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。     

短梗霉多糖的研究

短梗霉多糖具有巨大的经济价值,本文综述了短梗霉多糖的性质,在食品中的应用,生产菌种的诱变筛选,发酵和提纯工艺.     

产普鲁兰糖出芽短梗霉菌株的初步筛选

目的从3株产普鲁兰糖出芽短梗霉As3.3984,As3.837,As3.933中筛选1株产量及糖转化率高、分泌色素低的菌株作为出发菌株。方法相同条件下摇瓶分别培养菌株As3.3984,As3.837,As3.933,测定发酵液黏度并纯化制备普鲁兰糖,比较糖转化率及普鲁兰糖产量;654nm处测定制备的普鲁兰糖溶液的吸光度值,比较色素的分泌量。结果菌株As3.3984普鲁兰糖产量、糖转化率最高,色素含量最低。结论确定菌株As3.3984作为普鲁兰糖生产研究的出发菌株。     

复合诱变选育短梗霉多糖高产菌株

以本实验室保存的出芽短梗霉AP8为出发菌株,采用甲基磺酸乙酯(EMS)和紫外线(UV)复合诱变,在EMS终浓度0.4mol/L、作用时间40～60min和30W的紫外灯照射距离30cm、照射时间1.5～2.5min条件下诱变效果好,获得一株稳定遗传的多糖产量高、色素含量低的出芽短梗霉突变株UV60,产量为22.1g/L,对菌落特征和发酵特征的比较发现,突变株UV60在菌落颜色、大小、质地和发酵特性上均明显优于出发菌株AP8。通过对变异株培养基碳氮比和培养基的组成进行单因素和正交试验,其最佳摇瓶发酵培养基组成为：蔗糖50.0g/L、酵母膏1.5g/L、NaCl 1.5g/L、MgSO4 0.3g/L、K2HPO4 2.0g/L、(NH4)2SO4 0.7g/L。采用上述优化的发酵培养基,突变株UV60获得的短梗霉多糖产量为27.24g/L,多糖转化率达54.48%。     

复合诱变选育出芽短梗霉高产菌株

以出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans）AS3．0933为出发菌株,采用紫外-光照、亚硝酸、硫酸二乙酯诱变方法,分别研究了单一诱变和复合诱变对AS3．0933菌株对多糖和色素产量的影响。试验结果表明,紫外-光照交替处理的最佳条件为紫外7min-光复活5min-紫外9min-光复活5min-紫外11min-光复活5min;亚硝酸诱变最佳条件为亚硝酸浓度0．05mmol／L、50s;DES处理最佳条件为DES浓度2％、50min;复合诱变途径为紫外．光照诱变1代→紫外-光照诱变2代→亚硝酸诱变1代→亚硝酸诱变2代→DES诱变1代,此诱变处理得到的菌株多糖产量达到20．22g／L,是出发菌株的2．77倍,发酵液颜色浅绿色,发酵液最终pH4．09,连续传代多次,其产量性状无显著变化。     

紫外诱变选育出芽短梗霉高产普鲁兰糖白化突变菌株

为了发酵获得无色素普鲁兰糖,对菌株Aureobasidium pullulan NG进行紫外诱变,成功获得一株高产普鲁兰糖的白化突变株UVMU3-1。将突变菌株与野生菌株比较发现,其菌体生长能力和分化能力未发生显著改变。突变菌株产出的多糖经红外光谱鉴定为普鲁兰糖,罐发酵实验表明突变菌株产糖能力强于野生菌株。在未经培养基和培养条件优化的情况下,罐发酵的糖转化率可以达到52.78%。突变株UVMU3-1可作为工业发酵普鲁兰糖的潜力菌株。     

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。     

透析培养法稳定出芽短梗霉摇瓶发酵条件的研究

以出芽短梗霉色素低产株G58-2为生产菌株,研究了其透析培养下的菌体形态,及普鲁兰多糖摇瓶发酵的最佳条件。结果表明,通过透析培养制备的发酵接种液优于普通培养,在其OD600为0.442,接种龄36h,初始pH7.0,装液量50 mL/250 mL,摇床转速200 r/min条件下培养84 h出芽短梗霉G58-2不仅色素含量低,粗多糖产量可达到4.84 g/100 mL,并且实验稳定性有效提高。     

