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展青霉素是一种有致癌、致畸、致突变作用的真菌毒素,广泛地存在于苹果及其制品中。扩展青霉是苹果中一种重要的展青霉素产生菌。寻找安全、有效的展青霉素降解途径和方法具有重要的现实意义。为了探索扩展青霉在分批培养过程中展青霉素下降的根本原因,从而为新型展青霉素生物降解剂的开发提供基础,本文较为系统地考察与分析了展青霉素的产生过程与发酵液中物质及pH的变化规律,重点考察了展青霉素下降前后,发酵液中液相测出物的变化,进而推断出导致展青霉素下降的可能原因。所得主要结论如下:
(1)在静置培养和摇床培养中,发酵液中展青霉素含量均出现先上升后下降的趋势;菌体生长在静置培养中出现明显的二次增长,但在摇床培养条件下没有明显的二次生长。发酵液中的残糖和pH呈整体下降趋势,总酸呈整体上升趋势。培养过程中,糖的消耗主要用于菌体生长和展青霉素的合成;扩展青霉在生长和产毒过程中能够分泌酸性物质。
(2)静置培养中,当菌体干重进入第一次稳定期,孢子开始形成时,展青霉素达到一个相对平缓的最高平台;当菌体量进入第二次快速增长期时,展青霉素开始降解;后期菌体量下降时,展青霉素迅速下降。摇床培养中,菌体量是静置培养的2倍之多,但展青霉素产量不到静置培养的1/2;菌体量处于稳定期中期时,展青霉素开始迅速下降。从而说明,展青霉素的合成条件与扩展青霉的孢子形成条件有一定的相似性;氧气利于菌丝体的生长,但不处于展青霉素的合成。
(3)发酵液中的残糖、总酸、pH值,及菌体量与展青霉素的后期下降无明显关联;菌体细胞内的固有成分不能导致展青霉素下降。
(4)氧气的存在有利于促进发酵液中展青霉素的降解;液相检测出的某种菌体代谢物与展青霉下降紧密相关。这种物质在菌体生长初期被合成,且能分泌到胞外;在菌体生长后期主要被贮存在胞内而在菌体自溶时被释放,与展青霉素反应而使其含量下降;这种代谢产物可能是一种可滴定的酸性物质。也有可能是菌体的二次生长利用了展青霉素。