,發現最優碳源為可溶性淀粉,最優氮源為蛋白胨。在單因素優化的基礎上,利用Plackett-Burman確定了可溶性淀粉含量、蛋白胨含量、溫度為顯著因素。利用響應面法對3個顯著因素進行優化,通過分析顯著因素與酶活性之間的關系,建立了兩者之間的數學模型,通過響應面法的分析得到最優培養條件為可溶性淀粉含量18.81 g/L,蛋白胨含量10.02 g/L,培養溫度 31.12 ℃,預測最高酶活性為371.89 U/mL,實測值為 365.12 U/mL,相差較小,說明優化結果可信。通過優化使得淀粉酶活性由最初的156.5 U/mL提高到365.12 U/mL,提高了1.33倍,效果明顯,為該菌株的工業化應用提供了有力的支持。

參考文獻:[HT8.SS][HJ1.76mm]

[1]王曉紅. 產低溫淀粉酶菌株的篩選及其酶學性質的研究[D]. 烏魯木齊:新疆農業大學,2006.

[2]易征璇,趙彤,師旋,等. 高溫淀粉酶高產菌株篩選及產酶條件優化[J]. 現代農業科技,2014(7):240-243.

[3]雷曉燕. 土壤中淀粉酶產生菌的篩選及產酶條件優化[J]. 沈陽化工學院學報,2010,24(3):203-208.

[4]劉杰雄,陳號,陸雯,等. 淀粉酶高產菌株的篩選及其酶活的測定[J]. 食品工程,2010(1):45-47.

[5]張惟杰. 糖復合物生化研究技術[M]. 杭州:浙江大學出版社,1994:10-11.

[6]樓超,劉鐵帥,賈博深,等. 高產淀粉酶菌株的篩選及產酶條件優化的探究[J]. 中國衛生檢驗雜志,2010,20(11):2817-2820.

江蘇農業科學2017年第45卷第10期

[SQ*5]

[HT6F]施磊,扶教龍,吳晨奇,等. 產輔酶Q10根瘤土壤桿菌的紫外誘變選育及其發酵培養基優化[J]. 江蘇農業科學,2017,45(10):224-228.

doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2017.10.062

產輔酶Q10根瘤土壤桿菌的紫外誘變選育及其發酵培養基優化

施磊, 扶教龍, 吳晨奇, 錢大偉, 徐敏強, 鞠鑫, 李良智

(蘇州科技學院化學生物與材料工程學院,江蘇蘇州 215009)

摘要:以根瘤土壤桿菌作為出發菌株,經過紫外誘變、平板初篩、搖瓶發酵復篩,最終獲得1株輔酶Q10高產菌株 Q-6,其輔酶Q10產量為11.92 mg/L,較出發菌株提高92.57%,且其遺傳性穩定,可用于進一步研究。然后在單因素試驗的基礎上,應用響應面分析方法,對其發酵培養基進行優化,得到生產輔酶Q10的最佳發酵培養基配方(葡萄糖35.46 g/L、酵母浸膏12.33 g/L、Na2HPO4 1.58 g/L、MgSO4·7H2O 0.39 g/L),在此培養基下輔酶Q10產量最高,為1132 mg/L,較單因素試驗最高值提高8.53%。

關鍵詞:根瘤土壤桿菌;輔酶Q10;紫外誘變;響應面分析法;發酵培養基

中圖分類號: Q935文獻標志碼: A

文章編號:1002-1302(2017)10-0224-05

輔酶Q10(coenzyme Q10,CoQ10)別稱癸烯醌、泛醌,它是人類生命不可缺少的重要元素之一,能激活人體細胞,同時還能提高人體免疫力并增強人體活力,現在醫學上廣泛用于心血管系統疾病的治療[1],除此之外,輔酶Q10還具有抗氧化性、延緩衰老和增強人體活力等功能,所以現在它已經在食品和化妝品領域得到大量應用。輔酶Q10的制備有化學法、動植物組織提取法和微生物發酵法3種方法[2-4]。因為使用前2種方法合成輔酶Q10時的成本較高,并且會產生光學異構體,生物學活性也不是很高,所以現在微生物發酵法被認為是最具有前途的一種生產方式。本試驗選擇根瘤土壤桿菌為出發菌株,該菌是目前研究CoQ10生物發酵法較常用的菌種[5-7]。通過紫外照射誘導變異和平板初篩、搖瓶發酵復篩相結合的方法,以期獲得CoQ10高產菌,為提高CoQ10工業生產效率打下基礎。

