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两种诱变方法对黄原胶粘度及产胶率的影响

发布日期:2015-01-30 10:53:55
两种诱变方法对黄原胶粘度及产胶率的影响和紫外线诱变
两种诱变方法对黄原胶粘度及产胶率的影响
两种诱变方法对黄原胶粘度及产胶率的影响,紫外线诱变利用紫外线及化学两种方法对黄原胶菌株进行了诱变筛选,激活野油菜黄单胞菌的代谢产物酶的活
性,提高黄原胶产率。结果表明,两种诱变方法对黄原胶粘度及产胶率的促进作用很明显,最好的一株诱变菌
株比原始菌株产生的黄原胶粘度提高104.63%,产量提高20%,脱离乙酰基百分比最低为0.45%,比原始菌
株低37倍。
黄原胶具有许多优良特性,在石油、医药、食品等领域广泛应用。两种诱变方法对黄原胶粘度及产胶率的影响,随着应用范围的扩大,市场价格也 在逐渐攀升,许多厂家纷纷上马或扩大生产。但就目前国内黄原胶的生产情况来看,产胶率较低,生产 成本高。
生命活动的基础在于新陈代谢。微生物细胞内各种代谢反应错综复杂,各种反应过程之间是相互 制约,彼此协调的,可随环境条件的变化而迅速改变代谢反应的速度。微生物细胞代谢的调节主要是通 过控制酶的作用来实现的,因为任何代谢途径都是一系列酶促反映构成的。通过紫外及化学诱变,以提 高粘度和产量为目标,筛选高产黄原胶的菌株,以期为工业化生产黄原胶提供优良的菌种,提高生产效 率,降低生产成本。
1材料与方法
1.1菌种
野油菜黄单胞菌属菌(Xanthomonas cam)es£ris),菌号是1. 1781。
1.2培养基
1.2.1固体斜面培养基
玉米粉2%,葡萄糖0.5%,CaC〇3 0.5%,琼脂1.8%,pH自然,121 °C灭菌。
1.2.2 LB摇瓶培养基
牛肉膏 0. 3%,蛋白胨 1%,NaCl 0. 5%,pH 7. 0~ 7. 6, 121 °C灭菌。
1.2.3摇瓶发酵培养基
玉米粉 2% ,葡萄糖 0. 5% , CaC〇3 0. 5%, K2HPO4 0. 05%,MgS〇4 0. 02%。
培养条件:500 mL三角凹底瓶,瓶口纱布塞。装液量100 mL, pH自然,121 °C灭菌30 min。
1.2.4 0.2 M pH 7.0 PBS 缓冲液
Na2HP〇4 30. 6 g,NaH2P〇4 2. 5 g 以水定容至500 mL,121 °C灭菌 30 min。
1.3诱变方法 1.3.1紫外线诱变
紫外线诱变活化的黄原胶斜面菌种+接LB摇瓶(16 h,29 °C,220 r/min厂离心,收菌体+ PBS缓冲 液洗3次,5 000 r/min离心—用PBS缓冲液将菌体稀释为108个菌体/mL的菌悬液—紫外线诱变—离 心,收菌体(PBS缓冲液洗3次,5 000 r/min离心广稀释,涂平板挑菌落大、无颜色的单菌落,划斜面保 存+接发酵摇瓶,测定黄原胶产量。
1.3.2化学诱变
采用亚硝基胍作为诱变剂。
用量:5 mL菌液加50 NG。
方法:方法同1.3. 1,摇瓶条件为29 °C,72 h,220 r/min,化学诱变时间分别为30 min和1 h,在29 °C, 220 r/ min的摇床里进行。
1.4测定方法 1.4. 1粘度测定
测定粘度时用两种测定方法:一种是拿黄原胶发酵液直接测粘度。
第二种是先酸化,使黄原胶定性,再测粘度。
测定发酵液粘度时用旋转式粘度计,在25 °C,3号转子,60 r/min条件下测定。
黄原胶发酵液稳定性测定用酸化法:黄原胶发酵液的pH调到2. 0,在70 °C下静置1 h,两种诱变方法对黄原胶粘度及产胶率的影响,测定粘度。 1.4.2产量测定
用分析天平准确称取发酵液1g,加入2倍体积的95%乙醇,振荡使充分沉淀、离心,弃上清,沉淀在 60 °C烘干至恒重。称量干胶量与发酵液体积的比值即为黄原胶的产胶率。
2结果与分析
2.1紫外线诱变和化学诱变对黄原胶粘度的影响
两种诱变方法对黄原胶粘度的影响特别大,用诱变得到的菌特别是12- 0.5菌种使原始黄原胶的 粘度提高104. 63%。两种诱变方法对黄原胶菌种脱离乙酰基状况不一样,诱变得来几株黄原胶菌种里 12- 0. 5菌种的脱离乙酰基百分比是0. 45%,为最低,比对照低37倍。表1,表2,
表1诱变对黄原胶粘度的影响以及粘度增长率 Table 1 Influence of mutation on viscosity of xanthogen gum and the increasing rate of its viscosity
