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麦角固醇是真菌细胞膜结构的重要组成成分,在细胞内起着多方面的生理功能。同时,麦角固醇还是维生素D2的前体,在调节生命代谢功能上有重要作用。麦角固醇是一种重要的医药化工原料,可用于制造VD2、激素黄体酮、可的松。
本文就采用基因组改组技术选育麦角固醇产生酵母菌株,具体步骤如下:
运用正交实验法考察了原生质体制备的最佳条件,试验结果发现原生质体的制备和再生最佳条件为:蜗牛酶浓度2mg/ml、酶解时间60min、酶解温度32℃时。对原生质体灭活条件进行了研究,确定了紫外灭活20min、60℃热灭活30min后,原生质体灭活率达到100%。
以酿酒酵母AS2.599为出发菌株,进行紫外诱变育种,获得4株高产突变菌株。以这4株高产菌株为亲本,进行基因组改组育种,经过两轮循环原生质体融合,筛选到一株麦角固醇产量有较大提高的菌株YF2-8,其产麦角固醇能力提高了73.48%。
采用Plackett-Burman试验设计法及响应面分析,对产麦角固醇酵母菌株YF2-8进行了发酵条件优化研究。实验结果表明葡萄糖浓度、蛋白胨浓度和摇床转速为其三个重要的影响因子,其最佳发酵条件:葡萄糖8.97%、蛋白胨2.36%、摇床转速为218rpm。通过验证实验得知,在优化条件下,该菌株麦角固醇产量提高了5.98%。
最后,采用10L发酵罐进行间歇发酵实验,定时测定生物量、葡萄糖含量、麦角固醇产量。以Logistic方程和Luedeking-Piret方程为基础,建立了该菌株在发酵过程中菌体生长、产物形成和底物消耗的动力学模型,其模型能较好地反应菌体生长、产物形成和底物消耗的变化规律。