Tween-60对出芽短梗霉合成多糖代谢组学的分析

利用代谢组学技术,研究了Tween-60对出芽短梗霉合成普鲁兰多糖的影响。在初始发酵培养基中添加4 g/L的Tween-60,并采用GC-MS(Gas chromatography-mass spectrometry)对实验组和空白组40 h的胞内代谢物进行分析。结果表明:普鲁兰多糖产量由78.35 g/L提高至92.5 g/L;同时确定出包括L-阿拉伯糖醇、D-核酮糖等6种代谢物表达量上调,α-D-葡萄糖、D-半乳糖等6种代谢物表达量下调。进一步分析表明,添加Tween-60可以增强胞内TCA循环以及戊糖、葡萄糖醛酸循环,为出芽短梗霉代谢提供大量能量以及胞内保护性物质。同时,发现添加Tween-60加快胞内半乳糖代谢,进而促进了普鲁兰多糖发酵前体UDPG的合成,因而多糖产量显著增高。     

转录组测序分析氯化钠对普鲁兰生物合成的影响

考察氯化钠对出芽短梗霉生物合成普鲁兰的影响，结果发现氯化钠有助于提高普鲁兰产量，但不利于将普鲁兰分子质量维持在较高水平。与对照组（0 g/L氯化钠）相比，实验组（3 g/L氯化钠）的普鲁兰分批发酵产量提高了17.6%，而普鲁兰最终分子质量却降低了55.8%。对出芽短梗霉细胞的转录组进行测序和分析，共鉴别出659 个显著性差异表达基因，其中实验组有227 个基因表达上调，有432 个基因表达下调。对这些差异表达基因进行基因本体论（Gene Ontology，GO）功能注释和京都基因和基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）数据库通路富集分析，结果表明氯化钠影响了部分水解酶和具有离子、小分子绑定功能蛋白编码基因的表达水平，这些基因参与碳水化合物代谢、淀粉和蔗糖代谢、糖酵解/糖异生等代谢过程，最终导致普鲁兰产量和分子质量的显著变化。     

碳源对出芽短梗霉发酵生产普鲁兰多糖的影响

原糖发酵生产普鲁兰多糖对于蔗糖的深加工具有重要意义。本研究考察了不同碳源底物对出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)发酵生产普鲁兰多糖的影响。结果表明,原糖发酵生产的普鲁兰多糖产量要比白砂糖、葡萄糖和淀粉高16%~53%,且多糖颜色较浅;通过正交试验优化后,发酵培养基的普鲁兰多糖产量可以达到12.39 g/L,多糖转化率可以达到26.65%。     

维生素B5对出芽短梗霉产普鲁兰多糖的影响

普鲁兰多糖是由出芽短梗霉产生的胞外多糖,在食品、制药和化妆品等行业有广泛应用。该文研究了维生素B₅对普鲁兰合成的影响。为了揭示维生素B₅对普鲁兰产量影响的潜在机制,研究了发酵过程中关键酶的活性变化,并利用非标记定量技术和液相色谱-串联质谱技术比较出芽短梗霉发酵前期（24 h）和后期（84 h）蛋白质组分,并对其差异蛋白质进行生物信息学分析。结果表明,在发酵培养基中添加0.2 g/L维生素B₅可以使普鲁兰多糖分批发酵产量由87.3 g/L提高至102 g/L,普鲁兰重均分子质量由2.14×10² kDa下降到1.11×10²kDa;实验组磷酸葡萄糖变位酶、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、葡萄糖基转移酶、α-淀粉酶和普鲁兰酶活性分别提高了6.9%、19.8%、20.9%、20.8%、12.1%。在蛋白质组分分析的两个时间点分别鉴定出差异蛋白质387和381种（差异倍数>1.5,P<0.05）,对这些差异表达蛋白进行GO功能富集和KEGG通路富集分析显示上述差异蛋白广泛涉及细...     

