畢業(yè)論文（設計）真菌發(fā)酵液對納塔爾鏈霉菌納他霉素產(chǎn)量的影響

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要 1</p><p>　　英文摘要 1</p><p>　　前言

2、 1</p><p>　　1實驗材料及方法 2</p><p>　　1.1實驗材料 2<

3、;/p><p>　　1.1.1實驗菌種 2</p><p>　　1.1.2培養(yǎng)基 2</p><p>　　1.2實驗方法

4、 2</p><p>　　1.2.1納塔爾鏈霉菌的培養(yǎng) 2</p><p>　　1.2.2真菌發(fā)酵液的制備 2</p>

5、<p>　　1.2.3納他霉素產(chǎn)量的測定 2</p><p>　　1.2.4真菌發(fā)酵液添加時間對納他霉素產(chǎn)量的影響 2</p><p>　　1.2.5真菌發(fā)酵時間對納他霉素產(chǎn)量的影響 2&l

6、t;/p><p>　　1.2.6真菌發(fā)酵液添加量對納他霉素產(chǎn)量的影響 3</p><p>　　2結果與分析 3</p><p>　　2.1納他霉素標準曲線的制作

7、 3</p><p>　　2.2發(fā)酵液加入時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響 3</p><p>　　2.2.1產(chǎn)黃青霉發(fā)酵液加入時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響 3</p><p>　　2.2.2黑曲霉發(fā)酵液加入時間對N5菌株納他霉

8、素產(chǎn)量的影響 4</p><p>　　2.2.3釀酒酵母發(fā)酵液加入時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響 5</p><p>　　2.3真菌培養(yǎng)時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響 5</p><p>　　2.3.1 產(chǎn)黃青霉培養(yǎng)時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響

9、 5</p><p>　　2.3.2黑曲霉培養(yǎng)時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響 6</p><p>　　2.3.3釀酒酵母培養(yǎng)時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響 6</p><p>　　2.4真菌發(fā)酵液添加量對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響

10、 7</p><p>　　2.4.1產(chǎn)黃青霉發(fā)酵液添加量對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響 7</p><p>　　2.4.2黑曲霉發(fā)酵液添加量對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響 8</p><p>　　2.4.3釀酒酵母發(fā)酵液添加量對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響 8&l

11、t;/p><p>　　3討論與結論 9</p><p>　　參考文獻 9</p><p>　　致謝

12、 10</p><p>　　真菌發(fā)酵液對納塔爾鏈霉菌納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　摘要：納他霉素是由納塔爾鏈霉菌（streptomyces natalensis）、褐黃孢鏈霉菌（streptomyces gilvosporeus）、恰塔努加鏈霉菌（st

13、reptomyces chattanoogensis）等菌株發(fā)酵而產(chǎn)生的一種廣譜抗真菌劑。因其低毒和極小改變食物本身味道可作為生物防腐劑。本實驗通過在納塔爾鏈霉菌N5菌株中添加真菌發(fā)酵液的方法提高菌株納他霉素的產(chǎn)量。實驗結果表明產(chǎn)黃青霉、黑曲霉、釀酒酵母三種菌的發(fā)酵液均對納塔爾鏈霉菌N5菌株的納他霉素產(chǎn)量有明顯的促進作用。產(chǎn)黃青霉和黑曲霉培養(yǎng)1d時，其發(fā)酵液對N5菌株納他霉素的合成促進效果最佳，而釀酒酵母在3d時促進效果最好，此時菌株納

14、他霉素產(chǎn)量較未加真菌發(fā)酵液處理樣品高出約1倍。</p><p>　　關鍵詞：納塔爾鏈霉菌N5菌株 納他霉素 產(chǎn)黃青霉 黑曲霉 釀酒酵母 </p><p>　　The effect of fungus fermented liquid on the output of Streptomyces natalensis natamycin</p><p&

