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D-核糖具有重要的生理功能,是遗传物质核酸的构成成分,也是若干辅酶、维生素和调味品的组成部分,具有重要的生理作用。在食品和医药工业中的应用越来越广泛,近年来利用D--糖生产抗癌和抗病毒药物也显示出了强大的生命力。目前利用发酵法生产D-核糖是最有效的生产方法,因其生产成本低和产率高而引起国内外越来越多研究者的关注。
针对国内外D-核糖发酵的研究现状及发展趋势,本文使用紫外线照射和化学诱变法对产D-核糖40~45g/L的转酮醇酶缺陷型枯草芽孢杆菌BFD-100810进行复合诱变处理,得到其最佳的诱变条件为:在30W紫外灯下,距离25cm、照射时间为30S;然后再用1%的硫酸二乙酯(DES)处理20min。通过选育莽草酸营养缺陷型、耐高浓度葡萄糖和葡萄糖酸钙突变株,得到一株能够在发酵液中积累D-核糖达到1022g/L的D-核糖生产菌株。具有重要的应用价值。
研究了初始碳、氮源浓度对D-核糖发酵的影响,通过单因素实验和正交实验设计,对发酵培养基进行了优化,确定了最佳发酵培养基配方为(g/L):葡萄糖90.0,葡萄酸钙90.0,玉米浆25.0,(NH<,4>)<,2>SO<,4>5.0,MnSO<,4> 0.5,酵母粉5.0,MgSO<,4>.7H<,2>O 0.2。
在研究发酵条件对D-核糖产量的影响时发现,FBD-101106最佳的菌体生长pH值和最佳的D-核糖合成pH值不一致,因此在发酵中采取前期pH值自然下降,有利于菌体的生长,在菌体生长进入稳定期以后,消毒前pH控制在7.0~7.3的范围内,可促进D-核糖的合成。最佳培养条件为发酵产糖前(约30h)保持温度为34~36℃,开始大量积累D-核糖后,再升高温度到37~38℃,接种量5%,装液量50mL,摇床转速200r/min。在最佳发酵条件下D-核糖产量为102.2g/L。
发酵液中的D-核糖需经分离纯化、提取精制才能进行应用。对D-核糖发酵液进行预处理、脱色、脱盐、浓缩,D-核糖总提取收率达到92%。