酵母粉对出芽短梗霉发酵普鲁兰多糖相对分子质量的影响

以出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)CGMCC.11062为出发菌株,研究了不同质量浓度酵母粉对普鲁兰多糖产量、结构及相对分子质量的影响。结果表明酵母粉质量浓度对出芽短梗霉的产量和相对分子质量影响显著,而普鲁兰多糖的结构基本不受其影响。在未加酵母粉时,菌体质量浓度5.92 g/L,普鲁兰多糖产量34.74 g/L,残糖质量浓度44.18 g/L,而当酵母粉质量浓度为1.5 g/L时,普鲁兰多糖的产量出现最大峰值,达到了61.32 g/L,然而,过多的酵母粉供给造成了碳源流向生物体,普鲁兰多糖产量减少。未加酵母粉时生产的普鲁兰多糖相对分子质量最大,重均相对分子质量Mw为529 528,随着酵母粉质量浓度的增加,生成的普鲁兰多糖相对分子质量逐渐降低,重均相对分子质量Mw从529 528降低到183 278,表明酵母粉可能会诱导普鲁兰多糖降解酶的产生,并导致普鲁兰多糖相对分子质量及产量的降低。这些研究为不同特性普鲁兰多糖的生产提供技术指导。     

普鲁兰多糖产生菌出芽短梗霉的紫外诱变及其培养基优化

为进一步提高普鲁兰多糖的产量,该文以出芽短梗霉CGMCC 3337为研究对象,通过紫外诱变获得一株性状稳定的高产普鲁兰多糖突变株UV-10,普鲁兰多糖产量稳定在（75.28±0.79）g/L,在此基础上通过单因素、响应面等试验探究高产普鲁兰多糖的最适培养基及条件。结果表明：与出发菌株相比产量提高了25.26%。通过单因素及响应面试验得到最适培养基组成：蔗糖 150 g/L,牛肉粉 4.17 g/L,MgSO4·7H2O 0.76 g/L,K2HPO48.58 g/L,FeSO4·7H2O 0.03 g/L。优化后培养基多糖产量达到97.6 g/L,与优化前相比提高了26.8%。     

淀粉质原料在普鲁兰多糖生物合成中的作用及生理机制

为了考察不同淀粉质原料对出芽短梗霉生物合成普鲁兰多糖的影响,本文分别选用来源于木薯、玉米、马铃薯、红薯和小麦等作物的淀粉作为碳源发酵生产普鲁兰多糖。结果发现,木薯淀粉有利于普鲁兰多糖的生物合成,最高产量达到23.96 g/L;红薯淀粉则不利于普鲁兰多糖的合成,显著（P<0.05）降低了普鲁兰多糖的产量和分子量。进一步地,对普鲁兰多糖分批发酵动力学参数和生理学指标进行分析比较,发现木薯淀粉提高了普鲁兰多糖合成关键酶活性和胞内前体物质尿苷二磷酸葡萄糖的含量,进而提高了普鲁兰多糖的合成能力和产量;而红薯淀粉则提高了普鲁兰多糖降解酶活性,显著（P<0.05）降低了普鲁兰多糖的分子量。对普鲁兰多糖分批发酵碳源成本进行估算,发现利用木薯淀粉合成普鲁兰多糖的碳源成本只有葡萄糖对照组的56.6%。该研究结果为普鲁兰多糖的廉价高效生产提供了可行的技术参考。     

无机氮源对出芽短梗霉发酵普鲁兰多糖分子量的影响

以出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)CGMCC No.11062为出发菌株,研究五种无机氮源对普鲁兰多糖产量、结构、纯度及分子量的影响。结果表明:无机氮源种类对普鲁兰多糖产量和分子量产生显著影响,未影响普鲁兰多糖结构和纯度。其中,以硫酸铵(1.5 g/L)为唯一氮源时普鲁兰多糖产量达到32.84 g/L,重均分子量(Weight-average Molecular Weight,Mw)最大,为799823ku。硫酸铵浓度对普鲁兰多糖的产量和分子量影响显著,而未显著影响普鲁兰多糖结构。随着硫酸铵浓度的增加,普鲁兰多糖产量和分子量同时增加;当硫酸铵浓度为1.5 g/L时,普鲁兰多糖的产量出现最大值,为32.45 g/L;而当硫酸铵浓度为2.1 g/L,普鲁兰多糖重均分子量(Mw)最大,达到1236958 ku。所有制得的普鲁兰多糖纯度在95%~99%之间。这些研究可为不同分子量普鲁兰多糖生产提供技术指导。     