15、gt;　　Author: instructor: </p><p>　　(2009 College of life science of Anhui agricultural University-level biotechnology class 1, 09121012,)</p><p>　　Abstract: Natamycin

16、is a broad-spectrum antifungal agent generated by the fermentation of the streptomyces natalensis,streptomyces gilvosporeus,streptomyces chattanoogensis and other strains.It can be used as biological preservatives becaus

17、e it has low toxicity and change food taste lightly.This experiment adopts the methods of adding Fungal fermentation broth to streptomyces natalensis N5 strains to improve natamycin production of the strains.The results

18、reveal that Fermentation broth of Penici</p><p>　　Key words: natamycin productivity Penicillium chrysogenum Aspergillus niger </p><p>　　Saccharomyces cerevisiae</p><p><b

19、>　　前言</b></p><p>　　1955年struyk等人首次從南非natal州土壤中分離得到納塔爾鏈霉菌（streptomyces natalensis），并發(fā)現(xiàn)該菌種可以產(chǎn)生一種內(nèi)酯類抗生素，strnyk將其命名為匹馬菌素（pimaricin）[1]，后世界衛(wèi)生組織將其統(tǒng)一命名為納他霉素。該抗生素是一種二十六元多烯大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，主要由納塔爾鏈霉菌（streptomyces nat

20、alensis）、褐黃孢鏈霉菌（streptomyces gilvosporeus）、恰塔努加鏈霉菌（streptomyces chattanoogensis）等菌發(fā)酵產(chǎn)生[2]。</p><p>　　納他霉素是一種高效、廣譜的抗真菌劑，能有效抑制霉菌及酵母的生長，并能有效抑制絲狀真菌中黃曲霉素的形成，可廣泛應用于食品保鮮及治療真菌引起的疾病[3]。由于其分子上的疏水部分可以范德華力與細胞質(zhì)膜上的甾醇分子結合，形

21、成抗生素－甾醇復合物，破壞細胞質(zhì)膜滲透性，引起菌體細胞內(nèi)電解質(zhì)滲出，因而可導致菌體死亡，起到抑菌作用[4]。</p><p>　　納他霉素在室溫下溶解度僅為30-100mg/L，微溶于甲醇，易溶于稀酸、冰醋酸和二甲基甲酰胺，不溶于非極性溶劑[5]。一般認為，由于納他霉素難溶于水和油脂，所以很難被消化和吸收，因此人體攝入的納他霉素大部分會隨糞便排出[6]。因為納他霉素具有毒性低和不會對食品天然風味有較大改變的性質(zhì)，

22、美國食品及藥物管理局(FDA)和我國衛(wèi)生部已經(jīng)先后于1982年與1997正式批準納他霉素作為食品添加劑。迄今為止納他霉素已經(jīng)在食品工業(yè)中得到廣泛應用[7]。</p><p>　　由于各種因素的制約，國內(nèi)納他霉素的主要來源至今仍然是從國外進口。限制我國自主生產(chǎn)納他霉素的主要問題是菌株產(chǎn)量偏低，導致納他霉素的生產(chǎn)成本過高。這已成為急需解決的問題。</p><p>　　提高納他霉素產(chǎn)量可以通過添

23、加誘導子的方法。已有報道稱一些微生物的發(fā)酵代謝物可產(chǎn)生某種誘導子調(diào)節(jié)其它微生物的次級代謝，促進其次級代謝產(chǎn)物的生成[8,9,10]。本實驗將產(chǎn)黃青霉、黑曲霉、釀酒酵母的發(fā)酵液分別添加入納塔爾鏈霉菌（streptomyces natalensis）發(fā)酵液中，研究不同真菌發(fā)酵液對該菌株納他霉素產(chǎn)量的影響，以期提高菌株納他霉素產(chǎn)量。</p><p><b>　　1實驗材料與方法</b></p

