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    上海博迅生化培養箱論述檸檬酸黑曲霉的研究

    返回列表 來源:未知 發布日期:2019-09-05 14:04【

    檸檬酸(citric acid)又名枸櫞酸,學名 2-羥基丙 烷-1,2,3-三羧酸,白色晶體,含一分子結晶水,無臭, 具有令人愉快的強烈的酸味,入口爽快,無后酸味,安 全無毒,被廣泛用作食品和飲料的酸味劑。自 1945 年美國 Miles 公司借鑒深層發酵青霉素工廠,采用無 菌空氣供給系統和機械攪拌通風發酵罐的成功經驗 基礎上,首先成功開發了深層發酵法工業化生產檸檬 酸。檸檬酸已成為全球產量和需求量最大的有機酸 品種。世界檸檬酸工業的集約化程度非常高,除中國 外,全球主要的檸檬酸制造商只有 5 家~6 家(美國、 奧地利、加拿大、巴西等),而中國的產量為最大,2017 年,全球檸檬酸及其鹽產量達到 212 萬噸,我國產量達 到 152 萬噸,占全球近 70 %,是檸檬酸主要生產國和 出口國。



    1 材料與方法

    1.1 菌種


    黑曲霉(Aspergillus niger)zs-10:江蘇國信協聯能 源有限公司天津分公司保藏。



    1.2 試劑

    無水葡萄糖、酵母粉、瓊脂粉、大豆蛋白胨:分析純, 天津市北方天醫試劑公司;(NH)4 2SO4、KH2PO4、MgSO4、 CaCl2、KCl、FeSO4:分析純,天津市四通化工廠;玉米漿 (試劑級):金豐玉米有限公司;糖化酶(100 000 U/mL): 上海源葉生物科技有限公司;耐高溫的 α-淀粉酶 (20 000 U/mL):諾和諾德(中國)生物技術有限公司;玉 米蛋白粉、麩皮粉、豆餅粉:鄢陵勝源豆業有限公司。



    1.3 儀器與設備

    LS-B50L 型立式壓力蒸汽滅菌鍋、SPX-250B-Z 型生化培養箱:上海博迅實業有限公司醫療設備廠; CX23 型光學顯微鏡:OLYMPUS 公司;HZQ-QX 恒溫 振蕩器:中國哈爾濱市東聯電子技術開發有限公司; FA2004N 電子天平:上海精密科學儀器有限公司;50 L 發酵罐:鎮江東方生物工程設備技術有限公司。



    1.4 培養基 

    馬鈴薯葡萄糖瓊脂 (potato dextrose agar,PDA)培 養基:馬鈴薯削皮切塊,稱取 200 g,加入適量蒸餾水煮 沸 30 min,4 層紗布過濾除渣,取清液加蒸餾水定容 至 1L,加入 2 %葡萄糖充分溶解,加入瓊脂粉 20 g, 121 ℃,20 min 滅菌。制成斜面或平板備用。



    2 結果與討論

    由于此前黑曲霉 zs-10 是經過 γ 射線(Co60)誘變 后篩選得到的菌株,因此采用高劑量 γ 射線(Co60)進 行孢子懸浮液誘變,選用 γ 射線(Co60)處理的劑量分別 為 1 000、1 200、1 400 Gy,其致死率與正突變率見表 1。



    由表 1 可以看出,Co60 誘變的致死率和菌種正變率 都隨著處理時間的增加而升高,在處理劑量為 1 400 Gy 時,正變率達到 30.6 %。所以選取誘變劑量為 1 400 Gy。溫度是影響黑曲霉發酵過程的一個重要因素。溫 度過低,細胞內控制酶合成的關鍵酶的活性受到抑 制,合成檸檬酸的生物反應趨向停滯狀態,溫度偏高, 可能會造成微生物細胞中關鍵酶的不可逆失活,是微 生物代謝減慢。實驗室內的搖床三角瓶發酵,調節合適的發酵初 始 pH 值十分重要。特別是像檸檬酸發酵這種以淀粉 作為發酵原料的發酵,發酵液初始 pH 值的高低會直 接影響到菌體糖化酶的活力,由于檸檬酸發酵是以玉 米粉為原料的發酵過程,屬于邊糖化邊生長邊產酸的 過程。



    3 結論

    以菌種 zs-10 為出發株,經過 γ 射線(Co60)及亞硝 基胍復合誘變,得到一株高產檸檬酸且遺傳穩定性高的誘變菌株 zs-10-5。通過對種子培養條件和發酵條 件的優化,最終發現種子以豆餅粉為氮源,初總糖濃 度 10 %培養 24 h 左右形成菌絲球性能最好。發酵最 適溫度 35 ℃,初始發酵在 pH5~6,以豆餅粉為氮源為 0.8 %,通過 50 L 發酵罐進行了驗證,其發酵結果為周期 63 h,產酸 17.94 g/100 mL,發酵指數為 2.85 kg/(m3 ·h), 轉化率為 99.7 %。






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