发酵生产普鲁兰多糖现状

普鲁兰多糖是由出芽短梗霉发酵所产生特殊的微生物胞外多糖,在医药、食品、轻工、化工和石油等领域具有广泛的应用。普鲁兰多糖发酵过程中,通气量、pH、温度、培养基成分（碳源、氮源、金属离子、起始离子及磷酸盐的选择）对发酵生产转化普鲁兰多糖的产量和质量均有影响。发酵转化率的进一步提高,抑制色素的生成和利用工业废物作为原料等方面是进一步研究普鲁兰多糖发酵的重点。     

普鲁兰多糖发酵条件研究

研究了出芽短梗霉在500L罐中发酵条件对出芽短梗霉发酵的影响,确定了普鲁兰多糖在500L罐中最佳发酵条件:前48h,pH3.5,搅拌速度300r/min,罐压0.2MPa,通气量30L/mim;后48h,pH6.5,搅拌速度200r/min,罐压0.1MPa,通气量15L/min;在此条件下,普鲁兰多糖产量52g/L,即糖转化率65%,发酵液颜色为淡乳黄色.     

响应面法优化普鲁兰多糖发酵培养基

通过对出芽短梗霉生长的培养基进行优化,以提高普鲁兰多糖的产量。首先采用单因素试验筛选出有显著效应的3个因素,再利用响应面Box-Behnken设计优化显著因素的水平。结果表明：碳源(蔗糖)添加量、氮源(酵母浸膏)添加量和金属离子对粗普鲁兰多糖的产量都有显著影响(P＜0.05),蔗糖添加量和酵母浸膏添加量的交互作用相对明显,蔗糖添加量和金属离子以及酵母浸膏添加量和金属离子的交互作用不显著。优化的培养基组成为：蔗糖添加量56.63g/L、酵母浸膏添加量3.74g/L、金属离子选择Mg2+,此条件下粗普鲁兰多糖产量为60.358g/L。     

出芽短梗霉的发酵性能研究

就茁霉多糖和蓝色色素的产生,对出芽短梗霉的发酵性能进行了研究。通过对碳源、氮源、pH值、容氧量、发酵时间等影响因素的比较试验,得到了比较理想的发酵条件,为茁霉多糖和蓝色色素的生产与控制提供了参考数据。     

普鲁兰生物合成中底物的作用及其生理机制

以1 株出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans）CCTCC M 2012259为出发菌株,考察不同底物（葡萄糖、蔗糖和木糖）对普鲁兰分批发酵的影响。结果发现,蔗糖有利于实现普鲁兰的高产（72.33 g/L）,而葡萄糖有助于获得更高的普鲁兰分子质量（5.9×105 Da）。通过对不同底物条件下的发酵动力学参数进行计算以及对相关生理生化指标进行测定,发现蔗糖提高了普鲁兰生物合成途径中的关键酶活性,增加了胞内尿苷二磷酸葡萄糖水平和能量物质ATP的供给,促进了普鲁兰的高产;而葡萄糖降低了普鲁兰降解酶系的活性,最终将普鲁兰分子质量维持在更高的水平。研究结果部分揭示了底物影响普鲁兰生物合成的生理机制,同时也为实现不同分子质量普鲁兰的高效生产提供了可行的技术参考。     