24、><p><b>　　1.1實驗材料</b></p><p><b>　　1.1.1 菌種</b></p><p>　　納塔爾鏈霉菌N5菌株由中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院等離子所提供。</p><p>　　黑曲霉、產(chǎn)黃青霉、釀酒酵母由安徽農(nóng)業(yè)大學生命科學學院微生物學實驗室保藏。</p>&

25、lt;p><b>　　1.1.2 培養(yǎng)基</b></p><p>　　種子培養(yǎng)基 (g/L)：葡萄糖20、酵母浸膏5、蛋白胨6、氯化鈉10，pH 7.2</p><p>　　發(fā)酵培養(yǎng)基 (g/L)：葡萄糖10、酵母浸膏5、大豆蛋白胨20、淀粉40，pH7.2</p><p><b>　　1.2實驗方法</b><

26、/p><p>　　1.2.1 納塔爾鏈霉菌的培養(yǎng) </p><p>　　用接種環(huán)刮取斜面菌種一環(huán)于裝有25mL種子培養(yǎng)基的250mL三角瓶中，28℃、 200r/min搖床培養(yǎng)，40h后以9%接種量接種于裝有30mL發(fā)酵培養(yǎng)基的250mL三角瓶中，28℃、200r/min搖床培養(yǎng) 4d。</p><p>　　1.2.2 真菌發(fā)酵液的制備</p><

27、;p>　　將產(chǎn)黃青霉、黑曲霉、釀酒酵母分別接種于裝有100mL發(fā)酵培養(yǎng)基的250mL三角瓶中，28℃、150r/min搖床培養(yǎng)適當時間，用八層紗布過濾，再在10000r/min下離心15min，取上清液進行微孔濾膜過濾即可得到無菌的真菌發(fā)酵液。</p><p>　　1.2.3 納他霉素產(chǎn)量的測定</p><p>　　稱取納他霉素標準樣品，溶于5%冰乙酸的甲醇溶液中，使納他霉素濃度分別

28、為1mg/L、2mg/L、3mg/L、4mg/L、5mg/L、6mg/L、7mg/L、8mg/L，用紫外分光光度計測其在303nm處的OD值，以納他霉素濃度為橫坐標，OD303值為縱坐標，繪制標準曲線。取N5菌株發(fā)酵液0.8mL于7.2mL 5%冰乙酸的甲醇溶液中。在震蕩器上震蕩5min后10000r/min離心15min。取上清液用紫外分光光度計測量303nm波長下的吸光度，根據(jù)標準曲線計算納他霉素產(chǎn)量。</p><

29、;p>　　1.2.4 真菌發(fā)酵液添加時間對納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　將產(chǎn)黃青霉、黑曲霉、釀酒酵母培養(yǎng)3d后分別以5%接種量接種于納塔爾鏈霉菌N5菌株發(fā)酵液中，接種時間分別為0h、12h、24h、36h、48h、60h、72h，每個處理重復3次，并以不添加真菌發(fā)酵液的處理為對照。培養(yǎng)4d后測定菌株納他霉素產(chǎn)量。確定真菌發(fā)酵液最適添加時間。 </p><p>　　1.2.5

30、 真菌發(fā)酵時間對納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　分別在產(chǎn)黃青霉、黑曲霉、釀酒酵母培養(yǎng)1d、2d、3d時取樣，制備無菌發(fā)酵液。將培養(yǎng)不同時間的真菌發(fā)酵液以5%接種量加入培養(yǎng)12h的納塔爾鏈霉菌N5菌株發(fā)酵培養(yǎng)液中，每個處理重復3次，并以不添加真菌發(fā)酵液的處理為對照。繼續(xù)培養(yǎng)84h后測定菌株納他霉素產(chǎn)量。確定3種真菌的最佳發(fā)酵時間。</p><p>　　1.2.6 真菌發(fā)酵液添加量對納