1材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1菌種與試劑

根瘤土壤桿菌(Agrobacterium tumefaciens 1.1701)購自中國普通微生物菌種保藏管理中心(CGMCC),保藏于筆者所在試驗室。輔酶Q10標準品(美國Sigma 公司),分析純。其他藥品和試劑,均為分析純或化學純。

1.1.2培養基

(1)平板培養基。葡萄糖5 g/L,酵母膏 5 g/L,蛋白胨10 g/L,MgSO4·7H2O 2 g/L,瓊脂20 g/L,pH值7.2,121 ℃滅菌20 min。(2)斜面培養基。葡萄糖10 g/L,酵母膏5 g/L,蛋白胨5 g/L,氯化鈉5 g/L,瓊脂20 g/L,pH值7.2,121 ℃滅菌20 min。(3)種子培養基。葡萄糖10 g/L,酵母膏5 g/L,蛋白胨5 g/L,氯化鈉5 g/L,pH值7.2,121 ℃滅菌20 min。(4)發酵培養基。葡萄糖20 g/L,酵母膏10 g/L,蛋白胨10 g/L,MgSO4·7H2O 0.5 g/L,Na2HPO4 1.5 g/L,KH2PO4 0.5 g/L,pH值7.2,121 ℃滅菌20 min。

1.1.3試驗設備

紫外分光光度計(UV-2450,日本島津);可見分光光度計(上海欣茂儀器有限公司);離心機(上海安亭科學儀器廠);旋轉蒸發儀(日本東京理化器械株式會社);恒溫調速回轉式搖床(上海躍進醫療器械廠);數顯pH計(上海天達儀器有限公司);生物傳感分析儀等。

1.2方法

1.2.1菌種活化

將保存的原始菌株接種于斜面培養基上,將接種后的斜面試管置于恒溫培養箱中,30 ℃下培養48 h,之后再進行第2、第3次傳代培養,放入冰箱冷藏待用。

1.2.2種子液培養

用接種環從斜面培養基中接1環菌種于種子培養基中,將接好種的三角瓶放入搖床中,在30 ℃、200 r/min條件下培養24 h,種子培養基為250 mL錐形三角瓶中裝入50 mL培養基。

1.2.3搖瓶發酵培養

搖瓶發酵培養是將培養好種子培養液按10%(體積分數)接種量的接入裝有50 mL發酵液的 250 mL 三角瓶中,在30 ℃、200 r/min條件下搖床培養72 h,發酵結束后進行相關參數測定。

1.2.4皂化法提取輔酶Q10

將菌體移入250 mL磨口錐形瓶內,在錐形瓶中加入2.5 g KOH、0.7 g焦性沒食子酸、19 mL 甲醇、7mL蒸餾水,然后混勻,在90 ℃水浴鍋中回流 30 min,用自來水迅速冷卻到常溫,倒入分液漏斗中,在分液漏斗中加入40 mL石油醚,劇烈振蕩5 min,進行輔酶Q10的萃取,連續萃取2次,最后把萃取液合并,用蒸餾水洗滌到中性;然后加入5 g無水硫酸鈉,干燥并使液體澄清;再用50 ℃的旋轉蒸發儀濃縮至干,并且完全揮發,再加入5 mL無水乙醇,放入冰箱中冷凍,使膽固醇等雜質析出,過濾,濾液定容至 10 mL,進行測量。

1.2.5輔酶Q10產量的測定

參照紫外分光光度法[8]。

1.2.6菌株生長曲線的繪制

進行紫外誘變時,通常在細胞對數期進行紫外照射導致發生突變的概率較大,因此須要確定出發菌株的生長曲線。吸取5 mL生理鹽水注入活化好的根瘤土壤桿菌斜面種子中,用竹簽或接種針將菌落刮下,將菌懸液轉移至空試管中用振蕩器混勻,從中吸取1 mL菌懸液(按2%接種量)接種到50 mL種子培養基中,于30 ℃、200 r/min 條件下搖床培養,每間隔2 h 取9 mL種子液于事先已稱好的10 mL離心管中,于4 000 r/min下離心15 min。洗滌后離心,重復2次,烘干測干質量,并且計算菌體濃度。將各時段的菌體濃度作為縱坐標,培養時間作為橫坐標,繪制出發菌株的生長曲線。

1.2.7紫外誘變方法

1.2.7.1菌懸液的制備

取10 mL處于對數生長期(培養12 h)的發酵液,加入進無菌離心管中,10 000 r/min下離心20 min,去除上清液,收集菌體,菌體用10 mL生理鹽水洗滌離心3次,然后重新懸于10 mL無菌生理鹽水中,備用。使用血球計數板,在顯微鏡下直接計數,將細胞濃度調整為“億個/mL”。

