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维生素K2是一种具有多种生理活性与功能的天然K族维生素,对促进凝血酶原的形成、预防和治疗骨质疏松症、肝癌、心血管疾病以及帕金森氏病症都具有较好的功效,在食品、药品等领域都具有广泛的应用价值。通过微生物发酵法制备维生素K2,环境污染小、产品生物相容性和生物活性较高。本文通过诱变育种结合发酵优化,提高了产维生素K2微生物的发酵水平,为维生素K2开发利用奠定了前期基础,具体研究如下: 一、对产维生素K2菌株黄杆菌(Flavobacterium sp.)SP-1进行亚硝基胍(NTG)和低能氮离子注入复合诱变,探索了诱变条件,得到最佳诱变处理条件为:NTG诱变处理时间20 min,处理浓度0.8 mg/ml;N+离子注入能量15 KeV,剂量80(×2.6×1013 N+/cm2)。经过NTG诱变,得到突变菌株SP-N3-1,其维生素K2产量较原始菌株提高50%,经过低能氮离子注入诱变,得到突变菌株SP-L-01,其维生素K2产量较原始菌株提高了159%。 二、对突变株SP-L-01的发酵培养条件进行单因素优化,并采用响应面法对发酵培养基成分进行优化,得到产维生素K2黄杆菌最优发酵培养条件为:温度37℃、起始pH7.0,装液量30ml(250ml的三角瓶),接种量2%,摇床转速120 r/min;最优发酵培养基为(g/L):麦芽糖23.8,葡萄糖9.69,牛肉膏15,K2HPO44.5,NaCl3.0,MgSO4·7H2O0.3。优化后的突变菌SP-L-01维生素K2的产量达到10.97 mg/L,较优化前提高了79.25%。 三、发酵过程中添加花生衣可以提高维生素K2产量。在发酵72 h添加浓度为3 mg/ml,效果最佳。研究发现,单独添加花生衣主要成分儿茶素也达到同样效果。添加几种常用抗氧化剂((生育酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、二甲基亚砜和还原型谷胱甘肽)进行发酵实验,维生素K2产量均有不同程度提高。研究结果表明,抗氧化剂的添加均能够促进黄杆菌维生素K2代谢。