赤藓糖醇高产菌株的筛选、鉴定及发酵特性的初步研究

目的：筛选出发酵性能优良的赤藓糖醇高产菌株。方法：利用含50%葡萄糖的高渗培养基筛选出耐高渗酵母,采用薄层层析和高效液相色谱分析发酵液中多元醇的组成和含量,并通过形态和生理生化试验对菌株进行初步鉴定。结果：由泰山养蜂场上采集的蜂蜜、花粉、蜂巢里筛选出13株单产赤藓糖醇的野生菌,其中7株赤藓糖醇产量高于20g/L。菌株K-23经初步鉴定为球拟酵母属,在含20%葡萄糖、1%酵母膏、0.1%尿素的发酵培养基中培养144h后赤藓糖醇的浓度达46.8g/L,转化率达23.4%。结论：所获得的菌株K-23具有一定的赤藓糖醇生产能力,且具有产物单一的优良发酵性能,为该菌株的菌种改良奠定了基础。     

发酵产泡性能降低的解脂耶氏酵母菌株的获得及其评价

微生物发酵过程中泡沫的产生是发酵领域遇到的共性问题。在不影响发酵性能的前提下抑制菌株的产泡,对简化操作以及降低发酵成本具有较为重要的意义。解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica,之前称为Candida lipolytica)是一种常用的合成生物学底盘,也是合成赤藓糖醇等功能糖醇的生产菌株。但在发酵合成赤藓糖醇的过程中会产生大量的泡沫,需要添加消泡剂以消除泡沫。【目的】本研究旨在开发一种产泡能力显著降低的解脂耶氏酵母新菌株,以减少赤藓糖醇发酵过程中消泡剂的添加。【方法】本研究利用解脂耶氏酵母中非同源靶向重组占支配地位的原理,采用一段外源DNA随机插入基因组的手段,随机突变基因组,改变菌株的发酵产泡性能,使突变株在发酵过程中不产泡或者降低其产泡的能力。【结果】通过筛选,获得一株在发酵过程中产泡性能显著降低的工程菌株,该菌株在保留高效合成赤藓糖醇性能的同时,显著降低了泡沫的产生。【结论】所获得的菌株对工业发酵合成赤藓糖醇具有较为重要的意义,也为控制其他微生物发酵过程中泡沫的生成提供了思路。     

基于比较基因组学的解脂亚罗酵母CA20高产赤藓糖醇机理及进化分析

解脂亚罗酵母(Yarrowia lipolytica)是赤藓糖醇生产中使用的主要菌种,复合诱变是选育优良菌株的常用方法。然而,诱变处理所引起的基因组变化尚待探索。本研究对前期获得的高产菌株CA20和原始菌株WT5进行基因组测序,并与已发布的8株解脂亚罗酵母进行比较基因组分析,旨在探究菌株CA20高产赤藓糖醇的机理以及不同菌株的基因组进化关系。结果显示,菌株CA20基因组大小为20,420,510 bp,GC碱基含量为48.97%,编码6330个CDS和649个ncRNA,菌株CA20和其他8株菌高度同源,平均核苷酸同源性(average nucleotide identity,ANI)> 99.50%,其中与菌株IBT 446和H222具有更近的亲缘关系。比较基因组分析显示,CA20和其他8株菌共有5342个核心基因,而CA20特有的65个基因主要参与物质跨膜运输和蛋白质转运过程。CA20基因组中含有166个碳水化合物活性酶(carbohydrate-active enzymes,CAZymes)基因,远多于其他菌株(108～137个),包括特有的4个糖苷水解酶类(glycosi...     

常压室温等离子体(ARTP)诱变介导的赤藓糖醇生产菌的筛选与优化

赤藓糖醇是一种天然多元醇类甜味剂,具有热量较低、无致龋齿性、口感佳、非吸湿性以及对糖尿病患者安全等优点,已成为大多数保健食品成分的优先选择。与化学合成方法相比,赤藓糖醇的微生物发酵生产过程温和,易于控制,具有更多的生产优势。在本研究中,笔者从蜂巢、土壤和花粉等物质中筛选出了一株赤藓糖醇高产菌株,鉴定其为Moniliella sp.MU1。用常压室温等离子体(ARTP)生物育种系统对该菌株进行突变并从中挑选出4种菌株进行发酵并优化发酵条件,结果发现：不同种类的碳源、葡萄糖浓度和金属离子条件都会影响赤藓糖醇的产量,高浓度的葡萄糖有利于赤藓糖醇的生产;同时,当提供300 g/L葡萄糖和25 mmol/L Ca²⁺时,菌株YE-A27的赤藓糖醇产量达到97.6 g/L。     