1.2.7.2紫外誘變

開啟20 W的紫外線燈預熱10~15 min,取3 mL制備好的菌懸液,置于1個直徑為6 cm的空培養皿中,將培養皿放在離紫外燈30 cm的地方,分別振蕩照射0、30、60、90、120、150、180 s,然后在黑暗中分別取0.1 mL處理菌液涂布于平板培養基上,用黑紙包好,30 ℃下倒置培養48 h,計數,繪制致死率曲線。同時,作對照試驗,對照組菌懸液不進行紫外照射,其他操作相同。致死率[9]計算公式為:致死率=(對照菌落數-處理菌落數)/對照菌落數×100%。在正式試驗時,選取致死率為80%的處理時間進行誘變,其余操作同上。

1.2.7.3初篩

根據致死率曲線,將誘變后的菌液涂布于篩選平板培養基上,30 ℃下培養48 h;挑取生長快、菌落大的單菌落,接入斜面,30 ℃培養48 h,置于4 ℃冰箱保藏,以備復篩。

1.2.7.4復篩

將初篩得到的突變株菌株逐個接入種子培養基中,于30 ℃、200 r/min搖床中培養24 h,然后按10%接種量轉接到發酵培養基中,30 ℃、200 r/min培養72 h,離心收集菌體,利用醇堿皂化法提取輔酶Q10,測定菌體生物量及輔酶Q10產量。

1.2.7.5突變株穩定性試驗

利用斜面培劃線接種進行傳代試驗,30 ℃下培養48 h;分別測定第2、第4、第6代的輔酶Q10產量,比較其產輔酶Q10的穩定性。

1.2.8發酵培養基優化

1.2.8.1發酵培養基的單因素試驗

本試驗選擇培養基中對發酵影響最大的葡萄糖、酵母膏、Na2HPO4、MgSO4·7H2O 等4種成分,分別考察其不同濃度對誘變菌株發酵產輔酶Q10的影響。其中,葡萄糖濃度為10、20、30、40、50 g/L,酵母膏濃度為5、7.5、10、12.5、15 g/L,Na2HPO4濃度為1.3、1.4、1.5、1.6、1.7 g/L,MgSO4·7H2O濃度為0.3、0.4、0.5、06、0.7 g/L。

1.2.8.2發酵培養基優化的響應面分析試驗

根據單因素試驗結果,選用葡萄糖、酵母膏、Na2HPO4、MgSO4·7H2O為考察因素,采用Design-Expert軟件[10]中的中心組合設計(central composite design,CCD),設計4因素5水平的響應面分析[11]試驗,其試驗因子和編碼水平見表1。

2結果與分析

2.1生長曲線

從圖1可以看出,出發菌株在4 h后開始進入對數期,18 h 后進入穩定期。處于對數期的細胞中DNA復制較為活躍,對各種理化刺激較為敏感,出現突變的概率較大,因此選取4~18 h的細菌培養液進行紫外誘變出現變異的概率較大。

2.2紫外照射致死率曲線

從圖2可以看出,當輻照時間為120 s時,約97%的根瘤土壤桿菌致死。這幾年通過對紫外線誘變效應的研究發現,提高產量的正向突變較多地出現在偏低的劑量中,而負突變則較多地出現在偏高的劑量中[12]。因此,本研究選取的誘變劑量為紫外線照射60~90 s,致死率約為70%~83%,此時發生正向突變的概率較大。

2.3紫外誘變菌株篩選結果

將經過紫外誘變[13]處理后的菌懸液直接涂布于平板上,在30 ℃培養箱中培養48 h,從平板上挑取27株生長良好的單菌落,對這27株菌株進行搖瓶復篩,測定輔酶Q10產量,篩選結果見圖3。從圖3可以看出,有7株突變株輔酶Q10的產量有所提高,正突變率約為26%。其中,6號突變株Q-6表現最突出,輔酶Q10的產量達到11.92 mg/L,較出發菌株提高了9251%,誘變結果最好,所以選擇突變株Q-6進行遺傳穩定性研究。

2.5發酵培養基的優化

2.5.1葡萄糖濃度對輔酶Q10產量的影響

從圖4可以看出,隨葡萄糖濃度的增加,輔酶Q10產量增大,當葡萄糖濃度達到30 g/L時,輔酶Q10產量達到最大,為(10.05±0.301 5)g/L;當葡萄糖濃度繼續加大時,輔酶Q10產量反而下降,這可能是由于在發酵過程中添加過多葡萄糖而引起的“葡萄糖效應”,進而影響菌體生長和代謝產物的形成。因此,確定本試驗葡萄糖濃度為30 g/L。