31、他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　將產(chǎn)黃青霉、黑曲霉培養(yǎng)1d，釀酒酵母培養(yǎng)3d，制備無菌發(fā)酵液，并分別以1% 、2% 、5% 、8% 、10% 、15% 、20%的添加量加入到培養(yǎng)12h的納塔爾鏈霉菌N5菌株發(fā)酵培養(yǎng)液中，每個處理重復3次并以不添加真菌發(fā)酵液的處理為對照。培繼續(xù)培養(yǎng)84h后測定菌株納他霉素產(chǎn)量。確定3種真菌的最佳發(fā)酵時間。</p><p><b>　　2．結果

32、及分析</b></p><p>　　2.1 納他霉素標準曲線的制作</p><p>　　以納他霉素濃度為橫坐標，OD303值為縱坐標繪制納他霉素標準曲線，見圖1。由圖1可看出納他霉素濃度與OD303值呈線性相關，且R2=0.9988線性較好。因此可通過此標準曲線方程x=（y—0.0065)/0.1489計算納他霉素產(chǎn)量。</p><p>　　圖1 納他霉

33、素標準溶液曲線</p><p>　　Fig1 The standard curve of natamyctn</p><p>　　2.2 發(fā)酵液加入時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　2.2.1產(chǎn)黃青霉發(fā)酵液加入時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　將產(chǎn)黃青霉發(fā)酵培養(yǎng)基進行適當處理后接種于培養(yǎng)不同時間的納塔爾

34、鏈霉菌N5菌株發(fā)酵液中，繼續(xù)培養(yǎng)，當菌株培養(yǎng)4d時用紫外分光光度法測定納他霉素產(chǎn)量，結果如圖2所示。由圖2可看出產(chǎn)黃青霉發(fā)酵液對N5菌株納他霉素產(chǎn)量有明顯的促進作用，當在發(fā)酵培養(yǎng)12h時添加效果最佳，此時菌株納他霉素產(chǎn)量達1.42g/L，較對照提高65.96％。</p><p>　　圖2 產(chǎn)黃青霉發(fā)酵液添加時間對納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　Fig 2 Effects of a

35、ddition time of fermentation broth of Penicillium chrysogenum</p><p>　　on the natamycin production of N5 strain</p><p>　　2.2.2黑曲霉發(fā)酵液加入時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　將培養(yǎng)3d的黑曲霉發(fā)酵培養(yǎng)液適當處理后于不

36、同時間添加入N5菌株發(fā)酵培養(yǎng)液中，繼續(xù)培養(yǎng)，當菌株培養(yǎng)4d時測定納他霉素產(chǎn)量，結果見圖3。從圖3中可以看出黑曲霉發(fā)酵液對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的提高有顯著的促進作用。當在發(fā)酵培養(yǎng)12h時添加效果最佳，此時菌株納他霉素產(chǎn)量達1.44g/L，較對照提高67.44％。</p><p>　　圖3黑曲霉發(fā)酵液添加時間對納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　Fig 3 Effects of addi

37、tion time of fermentation broth of Aspergillus Niger</p><p>　　on the natamycin production of N5 strain</p><p>　　2.2.3釀酒酵母發(fā)酵液加入時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　釀酒酵母發(fā)酵液加入時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響見圖4。

38、由圖可見，釀酒酵母發(fā)酵液也可明顯促進N5菌株納他霉素的合成，最適接入時間也是菌株培養(yǎng)的12h。</p><p>　　圖4 釀酒酵母發(fā)酵液添加時間對納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　Fig 4 Effects of addition time of fermentation broth of Saccharomyces cerevisiae on the natamycin produ

39、ction of N5 strain</p><p>　　2.3 真菌培養(yǎng)時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　2.3.1 產(chǎn)黃青霉培養(yǎng)時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　將分別培養(yǎng)1d、2d、3d的產(chǎn)黃青霉發(fā)酵液進行適當處理，添加至培養(yǎng)12h的N5菌株發(fā)酵培養(yǎng)液中，繼續(xù)培養(yǎng)84h后測定菌株納他霉素產(chǎn)量，結果如圖5所示。由圖5可以看

