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    上海博迅生化培養箱在保加利亞乳桿菌合成的應

    返回列表 來源:未知 發布日期:2019-08-28 10:10【

    γ-氨基丁酸(GABA)是一種天然存在的非蛋 白質氨基酸,具有降血壓、改善腦機能、增強記憶、 抗焦慮等生理功能(Kantachote 等,2016)。 GABA 作為飼料添加劑,能夠提高動物抗應激能力,改善 胴體品質和提高生產性能(汪祥燕等,2016)。 潘雪 梅等(2018)研究發現,GABA 可以緩解奶牛夏季 的熱應激, 提高奶牛免疫能力和機體的抗氧化能 力。Park 等(2015)研究結果表明,GABA 作為飼料 添加劑能顯著提高蛋雞的生產能力, 改善雞蛋品 質。



    1 材料與方法

    1.1 材料與試劑


    GABA 標準品、MRS 培養基和 谷氨酸鈉均購于北京酷來搏科技有限公司;苯酚、 硼酸、硼砂、次氯酸鈉、氫氧化鈉和無水乙醇均購 于國藥集團化學試劑有限公司; 保加利亞乳桿菌 ATCC 11842 保藏于江漢大學湖北省豆類 (蔬菜) 植物工程技術研究中心食品加工實驗室。



    1.2 儀器 與 設 備

    V-1600 紫外 可 見 分 光 光 度 計: 上海美譜達儀器有限公司;TG165 型離心機: 長沙平凡儀器儀表有限公司;HH-2 型水浴鍋:國華電器有限公司;SPX-150B-Z 型生化培養箱:上海博迅實業有限公司醫療設備廠。



    1.3 方法

    1.3.1 菌體培養與GABA生物合成方法


    菌 體 培養方法: 保加利亞乳桿菌 ATCC 11842 活化培 養基為 MRS 固體培養基,培養溫度為 30 ℃;保加 利亞 乳桿菌 ATCC 11842 生長 培養基 為 MRS 液 體培養基,接種量為 2%;生長液體培養基置于 50 mL 離心管, 裝液量為 48 mL, 調整液體培養基 pH,控制培養溫度,厭氧靜置培養,培養 36 h;每 個樣品重復 3 次。GABA 生物合成方法:在菌體生長液體培養基 中添加 0.25 g 谷氨酸鈉底物,調整液體培養基 pH, 控制培養溫度,生物轉化 48 h;每個樣品重復 3 次。 1.3.2 菌體生物量測定方法 定時取 0.5 mL 發 酵培養基,6000 r/min 離心 15 min, 棄上清液,用 0.5 mL 無菌水懸浮菌體, 在 600 nm 條件下測定 菌體光密度值(吳軍林等,2018)。 在 600 nm 波長 條件下,繪制菌體生物量與光密度的標準曲線,從 而計算出培養基中濕菌體的濃度。



    2 結果與分析

    乳酸菌生物轉化谷氨酸鈉生物合成 GABA 分 為兩個階段。 第一階段為乳酸菌的生長階段,在此 階段需要提供乳酸菌良好生長環境,使乳酸菌達到 最大的生物量; 第二階段是 GABA 的生物合成階 段,在此階段需要控制谷氨酸脫羧酶良好的活性環 境,谷氨酸鈉在谷氨酸脫羧酶的催化作用下生物合 成 GABA(Ttt 等,2014)。 Shi 等(2017)研究表明用短乳桿菌靜息細胞生物轉化谷氨酸生成 GABA 有 兩個關鍵的控制因素,一是 pH 控制在 4.5,二是溫 度控制在 45 ℃。 Peng 等(2013)研究結果也表明分 步控制溫度和 pH 條件,用短乳桿菌 CGMCC 1306 生物轉化谷氨酸能獲得良好的轉化效率。 因此,本 研究探索分兩階段分別控制菌株的生長和 GABA 的生物合成,以期提高 GABA 的產量。在菌株生長 36 h 時,pH 為 5、6、7、8、9 時的菌 體生物量分別為 11.60、17.10、15.58、 13.93、9.48 g/L。 pH 高于 9 時,菌株的生長受到顯著抑制。 pH 為 6 時菌株的生長最佳。終產物乳酸的積累是抑制乳酸 菌生長的重要原因,調節培養基初始 pH 會影響乳 酸菌生長。 閆征等(2003)研究表明,調節培養基初 始 pH,乳酸菌在 pH 6 和 pH 6.5 條件下,表現出較 好的生長。 楊靜等(2017)的研究結果也表明,乳酸 菌生長的最適 pH 為 5.5 ~ 7.0。溫度高于 45 ℃, 菌株生長受到明顯抑制。其中 35 ℃是菌株生長的 最佳溫度。王奎明(2007)研究結果表明,保加利亞 乳 桿 菌 在 MRS 培養 基 中 和 37 ℃條件 下 生 長 良 好。 培養基組分也會影響保加利亞乳桿菌的最適 培養溫度。曾少葵等(2017)以牡蠣酶解液為原料, 保加利亞乳桿菌的最適生長溫度為 40 ℃。



    3 結論

    本試驗結果表明,對菌株生長和 GABA 生物合 成的 pH 和溫度進行兩階段分開控制, 能顯著提高 GABA 的產量。 菌株在初始 pH 6.0,溫度 35 ℃條件 下生長 36 h 后, 再調整發酵液 pH 至 8.0, 溫度 40 ℃,GABA 的產量達到 5.98 g/L。 優化后 GABA 的產 量較優化前 GABA 的產量提高 153.39%。



     


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