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海洋真菌作为海洋微生物的重要组成部分,有着巨大的潜力开发及应用前景。本论文主要研究两个方面的内容,即深海产油脂真菌的发酵工艺优化和富硒、富铬酵母的筛选,旨在获取真菌产油脂的最佳发酵工艺,以及筛选出有机硒、有机铬含量较高的功能性酵母。主要研究结果如下:
本论文共分为3章:
1、深海产油脂真菌发酵工艺条件优化
在课题组前期筛选出来的3株产油真菌(Aspergillus niger E1,Aspergillus sp.3A00471和Fusarium sp.3A00501)的基础上,通过对影响菌株产油能力的各因素进行单因素分析,优化其培养基组成和发酵条件,确定了3株产油真菌的最佳发酵工艺条件。在此工艺条件下,Aspergillus niger E1和Aspergillus sp.3A00471的生物量和油脂含量分别达到10.49g/L和10.83g/L,4.59g/L和3.80g/L,分别提高14.39%和13.40%、85.08%和69.64%。Fusarium sp.3A00501的生物量略有下降,为9.39g/L,油脂含量提高27.18%,达到3.65g/L。采用气相色谱法测定其脂肪酸组成,结果显示,3株产油真菌的脂肪酸组成在发酵优化前后无明显变化,且主要为油酸、α-亚麻酸和二十一烷酸,占总脂肪酸含量的80%以上。
2、高富硒、富铬酵母菌株的筛选
对39株深海酵母菌株进行梯度硒平板抗性筛选及摇床培养复筛,获得3株高富硒酵母(Cryptococcus diffluens2A00032,Yarrowia lipolytica2A00076和Yarrowia lipolytica2A00118),其有机硒含量达到6000μg/g.dcw以上,胞内有机硒占总硒含量达90%以上。其中,Cryptococcus diffluens2A00032的硒富集性能最好,胞内有机硒含量和生物量最大,分别为7408μg/g.dcw和3.80g/L。对110株深海酵母菌株进行梯度铬平板抗性筛选及摇床培养复筛,获得4株高富铬酵母(Rhodotorula sp.2A00148、Rhodotorula sphaerocarpum2A00022、Rhodotorula mucilaginosa2A00018和Rhodotorula mucilaginosa2A00095),其有机铬含量均高于1500μg/g.dcw,胞内有机铬占总铬含量达65%以上。其中,Rhodotorula sp.2A00148的富铬性能最好,生物量和有机铬含量相对较高(9.77g/L和1620μg/g),有机铬产量最大,为15.82mg/L。
3、高富硒、富铬酵母菌株富硒、富铬动态变化研究
亚硒酸钠对Cryptococcus diffluens2A00032的生长有显著抑制作用,发酵液中添加75μg/mL的硒离子后,会缩短其对数生长期,显著减少了菌体的生长量。单位菌体富集有机硒量在60h达到最大,为11108.26μg/g.dcw。菌体富集的有机硒产量随着菌体的生长呈直线增长,到36h达到高峰,36h后,有机硒产量无显著差异。发酵液中铬离子浓度较低(500μg/mL)时,对菌株Rhodotorula sp.2A00148生长影响不大,当添加1500μg/mL的铬离子后,会致使其在发酵初期生长缓慢,生物量也有所减少。菌体富集铬速度最快在12h之前,在12h时测得胞内有机铬含量最大(2642.15μg/g.dcw),而有机铬产量在对数生长期(24h~60h)增长快速,直至60h左右增长速度开始变得缓慢。
本论文共分为3章:
1、深海产油脂真菌发酵工艺条件优化
在课题组前期筛选出来的3株产油真菌(Aspergillus niger E1,Aspergillus sp.3A00471和Fusarium sp.3A00501)的基础上,通过对影响菌株产油能力的各因素进行单因素分析,优化其培养基组成和发酵条件,确定了3株产油真菌的最佳发酵工艺条件。在此工艺条件下,Aspergillus niger E1和Aspergillus sp.3A00471的生物量和油脂含量分别达到10.49g/L和10.83g/L,4.59g/L和3.80g/L,分别提高14.39%和13.40%、85.08%和69.64%。Fusarium sp.3A00501的生物量略有下降,为9.39g/L,油脂含量提高27.18%,达到3.65g/L。采用气相色谱法测定其脂肪酸组成,结果显示,3株产油真菌的脂肪酸组成在发酵优化前后无明显变化,且主要为油酸、α-亚麻酸和二十一烷酸,占总脂肪酸含量的80%以上。
2、高富硒、富铬酵母菌株的筛选
对39株深海酵母菌株进行梯度硒平板抗性筛选及摇床培养复筛,获得3株高富硒酵母(Cryptococcus diffluens2A00032,Yarrowia lipolytica2A00076和Yarrowia lipolytica2A00118),其有机硒含量达到6000μg/g.dcw以上,胞内有机硒占总硒含量达90%以上。其中,Cryptococcus diffluens2A00032的硒富集性能最好,胞内有机硒含量和生物量最大,分别为7408μg/g.dcw和3.80g/L。对110株深海酵母菌株进行梯度铬平板抗性筛选及摇床培养复筛,获得4株高富铬酵母(Rhodotorula sp.2A00148、Rhodotorula sphaerocarpum2A00022、Rhodotorula mucilaginosa2A00018和Rhodotorula mucilaginosa2A00095),其有机铬含量均高于1500μg/g.dcw,胞内有机铬占总铬含量达65%以上。其中,Rhodotorula sp.2A00148的富铬性能最好,生物量和有机铬含量相对较高(9.77g/L和1620μg/g),有机铬产量最大,为15.82mg/L。
3、高富硒、富铬酵母菌株富硒、富铬动态变化研究
亚硒酸钠对Cryptococcus diffluens2A00032的生长有显著抑制作用,发酵液中添加75μg/mL的硒离子后,会缩短其对数生长期,显著减少了菌体的生长量。单位菌体富集有机硒量在60h达到最大,为11108.26μg/g.dcw。菌体富集的有机硒产量随着菌体的生长呈直线增长,到36h达到高峰,36h后,有机硒产量无显著差异。发酵液中铬离子浓度较低(500μg/mL)时,对菌株Rhodotorula sp.2A00148生长影响不大,当添加1500μg/mL的铬离子后,会致使其在发酵初期生长缓慢,生物量也有所减少。菌体富集铬速度最快在12h之前,在12h时测得胞内有机铬含量最大(2642.15μg/g.dcw),而有机铬产量在对数生长期(24h~60h)增长快速,直至60h左右增长速度开始变得缓慢。