溶氧對(duì)刺糖多孢菌產(chǎn)多殺菌素的影響及其代謝組學(xué)分析.pdf

1、溶氧對(duì)刺糖多孢菌產(chǎn)多殺菌素溶氧對(duì)刺糖多孢菌產(chǎn)多殺菌素的影響影響及其及其代謝組學(xué)分析代謝組學(xué)分析MetabolomicsstudiesontheimpactofdissolvedoxygenonthespinosadproductionbySacopolyspaspinosa學(xué)科專業(yè)：生物化工研究生：尹靜指導(dǎo)教師：盧文玉副教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一四年五月摘要多殺菌素（Spinosad）是一種新型的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，由刺糖多孢菌經(jīng)有氧發(fā)酵

2、產(chǎn)生，由于其出色的殺蟲性能和環(huán)保特性具有廣泛的應(yīng)用前景。本論文以提高多殺菌素產(chǎn)量為目的，對(duì)其發(fā)酵工藝進(jìn)行了諸多改進(jìn)，使得多殺菌素產(chǎn)量得到了提高，為工業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。本文以基因工程菌S.spinosaLU104為出發(fā)菌株，優(yōu)化碳源組合，使得多殺菌素產(chǎn)量提高了13.89%。在72h添加0.5%的吐溫80進(jìn)一步提高多殺菌素產(chǎn)量，達(dá)到417.96mgL。在添加吐溫80的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)酵分離耦合實(shí)驗(yàn)，在發(fā)酵初始加入50gL的大孔吸附樹脂進(jìn)行吸附，最

3、終多殺菌素產(chǎn)量相比于對(duì)照組提高了14.45%。針對(duì)刺糖多孢菌發(fā)酵的特點(diǎn)對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)：通過改進(jìn)回流裝置，蒸發(fā)速率由10mLh降低為約4mLh，發(fā)酵液的粘度明顯下降，多殺菌素的產(chǎn)量提高了20%。通過在攪拌槳和擋板上包裹紗布，起到了減小剪切力及細(xì)胞固定化的作用，使得多殺菌素產(chǎn)量相比于對(duì)照組提高了11.17%。為了緩解S.spinosaLU104發(fā)酵過程中的溶氧限制，在發(fā)酵120h加入0.5%的正十二烷，使得多殺菌素的產(chǎn)量比對(duì)照組高出

4、57.8%。為了進(jìn)一步闡釋溶氧對(duì)刺糖多孢菌代謝的影響及提高多殺菌素產(chǎn)量的機(jī)理，采用GCMS進(jìn)行了代謝組學(xué)分析。結(jié)果表明，正十二烷的添加使得溶氧水平提高，初級(jí)代謝的水平增強(qiáng)促進(jìn)了菌體生長(zhǎng)以及次級(jí)代謝前體物質(zhì)和輔因子的合成。由于多殺菌素合成是有氧代謝過程，溶氧的增加也更加有利于提高次級(jí)代謝方向的代謝通量。通過流加培養(yǎng)提高多殺菌素產(chǎn)量，120h時(shí)開始流加100gL的葡萄糖，流加總體積為1L，流速為14mLh，流加時(shí)間71.4h。多殺菌素產(chǎn)量達(dá)