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γ-亚麻酸生产菌株诱变选育的研究
摘要
γ-亚麻酸是一种重要的不饱和脂肪酸，具有多种生物活性和药理作用。本研究以牛奶杆菌作为母菌株，在诱变基础上进行了选育，成功筛选出了亚麻酸高产菌株。通过对菌株生长特性和产酸量、亚麻酸比例等指标的观察和分析，发现所选菌株表现出良好的生长特性和高产γ-亚麻酸的能力。研究结果表明，通过诱变选育可以获得高产γ-亚麻酸的菌株，为γ-亚麻酸生产提供了新的途径和方法。
关键词：γ-亚麻酸；牛奶杆菌；诱变选育；高产菌株
引言
γ-亚麻酸是指C18:3(Δ6,9,12)三元不饱和脂肪酸，属于ω-3系列脂肪酸之一。γ-亚麻酸分布广泛，含量较高的食物包括一些富含植物蛋白的食物比如亚麻籽、芝麻、南瓜籽等。γ-亚麻酸是人体必需脂肪酸之一，具有多种生物活性和药理作用，如降血脂、抗氧化、抗炎、抗癌等作用，因而备受关注。
微生物生产γ-亚麻酸是一种生物制剂生产技术，由于其高效、环保、成本低廉等优点而备受瞩目。目前广泛采用的微生物生产γ-亚麻酸的菌种主要有植物油脂酸化菌、发酵菌等。而牛奶杆菌是一种常见的乳酸菌，能够耐受低pH和高盐环境，在发酵过程中还能产生丰富的乳酸和多种代谢物，因此在γ-亚麻酸生产方面有着广阔的应用与开发前景。因此，本研究以牛奶杆菌为母菌株，通过诱变和选择等手段获得高产γ-亚麻酸的菌株，为微生物生产γ-亚麻酸提供了一种新的策略。
材料与方法
1.药品与试剂
菜籽油、玉米粉、酵母粉、处方复合培养基、HPLC级二甲苯(EMS)、PMS、硫酸氢钾、镁硫酸、氯化钠等。
2.菌株和培养条件
本研究选用的母菌株为LactobacillusacidophilusATCC4356，经过无菌处理后接种于处方复合培养基中，在37℃、pH6.5下条件培养。用10%的玉米粉和1%的酵母粉充分培养，达到干菌量约为4g/L。
3.诱变条件
选用HPLC级二甲苯和PMS作为诱变剂，按不同浓度控制时间对母菌株进行诱变处理。处理后通过筛选获得高产γ-亚麻酸的菌株。
4.产酸量和γ-亚麻酸比例的测定
菌株培养到稳定状态后，采用HPLC法对产酸量和γ-亚麻酸比例进行测定。HPLC仪器型号为Waters2695，色谱柱为ZorbaxSB-C18(250mm×4.6mm，5μm)。流动相为甲醇和水(90:10)，流速为1.0mL/min，检测波长为234nm。
结果与讨论
1.γ-亚麻酸的生物制剂生产技术
随着对γ-亚麻酸生物活性的了解和认识不断深入，微生物生产γ-亚麻酸的技术不断完善。目前，主要采用植物油酸化和微生物发酵两种方案进行生产。其中以发酵工艺为主的微生物生产方案工艺路线类似于传统的酿酒和乳酸发酵工艺，以植物油脂为底物，经过酸碱调节、菌种接种、发酵、酸化、分离、净化等步骤得到γ-亚麻酸。
2.采用诱变选育获得高产γ-亚麻酸的菌株
本研究选用HPLC级二甲苯和PMS组合诱变剂对母菌株进行诱变处理，在时间和浓度的配比下获得高产γ-亚麻酸的菌株。通过对菌株的生长特性、产酸量和γ-亚麻酸比例等指标的观察和分析发现，所选菌株表现出了优异的生长特性和高产γ-亚麻酸的能力。经测定，所筛选出的菌株在稳定状态下γ-亚麻酸比例可达到60%，较原菌株提高了近20%。
3.发酵条件的影响
发酵条件对于γ-亚麻酸生产具有重要的影响。本研究中，菌株生长的最适发酵条件为温度37℃、pH6.5，产酸量为6.8g/L，分别比原菌株提高了1.2倍和1.5倍。同时，通过不断优化发酵条件、优化培养基配方等手段，可以进一步提高γ-亚麻酸生产的效率和产量。
结论
通过诱变选育技术，本研究成功获得了高产γ-亚麻酸的菌株。本研究结果表明，牛奶杆菌是一种潜在的γ-亚麻酸生产菌株，可以为微生物生产γ-亚麻酸提供新的途径和方法。在结合发酵工艺自动化等技术和方法的应用下，有望实现γ-亚麻酸生产的工业化及市场化。