不同碳氮源配比对脱氮生丝微菌FJNU-R8生长和PQQ合成的影响

为了提高脱氮生丝微菌FJNU-R8生产PQQ的能力,以FJNU-R8为出发菌株,探究了不同碳氮源配比对其生长和PQQ合成的影响。通过探讨4种单一碳源和4种单一氮源对菌株生长和PQQ合成影响的基础上,进一步研究不同配比和不同浓度的复合碳源(甲醇∶甘油)/复合氮源(蛋白胨∶硫酸铵)对菌株生长和PQQ产量的影响。结果表明:以甲醇为单一碳源,OD_(650)仅为4.4,但PQQ产量43 mg·L^(-1),以甘油为单一碳源,OD_(650)可达9.8,但无PQQ产量;以硫酸铵为单一氮源,OD_(650)仅为4.2,但PQQ产量30 mg·L^(-1),以蛋白胨为单一氮源,OD_(650)可达7.7,但无PQQ产量。不同配比的复合碳源可以提高OD_(650),甘油比重越大,最终OD_(650)越高,但PQQ产量很低;不同配比的复合氮源可以提高生长速度,蛋白胨∶硫酸铵为40∶60时PQQ产量65 mg·L^(-1)。复合碳源(甲醇∶甘油为20∶80)的浓度越高,最终OD_(650)越高,但PQQ产量越低;复合氮源(蛋白胨∶硫酸铵为40∶60)浓度高于1 g·L^(-1)时,OD_(650)及PQQ产量无明显变化,最终OD_(650)约为7.5,PQQ产量约为45 mg·L^(-1)。结果显示复合碳源可提高OD_(650),复合氮源可提高PQQ产量,可为后续高产PQQ的碳氮源选择提供理论依据。

吡咯喹啉醌高产菌株选育及发酵优化

吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone,PQQ)是一种红褐色、芳香、三环邻醌的化合物,作为辅因子参与电子传递。在食品、医药和化妆品领域具有重要的应用价值。近几年,微生物发酵法合成PQQ受到了越来越多的关注。该研究以一株具有PQQ生产能力的脱氮生丝微菌(CGMCC 1.12893)为出发菌株,其在摇瓶水平上初始PQQ产量为31.4 mg/L。通过采用常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变和高通量筛选相结合的方法,筛选得到一株PQQ的高产突变菌株,编号为34,其PQQ产量提高至48.4 mg/L,相比原始菌株提高了54.1%。针对该最优突变菌株,在摇瓶水平上对碳源、氮源、金属离子和维生素等成分进行了优化,PQQ产量提高至105.2 mg/L。最后,在5 L发酵罐上对突变菌株进行验证培养,PQQ产量进一步提高至349.8 mg/L。该研究通过随机诱变筛选得到一株高产PQQ突变株,并通过培养基优化及发酵罐验证培养进一步提高了PQQ产量,研究结果为后续建立相应的发酵过程控制策略奠定了基础。