黄原胶发酵实验报告
2006-09-17 16:56:52   来源:不详   评论:0 点击:

[摘要]本月的生物工程大实验是黄原胶摇床以及发酵罐实验。实验结果表明,黄原胶作为一种代谢产物,在约20h、对数生长期后期开始产生,且具体产量与溶氧相关度较大。在本次实验中,发酵罐的溶氧情况略好于摇床,在结果上直接反映为产胶量大以及菌体OD高。但是由于取样点时间间隔较远,不能够很好的反映出更具体的生长态势,在下一次实验中,将尽可能增加取样的次数。
1 实验材料与方法:
1.1 实验材料
1.1.1菌种:产黄原胶菌种,具体菌株名不详
1.1.2培养基
⑴摇瓶实验培养基:
①斜面培养基(g/100mL):
  葡萄糖2.0,酵母浸粉0.1,琼脂0.5,牛肉膏0.3,蛋白胨0.5,pH7.0 ,121℃ 20min灭菌。
②种子培养基:(g/100mL):
  葡萄糖2.0, NaCl 0.3,蛋白胨0.3,KH2PO4 0.1, pH7.0 ,121℃ 20min灭菌。300mL三角瓶装50mL种子培养基。
③发酵培养基:(g/L):
  葡萄糖50.0,蛋白胨6.0,K2HPO4  5.0,MgSO4  0.2,pH7.0 ,121℃ 20min灭菌。500mL三角瓶装100mL发酵培养基。
⑵发酵罐实验培养基:
①斜面培养基(g/100mL):
  葡萄糖2.0,酵母浸粉0.1,琼脂0.5,牛肉膏0.3,蛋白胨0.5,pH7.0 ,121℃ 20min灭菌。
②种子培养基:(g/100mL):
  葡萄糖2.0,酵母浸粉0.1,牛肉膏0.3,蛋白胨0.5,pH7.0 ,121℃ 20min灭菌。5000mL三角瓶装1000mL种子培养基。
③发酵培养基:(g/100mL):
  葡萄糖3.0,酵母浸粉0.1,蛋白胨0.2,KH2PO4  0.3,K2SO4  0.1,Na2HPO4  0.1,MgSO4  0.1,pH7.0 ,121℃ 20min灭菌。
1.1.3培养条件:
⑴摇瓶实验
①接种斜面培养基,30℃恒温培养箱4-10小时活化菌种;
②接种种子培养基,30℃ 220rpm 24h;
③接种发酵培养基,30℃ 220rpm 72h。
⑵发酵罐实验
①接种斜面培养基,30℃恒温培养箱4-10小时活化菌种;
②接种种子培养基,30℃ 220rpm 24h;
③接种发酵培养基,30L发酵罐培养 48h。
1.1.4实验器材:
    试管,300mL三角瓶,500mL三角瓶,5000mL三角瓶,酒精灯,接种环,移液管,灭菌锅,培养箱,摇床,30L发酵罐及配套装置。
1.2 实验方法
    1.分光光度计620nm测菌体OD;
    2.粘度计3号转子20S读数测产胶粘度;
    3.DNS法作葡萄糖标准曲线测残糖;
    4.SBA测残糖;
    5.发酵液用乙醇粗制,80℃烘6h。

2  结果与讨论:
    1 摇床实验
          图一   葡萄糖标准曲线

      从摇床实验结果(表一)中可以看出,经过72小时的发酵,葡萄糖仍有10%左右的剩余,说明菌体还有继续发酵的空间,经过测2号瓶的产胶量,结果表明100mL发酵液产了1.01胶。

         表一  摇床实验结果

 序号

菌体OD(×100

测残余葡糖液OD(×10

残余葡萄糖浓度 g/L

粘度cP

1号瓶

0.091

1.184

5.57

5730

2号瓶

0.106

0.789

3.81

6810

3号瓶

0.106

0.938

4.47

6240

4号瓶

0.094

0.923

4.55

2040

       注:4号瓶在实验过程中被晃倒。SBA法测定残糖为0.7%。
        此外,通过3号瓶和4号瓶对比可以看出,尽管两瓶的菌体生长情况、残余葡萄糖浓度大致相同,但是粘度相差的却很大,说明黄原胶的粘度高低取决于溶氧的好坏,因为黄原胶的粘度和产量也存在正比关系,因此,通过3、4号瓶的对比,我们可以得出结论:溶氧降低会抑制黄原胶产量。

   2 发酵罐实验

          表二  发酵罐实验结果

时刻

菌体OD

 粘度

  残糖

10mL产胶量

0

 

 

1.8

 

8

0.487

 

1.5

0.06

16

1.062

 

0.9

0.07

24

1.3355

720

0.9

0.09

32

1.256

2325

0.4

0.10

40

1.368

3720

0.2

0.11

48

1.341

5820

0.0

0.13


    根据表二所示实验结果,可以看出,菌在20小时左右便进入稳定生长期,此时也是黄原胶开始生成的时期。此后,菌体总数不再发生变化,但是通过粘度的增长我们可以知道这段时期黄原胶开始大量生成,产胶量的一直稳步上升,也反映了此问题。
    由于使用的三号转子测量范围有限,因此在8和16时刻没有能够测出粘度,但从产胶量来说,此时已经有了一定的粘度。
     残糖在16时刻和24时刻的值相同,考虑到前三组残糖和后四组是分别测定的,且两次测定之间仪器进行过一次维修,因此不能够排除由零点漂移的情况,就图中表现的总体趋势而言,可以很明显的看出其下降趋势。早期的下降是由菌体分裂繁殖造成的,后期的则是由于合成了黄原胶。
    将发酵罐实验结果同摇床实验结果相比较,可以看出发酵罐实验中糖消耗几乎完全,且菌体生长情况以及产胶量均略好于摇床实验,说明发酵罐中通过搅拌桨的作用,溶氧效果要好于摇床。

 


 

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