铜绿假单胞菌利用烹饪废油发酵生产鼠李糖脂的研究

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鼠李糖脂无毒，可以生物降解，对环境影响小，具有较低的临界胶束浓度和较高的表面活性，是一种用途广泛的生物表面活性剂，尤其在促进对难溶有机物的利用和降解方面占有独特地位。鼠李糖脂可以利用多种疏水性和亲水性的底物作为碳源。目前多用各类植物油和烷烃作为碳源，产量普遍在5-100g/L。而在以烹饪废油为底物的发酵中，鼠李糖脂产量相对较低，使其还无法实现大规模的工业化应用。本实验的目的在于寻找一株优良的铜绿假单胞菌，通过改良实验条件，使它具有较强的分泌鼠李糖脂以及利用废油的能力，并初步探索其在工业规模水平生产鼠李糖脂的可行性。本文分以下4个部分：第一部分，菌株筛选。从本地几处被油类污染的环境中获取若干菌株，经过显微镜镜检、CTAB平板筛选、发酵液形态观察和分泌产物分析，综合上述结果确定菌株为铜绿假单胞菌。并通过产量对比，选其一最佳菌株，命名为P.aeruginosaZJU.ul，进行后继研究。其在4％(v/v)的废油浓度下，能获得最佳的鼠李糖脂产量。该菌株具有良好的乳化废油以及利用废油的性能。对该菌株发酵前后废油剩余组分的气相色谱分析可知，该菌株均衡地利用废油的各组分，未对其中某些组分表现出明显的选择性。第二部分，通过紫外诱变提高鼠李糖脂产量。在鼠李糖脂高产菌株的选育过程中，通过三次紫外诱变，并结合自然分离进行复筛，最终获得高产突变株P.aeruginosaZJU.ulM，其产鼠李糖脂的能力比出发菌株提高了将近一倍，从12.47g/l上升到24.6lg/l(摇瓶发酵120小时)。此外，突变株遗传稳定性好，符合工业化生产应用时对菌种长期稳定的要求。第三部分，培养基优化。在得到一株优良诱变菌株以后，再次对其进行了最优初始碳源含量的研究，结果和诱变前保持一致，再次证明了在以废油为唯一碳源的发酵过程中确实存在着一个最优的初始含量值。在对废油的元素成分进行分析以后，采用多因素试验正交优选法，改变N、P、Mg、Ca、Fe的浓度，得到一优化培养基，利用其进行摇瓶发酵鼠李糖脂产量最高可达32.2g/L，废油利用率在80％左右。第四部分，利用搅拌通气式反应器发酵鼠李糖脂。大量产生的泡沫对传氧和罐压都有很大影响，通过安装泡沫回收装置，能部分消除其影响。在反应器内，菌株P.aeruginosazju.ulM的生长迅速，鼠李糖脂积累快，发酵周期短，在优化前后的废油培养基条件下，发酵终点产量分别可达18.31g/L和24.61g/L。但是，反应器内糖脂产量都不如摇瓶理想。通过对去菌体发酵液和粗提物在不同稀释倍数下的表面张力值得测定发现，鼠李糖脂可能并不是在发酵过程中分泌的唯一表面活性剂。

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作者
朱湧;
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作者单位

浙江大学;

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授予单位浙江大学;
学科生物化工
授予学位硕士
导师姓名孟琴;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类基础理论;
关键词
铜绿假单胞菌; 鼠李糖脂; 生物表面活性剂; 烹饪废油; 发酵; 生物降解; 紫外诱变;

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