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Lipstatin发酵工艺的优化研究

作　者: 王永青
导　师: 韩力挥
学　校: 中国海洋大学
专　业: 化学工程
关键词: Lipstatin 毒三素链霉菌培养基优化发酵工艺优化分批补料
分类号: TQ460.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

Lipstatin是毒三素链霉菌的次级代谢产物，是一种有效的胰脂肪酶抑制剂，专一性强，只对胃肠道系统起作用。Lipstatin的氢化产物Orlistat（奥利司他）是一种重要的预防和治疗与肥胖相关的疾病的药物，副作用小，并对神经中枢系统无作用，是近10年来减肥药物市场上主要的减肥药物。本文在本实验室前期研究的基础上，对Lipstatin的发酵工艺进行了优化研究。首先进行了培养基的优化研究，依据本实验室前期的单因素实验研究结果，对Lipstatin的发酵培养基进行了正交实验，优化了发酵培养基，确定的最佳发酵培养基配方为：亚油酸3.0%，黄豆粉6.0%，甘油2.0%，卵磷脂1.0%，与优化前相比，发酵单位提高了17.1%。研究了无机盐对Lipstatin发酵效价的影响，结果表明：当培养基中K₂HPO₄浓度为0.09%，MgSO₄浓度为0.01%时，Lipstatin发酵效价提高了2.3%。研究了不同消沫剂对Lipstatin发酵的影响，研究发现使用SAG消沫效果最好。对于泡沫过大的罐批，加入豆油消沫，可适当提高Lipstatin的发酵效价。在以上优化培养基的基础上，结合本实验室前期的单因素试验研究成果，在10L的发酵罐中，用正交实验法对Lipstatin的发酵工艺条件进行了优化，确定最佳的工艺条件为：温度27℃，接种量9%，种龄30h，发酵液pH7.0。此外还对发酵过程中搅拌转速、通气量、培养基的装量进行了优化，结果表明当发酵罐培养基装量6.0L，转速260rpm，通气量0.8vvm时最有利于Lipstatin的生物合成。在此基础上对Lipstatin的发酵过程进行了变温培养研究，在接种后维持温度27℃，在36h后调整温度为25℃，与恒温培养相比，Lipstatin发酵效价提高了3.5%。采用优化的发酵培养基配方及发酵工艺条件，对Lipstatin的发酵过程进行亚油酸/辛酸补料、L-亮氨酸和豆油的补料研究，发现补料方式对Lipstatin的生物合成有重要的影响，确定最佳的补料工艺为：在接种36小时开始补料，亚油酸/辛酸（2:1）、L-亮氨酸（8%）的补料速率分别为：0.35g/L·h、0.4g/L·h；在发酵72h一次性补加4%的豆油。经补料，Lipstatin的发酵单位较不补料工艺提高了19.5%。经过发酵工艺的优化，Lipstatin的发酵效价较优化之前得到较大幅度提高，对Lipstatin的工业化生产有重要的意义，但是其影响机理还需进一步研究。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-9
目录  9-12
0 引言  12-13
1.绪论  13-37
  1.1 减肥药物的研究现状及进展  13-21
    1.1.1 肥胖的原因  13-14
    1.1.2 减肥药分类  14-21
      1.1.2.1 食欲抑制剂  14-17
      1.1.2.2 促进能量消耗的药物  17-18
      1.1.2.3 抑制肠道消化吸收的药物  18-19
      1.1.2.4 降糖药物  19-20
      1.1.2.5 其他治疗肥胖的药物  20-21
  1.2 胰脂肪酶抑制剂的研究和发展  21-35
    1.2.1 胰脂肪酶的作用机制  22-23
    1.2.2 胰脂肪酶抑制剂的来源  23-29
      1.2.2.1 植物来源的脂肪酶抑制剂  23-25
      1.2.2.2 微生物来源的脂肪酶抑制剂  25-29
    1.2.3 Lipstatin 和 Orlistat  29-35
      1.2.3.1 Orlistat 的化学合成进展  30-32
      1.2.3.2 Lipstatin 的生物合成  32-35
  1.3 本课题的立题意义  35-36
  1.4 本课题的主要研究内容  36-37
2.发酵工艺的优化研究  37-54
  2.1 材料与仪器  38-39
    2.1.1 菌种  38
    2.1.2 主要仪器  38-39
    2.1.3 主要试剂  39
  2.2 实验方法  39-41
    2.2.1 培养基  39-40
    2.2.2 培养条件  40
    2.2.3 测定方法  40-41
  2.3 结果与讨论  41-53
    2.3.1 Lipstatin 发酵培养基的优化  41-42
    2.3.2 无机盐对 Lipstatin 生物合成的影响  42-44
    2.3.3 不同消沫剂对 Lipstatin 发酵的影响  44-45
    2.3.4 Lipstatin 发酵工艺条件的优化  45-47
    2.3.5 溶氧对 Lipstatin 发酵过程的影响  47-51
      2.3.5.1 搅拌转速对 Lipstatin 发酵的影响  48-49
      2.3.5.2 通气对 Lipstatin 发酵的影响  49-51
    2.3.6 发酵罐内培养基装量对 Lipstain 发酵的影响  51
    2.3.7 变温发酵对 Lipstatin 生物合成的影响  51-53
  2.4 本章小结  53-54
3.补料对 Lipstatin 发酵工艺的影响研究  54-63
  3.1 材料与方法  54-58
    3.1.1 菌种  54-55
    3.1.2 仪器  55
    3.1.3 试剂  55-56
    3.1.4 培养基  56-57
    3.1.5 培养条件  57
    3.1.6 检测方法  57-58
  3.2 结果与讨论  58-62
    3.2.1 亚油酸/辛酸的补料工艺研究  58-60
      3.2.1.1 不同补料时间对 Lipstatin 发酵的影响  58-59
      3.2.1.2 不同补料速率对 Lipstatin 发酵的影响  59-60
    3.2.2 同时补加 L-亮氨酸（8%，pH=11.0）对 Lipstatin 发酵的影响  60-61
    3.2.3 补料豆油对 Lipstatin 发酵的影响  61-62
      3.2.3.1 不同补料时间对 Lipstatin 发酵的影响  61-62
      3.2.3.2 不同补料量对 Lipstatin 发酵的影响  62
  3.3 本章小结  62-63
4.结论  63-64
参考文献  64-70
致谢  70-71
个人简历  71
发表的学术论文  71-72

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