40、出培養(yǎng)1d的產(chǎn)黃青霉發(fā)酵液對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的促進作用最顯著。隨著產(chǎn)黃青霉培養(yǎng)時間的延長，發(fā)酵液對N5納他霉素產(chǎn)量的促進作用呈下降趨勢。因此，產(chǎn)黃青霉的最佳培養(yǎng)時間為1d。</p><p>　　圖5產(chǎn)黃青霉培養(yǎng)時間對納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　Fig 5 Effects of culture time of Penicillium chrysogenum on the na

41、tamycin production of N5 strain</p><p>　　2.3.2黑曲霉培養(yǎng)時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　將培養(yǎng)不同時間的黑曲霉發(fā)酵液添加入N5菌株發(fā)酵液中，培養(yǎng)后測定納他霉素產(chǎn)量，結果見圖6。由圖6可以看出當在N5菌株發(fā)酵液中添加培養(yǎng)1d的黑曲霉發(fā)酵液時，納他霉素產(chǎn)量最高，因此，黑曲霉的最佳培養(yǎng)時間確定為1d。</p>&

42、lt;p>　　圖6黑曲霉培養(yǎng)時間對納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　Fig 6 Effects of culture time of Aspergillus Niger on the natamycin production of N5 strain</p><p>　　2.3.3釀酒酵母培養(yǎng)時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　釀酒酵母

43、培養(yǎng)時間對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響如圖7所示。由圖7可見，當在N5菌株發(fā)酵液中添加培養(yǎng)3d的釀酒酵母發(fā)酵液時，納他霉素產(chǎn)量最高，因此，釀酒酵母的最佳培養(yǎng)時間確定為3d。</p><p>　　圖7釀酒酵母培養(yǎng)時間對納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　Fig 7 Effects of culture time of Saccharomyces cerevisiae on the nata

44、mycin production of N5 strain</p><p>　　2.4真菌發(fā)酵液添加量對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　2.4.1產(chǎn)黃青霉發(fā)酵液添加量對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　將培養(yǎng)1d的產(chǎn)黃青霉發(fā)酵液處理后以不同添加量添加于培養(yǎng)12h的納塔爾鏈霉菌N5菌株發(fā)酵培養(yǎng)液中，于28℃、200r/min條件下繼續(xù)培養(yǎng)

45、84h，測定納他霉素產(chǎn)量。以產(chǎn)黃青霉發(fā)酵液添加量為橫坐標，納他霉素產(chǎn)量為縱坐標做圖，見圖8。從圖8中可以添加5％的產(chǎn)黃青霉發(fā)酵液對N5菌株納他霉素的積累效果最顯著，此時納他霉素產(chǎn)量達1.69g/L，較對照提高94.25%。</p><p>　　圖8產(chǎn)黃青霉發(fā)酵液添加量對納他霉素產(chǎn)量的影響的影響</p><p>　　Fig 8 Effects of addition amount of Pe

46、nicillium chrysogenum fermentation broth on </p><p>　　the natamycin production of N5 strain</p><p>　　2.4.2黑曲霉發(fā)酵液添加量對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　將培養(yǎng)1d的黑曲霉發(fā)酵液處理后以不同添加量添加于培養(yǎng)12h的納塔爾鏈霉菌N5菌株發(fā)酵

47、培養(yǎng)液中，于28℃、200r/min條件下繼續(xù)培養(yǎng)84h，測定納他霉素產(chǎn)量結果如圖8所示。由圖可看出5％的黑曲霉發(fā)酵液對N5菌株納他霉素的積累效果最佳，因此，黑曲霉發(fā)酵液的最適添加量確定為5％。</p><p>　　圖9黑曲霉發(fā)酵液添加量對納他霉素產(chǎn)量的影響的影響</p><p>　　Fig 9 Effects of addition amount of Aspergillus Nige