菌种
Bacterial strainCK12- 0.51212- 1化-1
Chemi- 11- 0.5 化 1- 0.5 chemi新 12- 1 Xin 12- 1新 1- 0. 5 Xin 1- 0. 5原-0.5 Original- 0. 5
粘度 1 (mPa.s) Viscosity 11 0802 2101 8001 6608001 62011⑴1 7301 340
增长率(%)
Increasing percentage0104.6366.6753.70-25.9350.001.8560. 1924. 07
注:粘度1是直接测的粘度
Note: V iscosity 1was one that was directly determined
表2几株诱变菌种产生的黄原胶脱离乙酰基情况
Table 2 De- acetyl status in xanthan gum produced by several mutant strains
菌种
Bacterial strainCK12- 0. 51212- 1化-1
Chemi- 11- 0. 5 化 1- 0. 5 chem i新 12- 1 Xin 12- 1新 1- 0. 5 Xin 1- 0. 5原- 0. 5 Original- 0. 5
粘度 1 (mPa.s)
Viscosity 11 0802 2101 8001 6608001 62011⑴1 7301 340
粘度 2(mPa.s)
Viscosity 29002 2⑴1 4001 3206401 2308501 070900
百分比(%)
Percentage16. 670. 4522. 2220.4820.⑴24. 0722. 7338.1532. 84
注:粘度1是直接测的粘度,粘度2是酸化后测的粘度
Note: V iscosity 1was one that directly was deteimined,viscDsit^r 2was one that was determined after acidification
2. 2紫外线诱变和化学诱变对黄原胶产胶率的影响
这两种诱变方法对黄原胶产量的影响也特别大,诱变得来的新菌种12- 0.5把原式菌株的产量提
高20%。表3
表3诱变对黄原胶产量的影响及产量增长率
Table 3 Influence of mutation on yielding rate and increasing rate of xanthan gum
菌种
Bacterial strainCK12- 0. 51212- 1化-1 Chemi- 11- 0. 5 化 1- 0.5 chemi新 12- 1 Xin 12- 1新 1- 0. 5 Xin 1- 0. 5原- 0. 5 Original- 0. 5
产量(%) Yield1. 601. 921.701. 701. 401. 801.481. 751. 70
产量增长(%)
Percentage of increasing rate0. 0020. 006. 256. 25- 12. 5012.50- 7. 509. 386. 25
3分析与讨论
3.1采用紫外线和化学两种诱变方法对原始黄原胶产生菌株进行诱变筛选,两种诱变方法对黄原胶粘度及产胶率的影响,筛选的诱变菌株通过激活 野油菜黄单胞菌代谢产物酶的活性,可明显増加产胶粘度、提高产胶率,并可降低乙酰化酶浓度,从而降 低脱乙酰基百分比。除了化-1,新12- 1以外,其它诱变得到的菌种的粘度和产量均比原始菌株高,特 别是12- 0. 5菌种使原始黄原胶的粘度提高104. 63%,产量提高20%,脱离乙酰基百分比是0. 45%,为 最低,比对照低37倍。
3.2通过测定黄原胶酸化前后的粘度变化,可表现菌株产乙酰化酶的情况。结果表明,12- 0. 5菌的脱 离乙酰化百分比是0. 45%,为最低,与其产胶的粘度及产率数值相吻合,说明通过测定各菌株产生的黄 原胶中的乙酰化程度(脱离乙酰基),可以作为判断菌株产胶质量及产量的指标。
3.3研究得到的诱变菌株绝大多数比原始菌株在増加粘度及提高产胶率方面有较明显的表现,最好的 菌株是通过两次反复诱变得到的,说明这两种诱变方法对原始菌株是有效的,应继续探讨进一步进行诱 变筛选的可能性,并确定诱变菌株的稳定性。
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