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高产GABA的红曲菌种选育以及发酵工艺优化

作　者: 雷恒
导　师: 汪芳安
学　校: 武汉工业学院
专　业: 食品科学与工程
关键词: γ-氨基丁酸红曲诱变优化稳定性
分类号: TQ920.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文通过紫外诱变、氯化锂诱变、微波诱变三种方法对红曲霉菌种进行诱变筛选,对初筛得到的74株诱变菌种,以Berthelot法测定γ-氨基丁酸(GABA)含量进行进一步复筛,得到28株高产GABA的菌株。其中,L10菌株的产量最高,达到6.67 mg/g,比原菌高产373%,产量提高显著。用Berthelot法测定GABA含量,样品超声提取时间为60 min,然后取1.0 mL待测样品,加0.6 mL0.2 mol/L硼酸缓冲液,加入2 mL 6%苯酚溶液和质量分数10%的次氯酸钠溶液0.8 mL,沸水浴加热8 min,然后冰浴10 min,在640 nm波长处测定吸光值,以标准曲线法确定γ-氨基丁酸的质量分数,该方法灵敏度较高、快捷。选取遗传性状稳定的红曲霉菌株L11进行固态发酵试验,对其工艺条件进行了优化,发现固态发酵最佳培养温度是30℃,最佳培养时间是10 d。考察碳源、氮源以及无机盐离子对发酵的影响,发现固态发酵产GABA的最佳碳源是葡萄糖;最佳氮源是大豆蛋白粉,培养基中添加0.15%的KH2PO4对产GABA有利。经过正交试验后确定L11固态发酵产GABA的较佳工艺条件为:葡萄糖5%,大豆蛋白粉4%,KH2PO4 0.15%,ZnSO4 0.3%,NaNO3 0.5%,MgSO4 0.1%,在此条件下GABA产量可达到5.08 mg/g。通过考察温度、加热时间、pH、防腐剂、金属离子以及抗氧化剂等因素对GABA的影响,发现GABA性质比较稳定,受防腐剂、金属离子和抗氧化剂的影响比较小,而受高温影响较大,100℃下水浴80 min可使其含量降低39%,pH在4～5和碱性条件下时,GABA也不太稳定。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第1章绪论  11-23
  1.1 红曲霉概述  11-12
  1.2 γ-氨基丁酸（GABA）概述  12-20
    1.2.1 GABA 的性质  12-13
    1.2.2 GABA 的代谢途径  13-14
    1.2.3 GABA 的测定方法  14-15
    1.2.4 GABA 的生理作用  15-17
    1.2.5 GABA 的制备与生产  17-20
  1.3 立题背景与意义  20-21
  1.4 本课题的研究目的与主要内容  21-23
    1.4.1 研究目的  21
    1.4.2 主要内容  21-23
第2章高产 GABA 红曲霉菌种诱变  23-34
  2.1 引言  23
  2.2 材料与仪器  23-24
    2.2.1 实验菌种  23
    2.2.2 培养基  23-24
    2.2.3 仪器与设备  24
  2.3 实验方法  24-27
    2.3.1 菌种活化  24
    2.3.2 孢子悬液的制备  24-25
    2.3.3 紫外诱变  25
    2.3.4 氯化锂诱变  25
    2.3.5 微波诱变  25-26
    2.3.6 筛选  26
    2.3.7 遗传稳定性试验  26
    2.3.8 Berthelot 法测定 GABA 含量  26-27
  2.4 结果与讨论  27-33
    2.4.1 诱变和初筛  27
    2.4.2 吸收光谱曲线的确定  27-28
    2.4.3 标准曲线绘制  28
    2.4.4 超声提取时间确定  28-29
    2.4.5 诱变菌株GABA 含量  29-32
    2.4.6 传代培养  32-33
  2.5 小结  33-34
第3章固态发酵产 GABA 工艺条件的优化  34-45
  3.1 引言  34
  3.2 材料与仪器  34-35
    3.2.1 实验菌种  34
    3.2.2 培养基  34
    3.2.3 仪器与设备  34-35
  3.3 试验方法  35-37
    3.3.1 培养方法  35
    3.3.2 GABA 测定  35
    3.3.3 培养时间对GABA 产量的影响  35
    3.3.4 培养温度对GABA 产量的影响  35-36
    3.3.5 碳源种类对GABA 产量的影响  36
    3.3.6 碳源添加量对GABA 产量的影响  36
    3.3.7 氮源种类对GABA 产量的影响  36
    3.3.8 氮源添加量对GABA 产量的影响  36
    3.3.9 KH_2P0_4 添加量对GABA 产量的影响  36
    3.3.10 Z11504 添加量对GABA 产量的影响  36-37
    3.3.11 正交试验  37
  3.4 结果与讨论  37-43
    3.4.1 培养时间对GABA 产量的影响  37-38
    3.4.2 培养温度对GABA 产量的影响  38
    3.4.3 碳源种类对GABA 产量的影响  38-39
    3.4.4 碳源添加量对GABA 产量的影响  39-40
    3.4.5 氮源种类对GABA 产量的影响  40
    3.4.6 大豆蛋白粉对GABA 产量的影响  40-41
    3.4.7 KH_2P0_4 添加量对GABA 产量的影响  41-42
    3.4.8 ZnS0_4 添加量对 GABA 产量的影响  42
    3.4.9 正交试验  42-43
  3.5 小结  43-45
第4章 GABA 的稳定性研究  45-49
  4.1 引言  45
  4.2 材料与仪器  45
  4.3 实验方法  45-46
    4.3.1 GABA 测定方法  45
    4.3.2 GABA 稳定性研究  45-46
  4.4 结果与讨论  46-48
    4.4.1 温度对GABA 稳定性的影响  46
    4.4.2 加热时间对GABA 稳定性的影响  46-47
    4.4.3 pH 对GABA 稳定性的影响  47
    4.4.4 防腐剂对GABA 稳定性的影响  47
    4.4.5 金属离子对GABA 稳定性的影响  47-48
    4.4.6 抗氧化剂对GABA 稳定性的影响  48
  4.5 小结  48-49
第5章结论与讨论  49-51
  5.1 研究结论  49-50
  5.2 创新点  50
  5.3 展望  50-51
参考文献  51-57
致谢  57-58
攻读学位期间的研究成果  58

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