丁酸梭菌优良菌株的诱变选育及其发酵工艺研究
Mutation Breeding and Fermentation Technology of Clostridium Butyricum Superior Strains
本研究以湖北绿雪科技有限公司提供的一株丁酸梭菌菌株LXKJ-1为研究对象,采用ARTP(atmosperic room temperature plasma)等离子诱变技术,得到了一株耐丁酸钠能力强,发酵水平较高的丁酸梭菌突变株LXYB-2.本研究采用单因素和响应面法对菌株LXYB-2发酵工艺进行优化,同步考察其应用潜力:采用活菌计数的方法对其抗逆性进行评价,同时采用牛津杯法对其体外抑菌效果进行判定,并通过气相色谱仪对其发酵液产酸能力进行测定.课题研究结果如下:1.采用ARTP等离子诱变技术对丁酸梭菌LXKJ-1进行诱变育种,得到8株正突变菌株,其中诱变处理90 s正突变率最高,达到15.46%,正突变菌株最高耐丁酸钠能力达到了32 g/L,耐丁酸钠能力较起始菌株有很大的提高.通过对耐丁酸钠菌株的进一步发酵筛选,筛选到两株高产菌株LXYB-2、LXYB-9,发酵水平分别达到了8.3*10~8 CFU/mL、9.33*10~8 CFU/mL,进一步的我们对这两种高产菌株进行了遗传稳定性研究,发现菌株LXYB-2连续传代5代发酵活菌数没有明显的变化.由此我们得到了一株耐丁酸、传代稳定、活菌数较高的菌株LXYB-2.2.采用活菌计数法对诱变前后菌株耐高温、人工胃液、人工肠液及胆碱等抗逆性方面进行评价比较,同时采用牛津杯法对诱变前后菌株的体外抑菌效果进行评价比较,结果表明:高温耐受性实验90℃,5 min时,耐受性差异显著(p<0.05);人工胃、肠液耐受性实验:没有显著差别(p>0.05);胆盐耐受性实验:在胆盐质量分数达到0.4%时,胆盐耐受性差异显著(p<0.05).体外抑菌试验:两株菌株对9种肠道致病菌均有较好的抑菌活性,但抑菌活性结果差异显著(p<0.05).3.采用气相色谱仪对诱变后菌株LXYB-2产酸能力测定评价,结果:菌株LXYB-2丁酸含量达到:53.93 mmol/L,乙酸含量达到:33.09 mmol/L,丁酸、乙酸的含量较出发菌株分别提高了108.3%和117.4%.4.本次实验在单因素实验的基础上,利用Design expert软件,进行响应面法分析,最终确定最适发酵培养基和发酵工艺条件.最适发酵培养基:玉米粉4%,硫酸铵2.49%,酵母膏0.5%,碳酸钙1%,乙酸钠0.6%,磷酸氢二钾0.15%,硫酸镁0.06%,硫酸锰0.05%;最适发酵工艺条件:发酵初始pH:8.0,发酵温度37℃,接种量7%,发酵时间18 h;最终菌株LXYB-2的发酵活菌数达到1.211*10~9 CFU/mL,较未优化前发酵活菌数:8.3*10~8 CFU/mL提高了45%.
- 作者：
- 谢丽静
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 专业名称：
- 食品加工与安全(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 王伟华；王海宽
- 中图分类号：
- Q93；TQ920.6
- 关键词：
- 丁酸梭菌；ARTP等离子诱变；抑菌活性；抗逆性；产酸能力测定；工艺优化
- Clostridium butyricum; ARTP plasma mutagenesis; Antibacterial activity; resistance; determination of butyric acid; process optimization;