谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TG酶)被譽為“21世紀超級黏合劑”,TG酶可來源于動植物組織以及通過微生物發(fā)酵獲得,其中茂原鏈霉菌(放線菌)是食品行業(yè)中常見的TG酶生產(chǎn)菌株。某科研團隊通過一系列實驗,優(yōu)化了茂原鏈霉菌的發(fā)酵培養(yǎng)基,所用培養(yǎng)基種類及營養(yǎng)成分配比如表(酵母膏作用復合,既有氮源也有碳源)。
培養(yǎng)基成分/種類 |
斜面保存培養(yǎng)基 |
液體種子培養(yǎng)基 |
基礎發(fā)酵培養(yǎng)基 |
可溶性淀粉 |
20g/L |
20g/L |
30g/L |
蛋白胨 |
- |
20g/L |
30g/L |
酵母膏 |
- |
2g/L |
2g/L |
(NH4)2SO4 |
- |
- |
- |
KNO3 |
1g/L |
- |
- |
MgSO4?H2O |
0.5g/L |
2g/L |
2g/L |
K2HPO4?H2O |
0.5g/L |
2g/L |
2g/L |
NaCl |
0.5g/L |
- |
- |
FeSO4?H2O |
0.01g/L |
- |
- |
瓊脂 |
20g/L |
- |
- |
pH |
7.2~7.4 |
7.0 |
7.0 |
回答下列問題:
(1)完成培養(yǎng)基的配制后,常利用
高壓蒸汽滅菌鍋
高壓蒸汽滅菌鍋
(實驗器具名稱)進行15~30min的濕熱滅菌。
(2)基礎發(fā)酵培養(yǎng)基中,能夠作為氮源的物質(zhì)有
蛋白胨、酵母膏、(NH4)2SO4
蛋白胨、酵母膏、(NH4)2SO4
,實驗所用菌種需先在斜面保存培養(yǎng)基上活化,轉(zhuǎn)入液體種子培養(yǎng)基中振蕩培養(yǎng)48h后,才能完成菌種的擴大培養(yǎng)。請選擇合適的接種工具
接種環(huán)
接種環(huán)
(“接種環(huán)”“涂布器”或“接種環(huán)+涂布器”),振蕩培養(yǎng)的目的是
增加培養(yǎng)液中的氧容量以滿足細胞呼吸的需求,使菌種與培養(yǎng)液中的營養(yǎng)成分接觸更充分
增加培養(yǎng)液中的氧容量以滿足細胞呼吸的需求,使菌種與培養(yǎng)液中的營養(yǎng)成分接觸更充分
。
(3)將菌種從液體種子培養(yǎng)基中轉(zhuǎn)移到發(fā)酵培養(yǎng)基上進行發(fā)酵培養(yǎng),才能產(chǎn)生TG酶,發(fā)酵培養(yǎng)基的碳源、氮源種類及其質(zhì)量濃度均可對茂原鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)生TG酶有影響,現(xiàn)欲探究麥芽糖、蔗糖、葡萄糖、甘油、可溶性淀粉這幾種碳源中最適宜的碳源,請簡要敘述實驗思路
在基礎發(fā)酵培養(yǎng)基成分配比的基礎上,將“可溶性淀粉”替換為其他種類的碳源,在適宜且相同的條件下培養(yǎng)一段時間后,測定TG酶活性以及茂原鏈霉菌的生物量,每種碳源對應的培養(yǎng)基設3組重復,取平均值,再對數(shù)據(jù)結(jié)果進行處理、分析,最終得出結(jié)論
在基礎發(fā)酵培養(yǎng)基成分配比的基礎上,將“可溶性淀粉”替換為其他種類的碳源,在適宜且相同的條件下培養(yǎng)一段時間后,測定TG酶活性以及茂原鏈霉菌的生物量,每種碳源對應的培養(yǎng)基設3組重復,取平均值,再對數(shù)據(jù)結(jié)果進行處理、分析,最終得出結(jié)論
。
(4)通過實驗,研究團隊將葡萄糖確定為最適宜的碳源,并進一步探究較適宜的葡萄糖濃度,如圖所示,發(fā)酵培養(yǎng)基中,葡萄糖較適宜的質(zhì)量濃度是
40
40
g/L,當質(zhì)量濃度為50g/L時,酶活性急劇下降,生物量也幾乎沒有增加,原因可能是
過多的碳源可能會導致培養(yǎng)基的滲透壓或pH發(fā)生改變,不利于菌株生長和產(chǎn)酶(碳源分解代謝物可能會抑制TG酶的合成)
過多的碳源可能會導致培養(yǎng)基的滲透壓或pH發(fā)生改變,不利于菌株生長和產(chǎn)酶(碳源分解代謝物可能會抑制TG酶的合成)
。