基本信息
- 项目名称：
- 氧载体和金属离子对褐黄孢链霉菌发酵的影响
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 纳他霉素是一种由褐黄孢链霉菌等产生菌发酵产生的抗生素，因其能抑制真菌生长及毒素产生并且对人体无害，作为天然高效防腐剂在广泛应用。但目前其发酵率较低价格较高，严重制约了其在食品工业上的发展。本实验在发酵体系中在不同时间添加不同种类、浓度的金属离子和有机溶剂氧载体，通过测生物量和纳他霉素含量的变化，筛选合适的添加条件。指导和改进发酵工艺以提高纳他霉素的发酵水平具有重要的社会效益和经济效益。
- 详细介绍：
- 用单因素摇瓶发酵试验方法，正己烷，大豆油，橄榄油，吐温-80添加浓度和添加时间对褐黄孢链霉菌生长和纳他霉素生物合成的影响。试验结果表明最适浓度分别为3%，9%，6%,6%，添加时间分别为发酵后48h,24h,24h,24h。 用单因素摇瓶发酵试验方法，研究不同浓度Na+,Fe2+,Mg2+,K+,Ca2+,Cu2+,Mn2+,Zn2+和Co2+对褐黄孢链霉菌生长和纳他霉素生物合成的影响。试验结果表明添加Mg2+和Ca2+可促进褐黄孢链霉菌的菌体生长,添加Fe2+、Cu2+、Mn2+和Co2+可抑制菌体生长，而添加Na+、K+和Zn2+对菌体生长无显著影响；在发酵培养基中添加低浓度K+、Ca2+和Co2+可促进纳他霉素的生物合成,添加Na+、Fe2+、Cu2+和Zn2+抑制纳他霉素的生物合成,而添加Mg2+和Mn2+对纳他霉素的生物合成无显著影响。 结果表明，筛选合适的添加条件可以提高纳他霉素的发酵含量。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本作品通过优化氧载体添加实验（种类、添加浓度、添加时间、表面活性剂的影响等因素），得到氧载体最优添加方案。通过不同种类、不同浓度的金属离子，对褐黄孢链霉菌菌体生长和纳他霉素生物合成的影响差别较大；在培养基中添加适当浓度和种类的金属离子，有助于提高纳他霉素的产量。
科学性、先进性及独特之处
- 在常规液态发酵体系中添加氧载体形成双液相发酵，以提高底物或溶解氧的供给能力或解除产物的抑制作用，较传统的搅拌、加压等方法具有氧传递速度快、能耗低、气泡生成少、剪切力小等特点。金属离子是微生物生长和代谢产物合成的重要影响因子，具有调节酶活力、维持生物大分子和细胞结构稳定性、调节并维持细胞渗透压平衡、控制细胞的氧化还原电位等特性。目前并没有氧载体和金属离子对纳他霉素发酵影响的相关报道。
应用价值和现实意义
- 目前纳他霉素国际需求量很大价格昂贵，而国内纳他霉素发酵产率低而成本高，无法实现大规模生产，产品主要依赖于进口，这严重制约着纳他霉素在我国食品工业上的发展。 本试验通过氧载体和金属离子添加单因素试验，得到氧载体和金属离子的最优添加方案，提高纳他霉素发酵产率，降低生产成本。因此，研究纳他霉素发酵的规律，指导和改进发酵工艺以提高纳他霉素的发酵水平具有重要的社会效益和经济效益。
学术论文摘要
- 1、用单因素摇瓶发酵试验方法，研究不同添加浓度、时间正己烷，大豆油，橄榄油，吐温-80对褐黄孢链霉菌生长和纳他霉素生物合成的影响。结果表明在发酵培养基中添加正己烷，大豆油，橄榄油，吐温-80的最适浓度分别为3%，9%，6%,6%，添加时间分别为48h,24h,24h,24h。 2、用单因素摇瓶发酵试验方法，研究不同浓度Na+,Fe2+,Mg2+,K+,Ca2+,Cu2+,Mn2+,Zn2+和Co2+对褐黄孢链霉菌生长和纳他霉素生物合成的影响。结果表明在发酵培养基中添加Mg2+和Ca2+可促进褐黄孢链霉菌的菌体生长,添加Fe2+、Cu2+、Mn2+和Co2+可抑制菌体生长，而添加Na+、K+和Zn2+对菌体生长无显著影响；在发酵培养基中添加低浓度K+、Ca2+和Co2+可促进纳他霉素的生物合成,添加Na+、Fe2+、Cu2+和Zn2+抑制纳他霉素的生物合成,而添加Mg2+和Mn2+对纳他霉素的生物合成无显著影响。不同种类、不同浓度的金属离子，对褐黄孢链霉菌菌体生长和纳他霉素生物合成的影响差别较大；在培养基中添加适当浓度和种类的金属离子，有助于提高纳他霉素的产量。
获奖情况
- 1、《金属离子对褐黄孢链霉菌生长和纳他霉素生物合成的影响》于2010年1月发表在西北农林科技大学学报。 2、《氧载体和金属离子对褐黄孢链霉菌生长和纳他霉素生物合成的影响》在西北农林科技大学第五届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖。
鉴定结果
- 试验设计科学合理，数据真实有效，对于大规模发酵提供一定理论依据，具有重要的实用意义。
参考文献
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同类课题研究水平概述
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