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利用耐單寧的黑曲霉突變株AA120從橡子淀粉中生產檸檬酸

作者:天木生物 發布時間:2018/12/26 瀏覽量:1567

利用耐單寧的黑曲霉突變株AA120從橡子淀粉中生產檸檬酸

Applied Biochemistry and Biotechnology

  本期向您推薦中國林業科學院林產化學工業研究所張寧研究團隊發表在《Applied Biochemistry and Biotechnology》上的一篇文章,原文題目為:Citric Acid Production from Acorn Starch by Tannin Tolerance Mutant Aspergillus niger AA120。

文章簡要內容如下:

  橡子是殼斗科種子的總稱。其營養成分十分豐富,通常被用來做成各類食物及飼料,但作為林業生產的原料,其研究和利用尚在起步階段,所以待研發空間巨大。根據用玉米和木薯淀粉制造燃料乙醇的成熟技術,也可以用橡子淀粉為原料生產一些化工品。檸檬酸是世界上通過生物發酵生產的最多的有機酸,全球年需求量為100萬噸,目前生產檸檬酸的原料中最主要的是淀粉,但是隨著最近幾年土豆價格的大幅上漲,因此需要充分利用生物資源并且開發一種能夠用來生產檸檬酸的新原料,比如橡子淀粉。但是如果要用橡子淀粉生產檸檬酸,由于其含有的單寧能抑制菌株和酶的活性,所以發酵前必須除去單寧,并且盡可能增加菌株對單寧的耐受性。目前世界上80%的檸檬酸都是由黑曲霉發酵生產的,并且多年來處理黑曲霉一直用的是傳統的誘變方法諸如Co-60和其它化學制劑,致使黑曲霉已對這些方法有了很高的耐受性。因此,用新型的常壓室溫等離子體(ARTP)去誘變A.niger具有重大的現實意義。

  本研究中,以橡子淀粉為新材料,通過利用耐單寧的黑曲霉突變株A.niger AA120發酵生產檸檬酸。首先用常壓室溫等離子體(ARTP)誘變然后通過單寧梯度馴化得到A.niger AA120。ARTP實驗得到了雙馬鞍形的存活率曲線,通過設定誘變培植時間為100s使得正突變率達到了63.6%。相比于出發菌株,在含有20.0g/L單寧的培養基中,接種量為8%,起始pH為6.2,搖床轉速為250r/min,突變株A.niger AA120生物量增加了43.76%,達到了32.9g/L,檸檬酸生產量提高了20.34%,達到了130.8g/L。

  近年來,ARTP已經成功應用于多種微生物菌株的選育,它能在大氣壓下產生多種分布均勻,高活性的粒子,這些粒子能瞬間作用于微生物細胞內的DNA鏈上,然后通過不完全的基因修復過程引起基因突變。等離子體溫度接近室溫,可以避免高溫對微生物造成的熱損傷;此外,ARTP還具有設備簡單、操作方便、運行成本低等優點。本研究為A.niger的突變篩選以及用橡子淀粉作為檸檬酸工業發展的新原料提供了一種參考方法。

文章精彩內容如下:


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圖2 注入N+后Aspergillus niger的突變率

Fig.2 Mutation rate of Aspergillus niger implanted by N+.


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表1 高產突變株A.niger AA120的遺傳穩定性

Tab.1 The genetic stability of high productive mutant A.niger AA120.


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圖4 ARTP誘變A.niger對單寧的耐受性

Fig.4 Effect of ARTP mutagenesis on tannin tolerance of A.niger.


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圖6 用A.niger AA120和A.niger 3.0421處理橡子淀粉生產檸檬酸的發酵曲線

Fig.6 Fermentation curves of citric acid produced from acorn starch by A.niger AA120 and A.niger 3.0421.


本文由天木生物整理,中文內容僅供參考,一切內容以英文原文為準。歡迎轉發朋友圈,如需轉載,請郵info@biobreeding.com。

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