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D-阿拉伯醇,又称D-树胶糖醇,主要存在于地衣类和蘑菇类中,是一种天然存在的新型功能性五碳醇,是美国能源部推荐的12种高附加值生物基化合物之一,广泛应用于食品、医药以及工业领域。D-阿拉伯醇作为一种高附加值化合物受到了越来越广泛的关注,发酵法制备D-阿拉伯醇作为一种环境友好、经济可行的生产方式受到了越来越高的重视。 本文以实验室保藏的一株产D-阿拉伯醇耐高渗酵母SFA-S1为出发菌株,采用紫外线辐照诱变、硫酸二乙酯诱变以及紫外-硫酸二乙酯复合诱变,通过初筛和复筛获得一株D-阿拉伯醇产量为32.30g/L的突变株UD-3,并对其发酵培养基以及发酵条件进行了优化。 单因素试验结果表明,影响突变株UD-3D-阿拉伯醇产量显著的因素有六种,分别为葡萄糖、酵母膏、硫酸铵、硫酸铜、玉米浆、硫酸锌。为筛选出影响突变株D-阿拉伯醇产量的主要影响因素,并研究各因素间的相互作用,本文采用响应面法对突变株D-阿拉伯醇发酵培养基进行进一步优化,Plackett-Burman实验结果表明,酵母膏、硫酸铵、硫酸锌为影响突变株D-阿拉伯醇产量的主要因素且可信度较高,以Box?-Behnken的设计原理,设计三因素三水平的响应面实验,最终获得该实验条件下突变株发酵D-阿拉伯醇的最优培养基为:葡萄糖200g/L、玉米浆2.50g/L、酵母膏4.05g/L、硫酸铵3.33g/L、硫酸锌1.21g/L、硫酸铜0.20g/L,此时D-阿拉伯醇产量最高为46.67g/L。验证试验表明经培养基优化后突变株UD-3D-阿拉伯醇产量的平均值为46.62g/L,与预测值接近,同优化前的32.30g/L相比,产量提高了44.3%。培养条件优化结果表明,在该实验条件下,突变株产D-阿拉伯醇的最适培养条件为:种龄18h、接种量2%、培养温度28℃、转速180r/min。 为迸一步提高突变株D-阿拉伯醇产量,本文研究了不同添加物对突变株D-阿拉伯醇产量的影响,结果表明:在发酵培养基中添加氧载体正十二烷,6-磷酸葡萄糖脱氢酶酶活促进剂盐酸吡硫醇,可以改变真菌细胞膜通透性的两性霉素B以及H2O2均能提高D-阿拉伯醇产量,在该实验中其最适添加量分别为2%、0.15%、2.55mg/L、0.03%;但在发酵培养基中添加酶抑制剂碘乙酸、氟化钠均对突变株D-阿拉伯醇的合成有抑制作用;使用氯化钠、PEG、赤藓糖醇作为渗透压调节剂时,突变株D-阿拉伯醇合成均受到抑制。