2.5.2酵母膏濃度對輔酶Q10產量的影響

從圖5可以看出,當酵母膏濃度低于12.5 g/L時,輔酶Q10產量不斷增大;當酵母膏濃度達到12.5 g/L時,輔酶Q10產量達到最大,產量為(10.42±0.312 6)g/L;當葡萄糖濃度繼續加大時,輔酶Q10產量反而下降,這可能是由于酵母膏成分復雜,在發酵后期底物消耗不完,某些成分抑制菌體生長及產物的合成。所以,酵母膏濃度定為12.5 g/L。

2.5.3Na2HPO4濃度對輔酶Q10產量的影響

從圖6可以看出,當Na2HPO4濃度為1.6 g/L時,產量達到最大,此時輔酶Q10產量為(10.43±0.312 9)g/L;但繼續加大Na2HPO4濃度時,輔酶Q10產量逐漸下降,這表明過多的Na2HPO4并不利于提高輔酶Q10產量,只有適宜的Na2HPO4濃度才有利于輔酶Q10的形成。所以,在本試驗考察范圍內,Na2HPO4最佳濃度為1.6 g/L。

2.5.4MgSO4· 7H2O濃度對輔酶Q10產量的影響

從圖7可以看出,輔酶Q10產量隨MgSO4·7H2O濃度的升高,先升高后降低,并當MgSO4·7H2O濃度達到0.4 g/L時,輔酶Q10產量達到最大,此時產量為(10.23±0.306 9)g/L。這可能是由于較低濃度的Mg2+能夠促進輔酶Q10的形成,而當濃度達到一定高度時,又會抑制輔酶Q10的形成。所以,本試驗可把MgSO4·7H2O濃度定為0.4 g/L。

2.5.5響應面設計優化發酵培養基組成

2.5.5.1模型的建立及顯著性檢驗

根據單因素結果,采用Design-Expert軟件對葡萄糖、酵母膏、Na2HPO4、MgSO4· 7H2O的濃度進行優化,試驗結果如表3所示。

用Design-Expert軟件對表3數據進行多元回歸擬合,可以得到輔酶Q10

[FK(W+45mm][TPSL77.tif]

產量(Y)對葡萄糖濃度(A)、酵母膏濃度(B)、Na2HPO4濃度(C)、[CM(23*2]MgSO4· 7H2O濃度(D)的回歸方程為:Y=-49.20+

0.50A+2.60B+32.82C+49.17D+5.20AB-0.07AC-003AD+0.29BC-0.23BD-2.67CD-5.50A2-012B2-10.43C2-52.85D2,對試驗結果進行顯著性檢驗及方差分析,結果如表4所示。

對模型進行回歸方程系數顯著性檢驗可知,一次項D(MgSO4· 7H2O濃度),交互項AC、BC對輔酶Q10產量影響顯著,平方項A2、B2、C2、D2對輔酶Q10產量影響極顯著。模型P值<0.000 1,是極顯著的,而失擬項的P值=0.789 2,是不顯著的,說明該方程的擬合度較好;模型的決定系數R2=0.976 1,表明該模型能較好地預測發酵培養基組分與輔酶Q10產量的關系;模型的調整決定系數R2Adj=0953 7,表明方程模型可信度較高,能夠較好地描述試驗結果。

2.5.5.2響應面優化及分析

根據CCD試驗設計結果作出三維響應面(圖8至圖13),它們分別反映了葡萄糖濃度(A)、酵母膏濃度(B)、Na2HPO4濃度(C)、MgSO4· 7H2O濃度(D)這4個因素的兩兩交互作用對產量的影響。

2.5.5.3優化培養基的驗證

根據所得的模型,由響應面分析法求得優化后4種成分的最佳濃度為:葡萄糖35.46 g/L、酵母膏12.33 g/L、Na2HPO4 1.58 g/L、MgSO4· 7H2O 0.39 g/L,預測得到輔酶Q10最高產量為11.28 mg/L。為了證實試驗結果的可靠性,按上述最終培養基參數進行驗證試驗,3次重復試驗的輔酶Q10產量的平均值為11.32 mg/L,與預測值接近,表明模型是可行有效的,具有一定的實踐價值。

[BT1-*8][STHZ]3結論

采用紫外誘變,經過平板初篩和搖瓶發酵復篩,最終獲得1株輔酶Q10高產菌株Q-6,其輔酶Q10產量為11.92 mg/L,較出發菌株提高92.57%,且其遺傳性穩定。在單因素試驗的基礎上,應用響應面分析,對其發酵培養基進行優化,得到生產輔酶Q10的最佳發酵培養基配方為:葡萄糖35.46 g/L、酵

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