论文摘要
鸟嘌呤核苷（guanosine,鸟苷）商品名称为GR,又名9-13-D-呋喃核糖基鸟嘌呤。其用途十分广泛,是食品和医药产品的重要中间体,可用于合成食品增鲜剂5’-鸟苷酸二钠、呈味核苷酸二钠和核苷类抗病毒药物如利巴韦林、阿昔洛韦等,也是用于制造三磷酸鸟苷钠等药物的主要原料。随着越来越多的企业进入生产利巴韦林、阿昔洛韦和5’-鸟苷酸的行列,国内鸟苷市场需求量激增。本论文以提高鸟苷产量为目标,通过对已分离菌株Bacillus subtilis JSIM-G518进行原生质体紫外诱变,分离得到一株产量较高的突变菌株JSIM-GU-124-19,然后对其发酵条件进行优化以进一步提高鸟苷产量,并对鸟苷补料发酵和调控进行了初步研究。其主要研究内容和结果如下:1.通过对酶解浓度、酶解温度的实验分析,确定了JSIM-G518原生质体形成率与再生率较高的最佳条件:溶菌酶终浓度控制在2.4 mg/mL,酶解温度36℃的水浴中处理40 min。对JSIM-G518原生质体直接进行紫外诱变处理,方法简单、效果好,能在较短时间内较大幅度提高菌种的生产能力、改善菌种性能。本实验的出发菌株JSIM-G518并未缺失核苷水解酶,所以纸电泳测定鸟苷含量时混有了鸟嘌呤,使得鸟苷实际产量降低。为了进一步提高该菌株的生产性能,本实验以原生质体的紫外诱变方式,获得了核苷水解酶缺失的突变菌株,阻止了鸟苷代谢为鸟嘌呤,并进一步获得了磺胺胍,狭霉素C的抗性突变株,解除了终产物的抑制和阻遏,使鸟苷产量达到24.0 g/L。2.采用单因素优化方法对鸟苷发酵培养基成分和培养条件进行了一系列的研究,并在此基础上采用响应面实验方法对发酵培养基中最主要的三种影响因素葡萄糖、酵母粉、豆饼水解液进行了进一步的优化。建立了鸟苷发酵的最优发酵条件:发酵最适pH值为6.4,最适发酵温度为36℃,溶氧控制在40%,并于种子生长时间10 h时转入发酵培养基进行发酵。确立了鸟苷的最优发酵培养基组成:葡萄糖12.5%,酵母粉1.4%,（NH4）2SO4 1.5%,MgSO4 0.5%,KH2PO4 0.4%,谷氨酸钠1.0%,CaCl2 0.2%,豆饼水解液4.0 mL/dL,玉米浆1.7 mL/dL,CaCO3 2.0%。优化后鸟苷的最高发酵产量可达到28.3 g/L。3.通过对鸟苷补料发酵和调控的研究,确立了谷氨酸钠和二噁烷的最佳流加方式和浓度。实验表明,分批加入总量为0.25%的谷氨酸钠较起始时一次性加入1.0%的谷氨酸钠,鸟苷产量没有影响,降低了生产原料成本。在发酵30 h加入终浓度为100 mg/L的二噁烷,缩短了发酵周期,具有显著的经济效益。