探究聚β-羟基丁酸酯高产菌株的选育及发酵和提取工艺研究

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1、分类号：TQ939密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文聚β-羟基丁酸酯高产菌株的选育及发酵和提取工艺研究季爱云申请学位级别：硕士学位专业名称：化学工艺指导教师姓名：崔志芳职称：副教授山东科技大学二零一零年五月论文题目：聚β-羟基丁酸酯高产菌株的选育及发酵和提取工艺研究作者姓名：季爱云入学时间：2007年9月专业名称：化学工艺研究方向：新材料制备与应用指导教师：崔志芳职称：副教授论文提交日期：2010年5月论文答辩日期：2010年6月授予学位日期：BREEDING,FERMENTATIONANDEXT

2、RACTIONOFHIGHPOLY-β-HYDROXYBUTYRATEPRODUCTIONSTRAINADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFENGINEERINGfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyJiAiyunSupervisor:AssociateProfessorCuiZhifangCollegeofChemicalandEnvironmen

3、talEngineeringMay2010声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTech

4、nology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要摘要聚β-羟基丁酸酯（PHB）是微生物在营养失衡的条件下贮存的内源性高分子聚合物，除具有与化学合成塑料相似的性质外，还具有生物相容性和生物可降解性，故可作为生物可降解塑料的原料。在“白色污染”日益严重

5、的今天，由微生物发酵法生产PHB成为国内外研究的热点。通过尼罗蓝平板荧光法，结合苏丹黑染色法，从污水中初筛到PHB产生菌。摇瓶发酵复筛，13号菌产PHB能力较强，PHB产量为0.57g/L，将其作为进一步研究的出发菌株。对13号菌株的细胞形态、培养特征、生理生化特征以及对各种碳源和氮源的利用情况进行了研究，根据《伯杰细菌鉴定手册》初步鉴定菌株为动胶菌属（Zoogloeaitzigohn），将其命名为Z-13。对Z-13进行紫外诱变育种：紫外灯功率12W，垂直照射距离10cm，照射时间110s。在产PHB能力显

6、著提高的突变菌中，14号菌遗传稳定性最佳，命名为uZ-14。uZ-14的PHB产量为0.78g/L，比诱变前提高了36.84%，将其作为发酵条件研究的菌株。对uZ-14产PHB发酵培养条件优化结果表明，最佳碳源为葡萄糖，最佳氮源为硫酸铵。最佳发酵培养基（g/L）：葡萄糖10，MgSO4·7H2O0.2，K2HPO41.5，Na2HPO4·12H2O1.8，(NH4)2SO40.2，CaCl2·2H2O0.01，微量元素溶液1ml。最佳发酵条件为：装液量30ml/250ml三角瓶，pH7.2，30℃，接种量3%

7、，150r/min振荡培养48h，PHB产量达到1.08g/L，比优化前提高38.46%。对发酵后菌体的PHB提取方法进行了研究，SDS/NaClO-氯仿提取PHB效果最佳，菌体干重/SDS溶液（w/v）1%，30℃处理20min（SDS溶液浓度4g/L），离心取沉淀，加入与SDS溶液相同体积的NaClO溶液（活性氯浓度为2.84%，pH为12），30℃处理20min，离心取沉淀，氯仿抽提后PHB含量可达40.25%，分子量为1206205，在获得较高的PHB提取率的同时又避免了PHB的降解。提取所得样品经紫

8、外光谱、红外光谱和气相色谱等手段进行了定性分析，结果表明，经微生物法发酵所得的样品与PHB标准品一致，可作为原料用于生产生物可降解塑料。山东科技大学硕士学位论文摘要关键词：聚β-羟基丁酸酯（PHB），选育，动胶菌，发酵，提取山东科技大学硕士学位论文摘要ABSTRACTAsanendogeneticmacromolecularpolymeraccumulatedinmicroorganismunder