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%。     

出芽短梗霉黑色素的抗氧化活性研究

建立了还原力体系、DPPH自由基体系、羟基自由基体系、超氧阴离子自由基体系、铁离子螯合力体系及抑制脂质过氧化体系.以VC作为参照,研究了出芽短梗霉黑色素在不同体系下的抗氧化活性.结果表明,黑色素具有一定的还原能力,在浓度为0.4g/L时,其还原力与VC相当,黑色素对羟自由基、超氧阴离子自由基、DPPH自由基均有较好的清除作用,同等浓度条件下黑色素清除羟自由基和超氧阴离子的能力均高于VC.此外,黑色素具有一定的铁离子螯合能力和抑制脂质过氧化能力.综上所述,黑色素具有一定的抗氧化活性.     

无黑色素普鲁兰多糖出芽短梗霉的选育

为选育一株高产无黑色素普鲁兰多糖的出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans）,以A.pullulans As.40329和A.pullulans As.3#为出发菌株,通过紫外诱变（15 W）筛选出三株正突变菌株作为亲本。在此基础上,对三株亲本制备原生质体并采用35%的PEG4000介导进行全基因重组（Genome shuffling,GS）。随后,经双亲灭活筛选后获得A.pullulans的全基因重组菌F2-6。结果表明,菌株F2-6遗传性状稳定且发酵多糖产物中近乎无黑色素（OD654维持在0.02左右）,多糖产量提高至（19.53±0.39）g/L,比原始菌As.3#提高119.69%,表明重组菌F2-6具有工业化生产普鲁兰多糖的潜能。      

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。     

统计学分析方法在普鲁兰发酵培养基优化中的应用

为了得到普鲁兰发酵的最佳培养基,在单因子实验的基础上,应用Plackett-Burman设计法对影响普鲁兰发酵的基本培养基组分中的关键因子进行了优选,并进一步采用响应面分析法(Response Surface Methodology,RSM)对影响普鲁兰产量的关键因素最佳水平范围作了深入的研究。实验结果表明:影响普鲁兰产量的关键因素为:葡萄糖、酵母粉和NaCl的浓度。通过RSM模型的拟合和推算得到在葡萄糖、酵母粉和NaCl质量浓度分别5.675、0.405、0.0815 g/dL时,此时模型预测发酵最佳的产量为32.071 44 g/L,验证值为32.16 g/L,预测值与验证值之间吻合较好,比原始培养基提高了约5倍。     

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。     

出芽短梗霉产酸性多糖的CTAB法制备工艺优化及其与普鲁兰多糖的性质比较

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)法,制备出芽短梗霉酸性多糖,并比较了其与普鲁兰多糖的溶解性与抗氧化活性。经过单因素实验与正交实验确定制备出芽短梗霉产酸性多糖的最佳工艺条件为:质量浓度3%的CTAB溶液与初始多糖溶液体积比1∶1,初始多糖溶液质量浓度7%,沉淀12 h。该条件下,出芽短梗霉产生的酸性多糖得率为5.01%。该方法保持了出芽短梗霉酸性多糖与普鲁兰多糖的结构完整性,为该多糖的后续研究提供参考。酸性多糖与普鲁兰多糖性质比较实验结果表明,出芽短梗霉产生的中性普鲁兰多糖易溶于水,酸性多糖微溶于水;二者的抗氧化活性在0~1 mg/m L范围内无显著性差异,其还原能力、对超氧阴离子自由基以及羟基自由基清除作用均随溶液浓度的提高而增加,为出芽短梗霉酸性多糖的进一步开发与应用提供理论参考。      

不产桔霉素红曲诱变菌株的选育及色素发酵条件的优化

利用60Co辐照对原本具有桔霉素生产能力的红曲菌9908进行诱变,筛选得到1株不产桔霉素的菌株,命名为红曲菌9908A,32℃培养6d,色价高于1300U/g。分别采用YES、MSG液态培养和固态培养方式,对该菌株是否产桔霉素进行了详细的研究。结果发现,在这3种培养方式下,该菌株均不产桔霉素。在实验室基础上对该菌株产色素固态发酵条件进行了优化,优化条件为装料量50g、初始加水量60mL、拌料水初始pH5.0、ZnSO4浓度0.2%,优化后的色价维持在2000U/g左右。红曲米中未测出桔霉素。