白色链霉菌菌丝对对根瘤土壤杆菌发酵影响开题报告

1. 研究目的与意义

1.1背景和目的

辅酶q10( 2, 3 -二甲氧基 -5 -甲基 6 -癸异戊烯基苯醌,coenzyme q 10 , coq 10 ) , 又名泛醌, 癸烯醌, 广泛存在于动植物、微生物等细胞的线粒体内，是细胞自身合成的天然抗氧化剂和细胞代谢激活剂，在细胞线粒体内呼吸链质子转移及电子传递中起重要作用，它能影响某些酶的三维结构，直接参与这些酶的生化活动，对其生化过程起着十分重要的作用。人体内总含量为0.5～1.5g。在细胞内的分布为: 细胞核内占25%～30%，线粒体内占40%～50%，微粒体内占15%～20%，细胞质内占5%～10%。食物中的辅酶q10 主要在脏器 (心脏、肝脏、肾脏)、牛肉、豆油、沙丁鱼和花生等食物中含量相对较高。摄入500g沙丁鱼、1000g牛肉或1250g花生可分别为机体提供约30mg辅酶q10。

1957 年，美国的frederick crane首次从牛心脏的线粒体中分离得到辅酶q10 ; 同年，英国的morton从缺乏维生素a的老鼠肝中得到同一种化合物，并定名为辅酶q10。辅酶q10的发现被誉为营养研究的里程碑。1958 年，merck inc.的karlfolkers确定了其结构并首次用化学方法合成了辅酶q10; 1977年，微生物发酵法生产辅酶q10在日本实现工业化。1978年，peter mitchell用化学渗透理论解释了在能量转换系统中辅酶q10起重要的质子转移作用，并获得了诺贝尔奖。

2. 研究内容和预期目标

2.1 主要研究内容：

本研究立足于国内外研究现状，在生物发酵，生物化学研究等基础上相互结合发展探究，利用白色链霉菌菌丝处理过后的产物来替代发酵培养基中的酵母膏与蛋白胨，以期获得经济又高产的产辅酶q的方式。具体研究内容如下：

1）研究确定白色链霉菌菌丝的处理方法，料液比，处理所用的酸，高温处理温度，高温处理时间，碱处理所用的碱，各自做两组平行，处理，放置消化炉处理后，用凯氏定氮仪测定不同处理方式所得的氨基氮含量。

3. 研究的方法与步骤

3.1 主要研究方法：摇瓶发酵。

3.2 发酵工艺流程：菌种母斜面→菌种子斜面→液体种子→摇瓶种子→发酵生产→离心分离菌体→提取辅酶Q10并进行数据分析。

3.3 研究技术路线：根据2.1的总体思路，本研究提出如下所示的研究技术步骤。通过改变培养基中的氮源定向选育辅酶Q10高产菌株，以此来得到最佳培养基，以期提高辅酶Q10产量。

3.4 实验方法：

1）研究确定白色链霉菌菌丝的处理方法，料液比，处理所用的酸，高温处理温度，高温处理时间，碱处理所用的碱，各自做两组平行，处理，放置消化炉处理后，用凯氏定氮仪测定不同处理方式所得的氨基氮含量。

2）用以上测得的氨基氮含量最高的处理方式处理白色链霉菌菌丝，获得的溶液待用。确定最好的处理方式为加入四倍质量蒸馏水稀释，加热溶解。以5moL/L的硫酸处理使菌丝溶液ph为1，在120度高压灭菌锅中处理40分钟使其水解。8000r/min离心20min获得上清，重复以上步骤两次，取得上清，用氢氧化钠调节ph至6.8，测得最终得到的溶液量和所需要的菌丝量之比为7:2。

3）将最佳预处理法得到的白色链霉菌菌丝代替酵母膏进行不同浓度梯度的发酵，30℃，200r/min的条件下培养，72h后提取辅酶Q_10，测定含量，获得高产菌株。

将最佳预处理法得到的白色链霉菌菌丝代替蛋白胨进行不同浓度梯度的发酵，30℃，200r/min的条件下培养，72h后提取辅酶Q_10，测定含量，获得高产菌株。

由于菌丝处理物中氨基氮含量不高，无法同时替代蛋白胨和酵母膏，因此只分别替代。

4）利用摇瓶分批发酵试验，单因素试验考察白色链霉菌菌丝，MgSo₄ 7H₂O，葡萄糖对该菌株生长和辅酶Q10合成的影响。筛选出发酵培养基中影响细胞生长和辅酶Q₁₀产量的最优条件。

4. 参考文献

[1] 张百刚,张善宝.生物防腐剂在食品加工中的应用研究[j].食品研究与开发,2004，25(6):127-129.

[2] jun h, masakazu h, hiroshi m, yoshikazu i. improved epsilon-poly-l-lysine production of an s-(2-aminoethyl)-l-cysteine resistant mutant of streptomyces albulus [j]. serbutsu kogakkaishi, 1998, 76:487-49.

[3] 于鹏,张兰威,许倩,韩雪.亚硝基胍诱变选育丁二酮高产菌株[j].乳业科学与技术，2006,120(5):218-220.

5. 计划与进度安排

1）2022-03-01～2022-03-19：查阅资料撰写开题报告；

2）2022-03-20～2022-04-10：斜面培养基制备与菌种的活化；

3）2022-04-11～2022-04-30：白色链霉菌菌丝的处理方法确定；