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蛹虫草纤溶酶高产菌株选育及深层培养工艺研究

陈慧鑫

  血栓性疾病是严重危害人类健康的疾病之一,其致残率和死亡率较高,溶栓药物的研发需求迫切。溶栓剂来源广泛,其中微生物是溶栓剂的一个重要来源。蛹虫草是名贵中药材之一,其液体发酵物中含有较强的纤溶活性物质,具有开发成溶栓药物的潜力。本课题组在前期的实验中对蛹虫草深层培养产纤溶酶的培养条件进行了初步优化,使纤溶酶的产量有了较大提高。本论文在前期实验的基础上,对蛹虫草菌株进行原生质体紫外诱变,并在突变株中筛选纤溶酶高产菌株;对蛹虫草深层培养产纤溶酶的条件进行进一步优化,并对蛹虫草深层培养产纤溶酶过程的发酵动力学进行研究;将摇瓶中优化出的深层培养条件在发酵罐中重现,实现蛹虫草深层培养产纤溶酶过程从摇瓶到发酵罐的比拟放大,为蛹虫草纤溶酶工业化生产奠定基础。 以本实验室保藏的8株不同来源的蛹虫草作为实验菌株,以纤溶酶产量为指标,进行液体深层培养,确定以C.LSG-1作为诱变出发菌株;通过紫外线对蛹虫草原生质体进行紫外诱变,确定最佳照射剂量为45s。从400株诱变株中,筛选出4株遗传稳定性良好的正变株,其纤溶酶产量较出发菌株均提高15%以上。 考察了液体菌种接种量及菌龄,培养过程中pH调控,补料时间、体积、浓度、成分对蛹虫草深层培养产纤溶酶的影响。结果表明,较合适的接种量及菌龄为0.5%(V/V)深层培养3-5天的液体菌种;在蛹虫草深层培养过程中pH调控不利于纤溶酶的生产;补料对蛹虫草菌丝生物量的提高有一定的促进作用,但并未促进纤溶酶产量的增加。 蛹虫草深层培养产纤溶酶的发酵动力学研究表明,菌体生长动力学模型为:dx/dt=0.0918(1-X/30.9043)X;产物生成动力学模型为: dp/dt = 0.1379dx/dt+0.0126X;底物消耗动力学模型为:-ds/dt=0.621dx/dt+0.0193dp/dt 按照KLa相等原则成功地实现蛹虫草深层培养产纤溶酶过程从摇瓶到10L及100L发酵罐的比拟放大。10L发酵罐在搅拌转速和通风量为100r/min,600L/h的条件下纤溶酶的溶圈面积可达214.28mm~2,相当于尿激酶286.21U/mL,较摇瓶条件下的酶活力提高了3.2倍,纤溶酶对菌丝生物量的得率较摇瓶条件下提高了5.5倍。100L发酵罐在搅拌转速和通风量为250r/min,1m~3/h的条件下纤溶酶的溶圈面积可达154.30mm~2,相当于尿激酶87.65U/mL,与摇床产量相当,纤溶酶对菌丝生物量的得率较摇瓶条件下提高了1.32倍。……   
[关键词]:蛹虫草;深层培养;纤溶酶;发酵罐
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:齐齐哈尔大学2011年