产赤藓糖醇菌种的诱变育种

以耐高渗酵母为出发菌株,采用紫外线诱变处理,得到了一株变异株C1。其摇瓶发酵产赤藓糖醇24．9g／L左右。通过摇瓶发酵试验,研究了菌株C1的遗传稳定性。研究结果表明,经多次传代实验,菌株C1的发酵产糖醇能力没有改变,表明其是稳定的变异株。赤藓糖醇的产量由诱变前的12、594g／L提高到24.943g／L,提高了98.1％。关键词：     

食用菌菌丝体中糖醇类成分含量测定的研究

采用高效阴离子色谱-脉冲安培法(HAPEC-PAD)对食用菌菌丝体中糖醇类成分赤藓糖醇、阿糖醇和甘露醇进行分析,并对赤藓糖醇测定的方法进行考察,结果表明该方法对赤藓糖醇的分析具有灵敏度高、分离度好、检测效率高等特点。不同食用菌菌丝体均含有糖醇类成分,但含量和种类差异大,同时发现百令胶囊的测定结果与药典有较大差异,主要含有赤藓糖醇,而非甘露醇。此研究为糖醇类成分的质量标准的建立奠定了基础。     

新型甜味剂--赤藓糖醇产生菌的筛选

从土壤、酿造食品、花粉等样品中分离赤藓糖醇产生菌的方法,分离得到约３００株耐高渗酵母,其中有３株菌产赤藓糖醇,２６０８在葡萄糖培养液中可产赤藓糖醇３２ｍｇ／ｍｌ。     

赤藓糖醇对主要致龋链球菌及耐氟菌株生长和产酸的影响

目的通过赤藓糖醇对变形链球菌、远缘链球菌及其耐氟菌株混合菌生长和产酸影响的体外研究,为赤藓糖醇防龋作用的机理提供制论依据。方法采用最小抑菌浓度递增法对变形链球菌（S.mutans ATCC 25175,S.m）、远缘链球菌（S.sobrinus 6715,S.s）进行氟化钠体外诱导耐氟菌株（S.m-FR、S.s-FR）,利用液体稀释法配制赤藓糖醇TSB液8个浓度,分别加入含有变形链球菌、远缘链球菌及其耐氟菌株的细菌混悬液48 h,用比浊法观察其对混合菌生长的影响,并用pH计测定培养前后上清液的△pH值。结果吸光度A值和△pH值实验前后与对照组相比最低浓度为12%时差异均有统计学意义（P〈0.05）,且随着浓度的升高A值和△pH值均下降。结论赤藓糖醇能抑制变形链球菌、远缘链球菌及耐氟菌株混合菌生长和产酸,并且随着浓度的升高抑制作用增强。     

赤藓糖醇发酵工艺研究

赤藓糖醇的制备方法主要为微生物发酵法。为提高圆酵母(Torulasp.)B84512转化葡萄糖生产赤藓糖醇的发酵产量,采用控制发酵过程中葡萄糖起始浓度(30.0%)、中间流加葡萄糖浆的工艺使总葡萄糖糖浓度达到40%,发酵120h可产赤藓糖醇162.5gL,生产率为1.35gL·h,而不采取中间流加工艺,起始葡萄糖浓度为40.0%,发酵120h可产赤藓糖醇120gL,生产率为1.00gL·h。通过研究发现在赤藓糖醇发酵过程中采取中间流加葡萄糖工艺,能大大提高赤藓糖醇的发酵水平,提高幅度达30-35%,生产率也有相应提高。     

亚致死浓度赤藓糖醇对红火蚁工蚁觅食和弃尸行为的影响

红火蚁是国际上最具危险性外来害虫之一,已入侵华南地区并造成严重危害。为弄清潜在杀虫剂赤藓糖醇在亚致死浓度下对红火蚁的影响,本研究使用0.05 g/mL赤藓糖醇水溶液喂食室内蚁群24 h,观察了工蚁的觅食行为和弃尸行为的变化。结果显示,取食赤藓糖醇后工蚁发现食物时间约为5 min,而取食10%蔗糖水后发现食物时间缩短到2 min以内;取食赤藓糖醇后工蚁招募速度和食物搬运效率也显著低于对照。取食赤藓糖醇后工蚁发现尸体时间和弃尸速度变化显著,发现尸体时间由对照的3.45 min延长至8.13 min,开始丢弃尸体时间由20 min延长至37.5 min,丢弃完所有尸体耗时由3.08 h增大至5.37 h。亚致死浓度赤藓糖醇显著降低了红火蚁工蚁觅食和弃尸能力。