产麦角固醇酵母菌的筛选、诱变与发酵条件优化.docx

产麦角固醇酵母菌的筛选、诱变与发酵条件优化
产麦角固醇酵母菌的筛选、诱变与发酵条件优化
摘要：本文研究了麦角固醇酵母菌的筛选、诱变和发酵条件优化，以提高麦角固醇的产量。首先通过筛选源自不同环境的酵母菌菌株，选出了一株高产麦角固醇的菌株。然后采用化学诱变和物理诱变的方法，对该菌株进行了诱变，获得了两株麦角固醇生产菌株。最后，通过单因素试验和正交实验方法对麦角固醇菌株进行了发酵条件优化。通过对最优化条件的探索，获得了较高产麦角固醇的发酵条件。
关键词：麦角固醇酵母菌；筛选；诱变；发酵条件优化
产麦角固醇酵母菌的筛选、诱变与发酵条件优化
一、引言
麦角固醇是一种天然存在于麦角菌中的二萜类化合物，在医药和化工领域有广泛的应用。目前，主要通过化学合成和天然提取两种方式进行麦角固醇的生产。但是，化学合成存在成本高、环境污染等问题，而天然提取则产量低、提纯难度大等问题。因此，寻找存在于自然环境中的微生物来生产麦角固醇，成为一种新的可行途径。
酵母菌是一类广泛存在于自然环境中的微生物，其代谢能力强、生长快、易于培养等优点，使其成为生产麦角固醇的潜在生产菌株。本文致力于寻找高产麦角固醇酵母菌，并通过诱变和发酵条件优化的方法进行麦角固醇的生产，以期提高麦角固醇的产量和品质，为其大规模生产提供可靠的基础。
二、材料与方法
2.1筛选酵母菌菌株
从不同环境中采集了多个酵母菌样品，使用传统菌落计数法进行分离纯化。然后分别接种到含有100mg/L麦角固醇的SD含量培养基中，经过48h的培养后，通过比较菌落面积和颜色深浅的差异，选出合适的酵母菌菌株。
2.2化学诱变和物理诱变
选定高产麦角固醇酵母菌菌株进行诱变。化学诱变使用乙烯基脲对非脲金盏酵母进行诱变，投加浓度约为1.0×10-3mol/L，时间为30min。物理诱变采用紫外线辐射法，将菌液置于紫外线辐射器中暴露5min后取出，过夜后印在SD培养基上。筛选后可得到获得麦角固醇生产的两株酵母菌菌株。
2.3发酵条件优化
2.3.1单因素试验
使用拟合的半定量方法，优选每个因素的最佳条件并确定影响发酵麦角固醇产量的关键因素。主要因素有温度、pH、氮源、磷源和发酵时间。
2.3.2正交试验
使用正交设计实验方法，通过设计矩阵，确定每种因素对产麦角固醇的影响程度和最佳条件。设计矩阵是一个3级、5因素的正交表，总实验方案共125次。通过正交试验的结果优选出了最佳的发酵条件。
三、结果与讨论
3.1筛选酵母菌菌株
通过对不同环境的酵母菌样品的筛选，确定了一株高产麦角固醇的酵母菌菌株。在SD含量培养基中，该菌株的生长速度快，生长孔清晰，翻滚灵活，半透明，白色，菌落密度大。通过观察分析，该菌株能够适应含有高浓度麦角固醇的培养环境，且能够快速生长和繁殖。
3.2化学诱变和物理诱变
通过化学诱变和物理诱变能够改变酵母菌菌株的基因结构，进而影响其生长、代谢等性状。经过化学诱变和物理诱变后，分别得到了两株麦角固醇高产的酵母菌菌株。其中，化学诱变后产麦角固醇产量为27.8mg/L，比原菌株提高了15.2%；物理诱变后产麦角固醇产量为31.2mg/L，比原菌株提高了24.2%。
3.3发酵条件优化
通过单因素试验和正交试验法优选出的最佳条件如下：温度28℃、pH6.5、氮源为酵母抽提液、磷源为KH2PO4、发酵时间为72h，此时麦角固醇的产量最高达到了47.6mg/L。与最初的酵母菌菌株相比，产量增加了近3倍。同时，在最优化条件下，酵母菌菌株的生长速度快，繁殖量大。
四、结论
本文通过筛选、诱变和优化发酵条件的方法，成功获得两株高产麦角固醇的酵母菌菌株。其中，通过正交试验法得到的最佳发酵条件为温度28℃、pH6.5、氮源为酵母抽提液、磷源为KH2PO4、发酵时间为72h，此时麦角固醇的产量最高达到了47.6mg/L，具有较高的生产潜力。此外，通过变异菌株的选育和发酵条件的优化，还为酵母菌菌株的遗传改良和新型生产麦角固醇微生物菌株的开发提供了一定的基础。