48、r fermentation broth on</p><p>　　the natamycin production of N5 strain</p><p>　　2.4.3釀酒酵母發(fā)酵液添加量對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響</p><p>　　釀酒酵母發(fā)酵液添加量對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響見圖10。從圖10中可以看出5％的釀酒酵母發(fā)酵液對N5菌株納他霉素的積累效果

49、最佳，因此，黑曲霉發(fā)酵液的最適添加量確定為5％。</p><p>　　圖10釀酒酵母發(fā)酵液添加量對納他霉素產(chǎn)量的影響的影響</p><p>　　Fig 10 Effects of addition amount of Saccharomyces cerevisiae fermentation broth on</p><p>　　the natamycin prod

50、uction of N5 strain</p><p><b>　　3討論與結論</b></p><p>　　隨著人們對健康、安全問題的日益關注，食品安全問題越來越受到人們的重視，化學防腐劑的缺點逐漸暴露，納他霉素受到人們的青睞。</p><p>　　納他霉素是和乳酸鏈球菌素并列的僅有的兩種生物防腐劑，其具有毒性低且不會造成食品風味巨大改變的特

51、性，是一種極具有使用、生產(chǎn)價值的抗生素。但納他霉素產(chǎn)生菌株產(chǎn)量不高一直是我國納他霉素自主生產(chǎn)的瓶頸，過低的單株產(chǎn)量會使生產(chǎn)成本過高而不利于工廠生產(chǎn)。本實驗將產(chǎn)黃青霉、黑曲霉、釀酒酵母發(fā)酵液添加入納塔爾鏈霉菌N5菌株發(fā)酵液中，研究這3種真菌培養(yǎng)時間、發(fā)酵液添加時間及添加量對N5菌株納他霉素產(chǎn)量的影響，以促進菌株納他霉素的合成。實驗結果表明這三種真菌的發(fā)酵液均對納塔爾鏈霉菌N5菌株的納他霉素產(chǎn)量有明顯促進作用。產(chǎn)黃青霉和黑曲霉培養(yǎng)1d時，其

52、發(fā)酵液對N5菌株納他霉素的合成促進效果最佳，而釀酒酵母在3d時促進效果最好。三種真菌最佳發(fā)酵液添加時間及添加量均為12h和5％。具體這些真菌發(fā)酵液中何種因素對N5菌株納他霉素生產(chǎn)起到促進作用還不清楚，有待于進一步實驗研究。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　Marta V Mendes ，sedef Tunca ，Nuria Anto

53、n et al The two-component phoR-phoP system of streptomyces natalensis ;inactivation or deletion of phoP reduces the negative phosphate regulation of pimaricin biosynthesis metabolic engineering 2007 ,9 (2)：217—227；</

54、p><p>　　PEDERSEN J C Natamycin as a fungicide imager media ［J］Applied and environment 。microbiobogy 1992 ，58（3）.1064—1066；</p><p>　　陳曉麗、呂振岳、黃東東等。新型天然食品防腐劑納他霉素的研究進展［J］食品研究與開發(fā).2002.23（4）：23；</p>

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56、<p>　　Martin J F DEMAIN AL control of antibiotic biosynthesis 1980（02）；</p><p>　　葉輝、王兆慧、陳佩林等 微生物誘導子對卡諾氏菌屬N05205 菌株的影響［J］，生物技術，2004 14（6）：57—58；</p><p>　　邊猛、田黎、張久明等，誘導子對海洋真菌penicillium crus

57、tosum 204—215菌株生物堿代謝的調(diào)節(jié)作用［J］海洋學報，2008.30（2）：117—123；</p><p>　　邊猛 海洋真菌產(chǎn)生生物堿代謝調(diào)節(jié)的研究［D］：［碩士學位論文］青島科技大學 生物化工系 。</p><p>　　史強 真菌代謝產(chǎn)物中促進納他霉素合成的誘導子的研究［D］：［碩士學位論文］江南大學。</p><p><b>　　致