正交实验设计优化茁霉多糖发酵工艺

采用正交实验设计方法对出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)生产茁霉多糖的发酵工艺进行了优化。首先,采用单因素实验确定生产影响茁霉多糖产量的培养基组成成分和发酵条件,然后进行培养基正交实验,得到最优的培养基组合,并用此培养基进行发酵条件的正交实验,获得生产茁霉多糖最优的发酵条件。最优的培养基组成为:蔗糖100g/L、玉米浆3g/L、K2HPO42g/L和NH4NO30.4g/L,最优的发酵工艺为:初始pH6.0、装液量10%、接种量3%、种龄72h、发酵时间6d、摇床转速180r/min、发酵温度29℃。优化发酵工艺条件下茁霉多糖的产量为34.98g/L。     

以淀粉废水、麦芽根制备生物材料——短梗霉多糖

短梗霉多糖是一种具有重要应用价值的微生物胞外多糖,淀粉废水是加工淀粉过程中不可避免的一种副产物,营养丰富;麦芽根为麦芽制造过程中的副产物,含有丰富的淀粉酶、麦芽酶、果酸酶及蛋白酶,富含B族维生素,并含有大量未知生长因子。因此,利用麦芽根所含有的丰富酶系和生长因子来酶解淀粉工业废水,便于出芽短梗霉菌的生长代谢。实验表明,具有一定的可行性。控制培养基初始pH为6.5、发酵温度为28～30℃、转速为180r/min、发酵时间120h的发酵工艺,较适合于出芽短梗霉菌利用麦芽根与淀粉废水的混合培养液进行代谢,生产短梗霉多糖。     

普鲁兰糖无色素发酵工艺研究

目的获取普鲁兰糖产量高且色素分泌少的突变菌株,优化普鲁兰糖的发酵工艺。方法紫外法诱变出芽短梗霉;通过测定普鲁兰糖的产量优化培养基组成及发酵条件。结果获得了高产普鲁兰糖且色素分泌量少的突变菌株;优化后培养基组成为:蔗糖10%,酵母膏0.2%,(NH4)2SO4 0.06%。初始pH 6.5。工艺优化后发酵过程无色素分泌,普鲁兰糖产量达到67.2 g/L。结论得到了普鲁兰糖产量高且色素分泌少的突变菌株,工艺优化后发酵过程无色素分泌。     

低色素出芽短梗霉G-58发酵的初步研究

研究了培养基组分和培养条件对低色素出芽短梗霉变异株G-58发酵的影响。最佳培养基组分是（g/L）：蔗糖50，（NH4）2SO4 0．6，K2HPO4 6，MgSO4 0．4，NaCl4，酵母膏0．4，初始pH6．5；在此条件下，G-58多糖产量24.5g/L，即糖转化率49％，发酵液颜色乳白无色素。     

出芽短梗霉发酵生产聚苹果酸的代谢通量及关键酶活性分析

野生型出芽短梗霉菌株TKPM00006及其诱变菌株CGMCC30007在相同条件下,使用5 L罐进行聚苹果酸发酵,分析这2株菌在相同发酵状态下发酵中后期代谢网络的代谢流分布和关键酶活变化,对出芽短梗霉合成聚苹果酸的机理进行探究。结果表明,菌株TKPM00006和菌株CGMCC30007的菌体生长情况相似,但产酸量分别为20.54 g/L和30.2 g/L。.通过代谢通量分析及关键酶活性的测定可知,丙酮酸羧化途径及乙醛酸途径是PMLA合成的主要途径,TCA循环途径在发酵后期比较弱,该结论通过添加代谢抑制剂及中间代谢物实验加以证明。酶活分析同时还证明了高产菌株比出发菌株的PMLA合成能力强主要是因为丙酮酸羧化途径的加强。根据实验分析可在丙酮酸节点进行靶点改造或通过发酵调控改变丙酮酸节点处碳架的分配,通过加强丙酮酸羧化途径来减少因副产物的生产而造成的碳架流失,达到增加聚苹果酸生物合成的目的。