产2-苯乙醇酵母菌的筛选及其固定化技术研究

产2-苯乙醇酵母菌的筛选及其固定化技术研究

论文摘要

2-苯乙醇是一种具有柔和玫瑰花香味的芳香醇,天然存在于植物的叶、花和果实中。作为香料被广泛应用于食品、化妆品和洗涤产品等领域。其衍生物也是玫瑰香型主要组分。随社会发展生活水平提升,人民更加注重“天然”和“绿色”的产品。化学合成的高纯度食用级别2-苯乙醇有限,植物萃取工序繁琐价格昂贵,导致市场2-苯乙醇供不应求。利用作用条件温和及环境友好型微生物转化合成天然2-苯乙醇具有重要的研究价值和市场前景。本论文对从奶酪中筛选出的高产2-苯乙醇菌株的最适转化合成2-苯乙醇培养条件及菌株固定化进行了研究,研究内容如下:(1)高产2-苯乙醇酵母的筛选对从新疆传统奶酪中分离纯化的酵母进行2-苯乙醇耐受性考察及产量测定,筛得一株2-苯乙醇耐受性最好产量最高的酵母,命名为1,能于4 g/L2-苯乙醇固体平板上生长,2-苯乙醇产量达2.51 g/L,经分子生物学方法鉴定为库德里阿茲威氏毕赤酵母Pichia kudriavzevii 1。乙醇产量为18.86 mL/L,与2-苯乙醇协同对酵母的抑制作用不明显。(2)酵母产2-苯乙醇发酵条件优化通过单因素试验和响应面分析确定产2-苯乙醇的最佳条件为:葡萄糖70 g/L、酵母浸1 g/L、L-苯丙氨酸6.2 g/L、磷酸二氢钾4 g/L、硫酸镁0.8 g/L,温度30℃、装样量50 mL/L和接种量1.2×107个/mL,该条件下培养24 h菌株转化合成2-苯乙醇量为3.53g/L,比最初2.51 g/L提升了40.64%。(3)产2-苯乙醇酵母细胞固定化条件优化通过单因素试验和正交试验优化了以海藻酸钠为载体包埋酵母细胞的条件,最适固定化条件为:海藻酸钠3%、氯化钙1.2 mol/L、酵母菌体浓度1.2×108个/mL及固定化时间2 h。此条件下固定化颗粒转化合成2-苯乙醇的量为3.32 g/L。以发酵24 h为一个周期,通过分批反复发酵发现于含50 mL转化液的250 mL的锥形瓶在30℃150 r/min条件下。固定化细胞前3批2-苯乙醇的量均在3 g/L以上,第9批仍能合成1.5 g/L以上的2-苯乙醇,明显优于游离态细胞。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 2-苯乙醇简介
  •     1.1.1 2-苯乙醇的理化特性
  •     1.1.2 2-苯乙醇的功能特性
  •     1.1.3 2-苯乙醇的市场前景
  •   1.2 2-苯乙醇的合成方法
  •     1.2.1 2-苯乙醇的化学合成
  •     1.2.2 微生物转化法合成2-苯乙醇
  •   1.3 2-苯乙醇的生物转化
  •     1.3.1 产2-苯乙醇的微生物
  •     1.3.2 生物转化合成2-苯乙醇的代谢途径
  •     1.3.3 微生物转化合成2-苯乙醇研究进展
  •     1.3.4 微生物合成2-苯乙醇中存在的问题
  •   1.4 细胞固定化技术
  •     1.4.1 细胞固定化简介
  •     1.4.2 细胞固定化方法
  •     1.4.3 细胞固定化方法比较
  •     1.4.4 固定化细胞技术应用
  •     1.4.5 酵母细胞固定化转化合成2-苯乙醇
  •   1.5 研究目的及意义
  •     1.5.1 研究的意义
  •     1.5.2 研究内容
  • 第二章 高产2-苯乙醇酵母的筛选
  •   2.1 材料与方法
  •     2.1.1 样品
  •     2.1.2 主要试剂
  •     2.1.3 主要仪器和设备
  •     2.1.4 培养基
  •     2.1.5 试验方法
  •   2.2 试验结果
  •     2.2.1 菌株固体耐受性试验
  •     2.2.2 菌株液体耐受性试验
  •     2.2.3 菌株鉴定
  •   2.3 本章小结
  • 第三章 酵母产2-苯乙醇条件优化
  •   3.1 材料与方法
  •     3.1.1 样品
  •     3.1.2 主要试剂
  •     3.1.3 主要仪器及设备
  •     3.1.4 碳源对菌株合成2-苯乙醇影响试验
  •     3.1.5 考察培养基组分对菌株转化合成2-苯乙醇的影响
  •     3.1.6 考察培养条件对菌株转化合成2-苯乙醇的影响
  •     3.1.7 响应面分析试验设计方案
  •   3.2 试验结果
  •     3.2.1 碳源对菌株转化合成2-苯乙醇的影响
  •     3.2.2 培养基组分浓度对转化合成2-苯乙醇的影响
  •     3.2.3 培养条件对菌株转化合成2-苯乙醇的影响
  •     3.2.4 响应面试验设计及结果分析
  •     3.2.5 乙醇和2-苯乙醇对菌株的抑制
  •   3.3 本章小结
  • 第四章 固定化酵母细胞转化合成2-苯乙醇的研究
  •   4.1 材料与方法
  •     4.1.1 菌株
  •     4.1.2 培养基
  •     4.1.3 主要试剂
  •     4.1.4 主要仪器及设备
  •     4.1.5 固定化酵母细胞的制备
  •     4.1.6 海藻酸钙固定化强度测定
  •     4.1.7 固定化酵母细胞条件优化
  •     4.1.8 固定化酵母细胞正交试验
  •     4.1.9 反复分批发酵
  •   4.2 试验结果
  •     4.2.1 海藻酸钠浓度对固定化酵母细胞转化合成2-苯乙醇的影响
  •     4.2.2 氯化钙浓度对固定化酵母细胞转化合成2-苯乙醇的影响
  •     4.2.3 菌体浓度对固定化酵母细胞转化合成2-苯乙醇的影响
  •     4.2.4 酵母细胞固定化条件优化
  •     4.2.5 试验验证
  •     4.2.6 酵母细胞反复分批发酵
  •   4.3 本章小结
  • 第五章 结论和展望
  •   5.1 结论
  •   5.2 创新点
  •   5.3 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者简介
  • 石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 郭孝敬

    导师: 郑晓吉,史学伟

    关键词: 酵母,苯乙醇,生物转化,固定化

    来源: 石河子大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 生物学,有机化工,一般化学工业

    单位: 石河子大学

    分类号: Q93;TQ243.4;TQ920.6

    总页数: 55

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