氯化镁对黑曲霉柠檬酸发酵的影响.doc

MgC12对黑曲霉柠檬酸发酵影响 时间：2005-5-17 10:56:24 作者：不详 来源：中国发酵工业网 点击数： 有关MgC1z对黑曲霉柠檬酸发酵的影响研究报道很少，M．Rohr等?曾研究过ATP-Mg螯合物对柠檬酸正常供氧条件下的影响，他们认为Mg“在黑曲霉胞内与ATP一螫合，使ATP产生的抑制作用减弱。但迄今为止，国内外尚无Mgcl：对黑曲霉柠檬酸发酵过程中断氧影响的报道，黑曲霉柠檬酸发酵代谢过程中，氧是柠檬酸合成中的一个观念上的底物，它参与了EMP途径及丙酮酸脱氢过程中生成的NADH重新氧化，因此，氧成为柠檬酸发酵过程中重要的调控因素。在黑曲霉柠檬酸工业发酵过程中，由于停电等原因会出现发酵过程中的突发性断氧现象。据报道?发酵旺盛期突发性断氧，即使l～2?min也会使发酵周期延长十几小时甚至1～2?d，对工业化生产造成很大损失。? 本文在研究正常供氧条件下Mg2+?对黑曲霉柠檬酸发酵影响的基础上，研究了发酵旺盛期断氧及MgC12对黑曲霉的影响。? l?材料与方法? 1．1?菌种? 黑曲霉(Aspergillus．niger)UC一76，本研究所选育收藏。? 1．2?培养基? 斜面培养基：察氏培养基。? 发酵培养基A(空白对照培养基)：淀粉水解液l3?～l5?(总糖)，麸皮1．5?～2．0?，pH6．0。? 发酵培养基B：Mga?0．02～0．20?mg／L，其余同培养基A?。? 1．3?主要仪器? 高压液相仪HPLC-168；DU一650分光光度计均为Backman公司生产；HZ一88IS恒温振荡器江苏太仓实验仪器厂；光学显微镜Nikon?HB-1?01OAF．．1ap,art等。? 1．4?分析方法? 总酸度测定：NaOH滴定法?。? 柠檬酸及杂酸测定：HPLC测定?]。? 还原糖测定：裴林试剂法?]。活体染色计数：棉蓝乳酚油染色【?后血球板计数。柠檬酸合成酶酶活测定：按Dixon~?的方法测定，菌丝体破碎在0～4℃下操作? 1．5?实验方法? 1．5．1?摇瓶正常供氧发酵? 将培养5～7?d的新鲜斜面用无菌水于容量瓶(5O?mL)制备孢子浓度为10?～1?0?个孢子／mL的悬浮液。分吸1?mL孢子液接种，A、B两种发酵培养基摇瓶(均为250?mL)的最终装填量为50?mL，纱布6层。(364-1)℃?，250?r／mi~，恒温振荡培养7?0?h，间隔取出平行摇瓶进行糖度、酸度及菌体浓度的测定。? 1．5．2?摇瓶断氧试验? 按1．5．1方法接种A、B两种培养基摇瓶，在发酵旺盛期进行30?rain断氧，断氧结束后重新启动振荡器，温度、转速不变，对断氧前后的平行摇瓶进行酸度、菌体浓度及酶活的测定。? 2?结果与讨论? 2．1?正常培井条件下两类发酵摇瓶产酸及生物量比较首先，在正常供氧情况下，我们选择了Mgc1：6个不同的浓度水平与空白一起进行发酵实验，发酵70?h后对酸浓、糖浓及菌体浓度进行测定，结果表明：在初始接种量相同的条件下，Mgc1?浓度在0．08～0．15?mg／L之间对产酸率表现出一定促进效应，与未加入Mgc1?空白摇瓶产酸对照产酸率提高4?～7?(表1)。我们将空白摇瓶及0．1?mg／LMgC1z摇瓶发酵过程中的酸度及活菌浓度(c)进行了检测(图1)。在正常供氧条件下，0．1?mg／L?MgC1z对活菌浓度的影响并不显著。? ??? 由于Mg?一对黑曲霉代谢途径中的多种酶的酶活具有调节作用，我们采用HPLC分别对两类摇瓶发酵的杂酸等副产物进行了检测(图2和图3)。0．1mg／L?MgC1z并未引起草酸及异柠檬酸浓度的升高．未知杂峰数也没有增多。柠檬酸对葡萄糖转化率为89．2?。空白摇瓶的转化率为86.8?。? ?? 2．2?发酵旺盛期断氧实验结果及讨论? 由图l可以看出．摇瓶的柠檬酸发酵旺盛期在20~50?h，我们选定发酵30?h进行断氧实验，断氧时间30?rain，断氧30?min后恢复供氧，振荡速度仍为250?r／min，发醇70?h后结束。结果(见图4)与正常供氧条件下空白摇瓶的产酸数据进行比较，发现断氧30min的空白摇瓶70?h产酸6．20?，产酸率下降56．8?，添加0．1?mg／L?Mgc1?的断氧摇瓶产酸10．5I?，产酸率下降1?6．2?。尽管在正常供氧条件下，0．I?mg／L?Mgc1?对黑曲霉产酸有一定促进效应，单位菌体量的产酸速率(产酸量／时间·菌浓)有所增强，却不足以说明断氧条件下造成下述产酸的差异。为此我们对断氧后摇瓶抽样进行了活体计数(图4)，并对黑曲霉柠檬酸合成酶?Ec4．1．3．7]活力进行了检测(表2)。结果发现在断氧30?min后，空白摇瓶菌体存活率仅为21-7?，而柠檬酸合成酶比活力相差不大。?