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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 菌株XJ01的發(fā)酵優(yōu)化及保鮮效果研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 菌株XJ01是從中草藥植株上篩選獲得的，在前期的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其能分泌一種類似普魯蘭多糖的胞外多糖，具有耐熱、可塑性極強(qiáng)、并且可以直接制成薄膜。
- 詳細(xì)介紹：
- 蕎麥屬雙子葉蓼科蕎麥屬植物，是一種營養(yǎng)全面的醫(yī)食兼用作物，苦蕎粉和葉中含有其它禾谷類作物所不含有的生物類黃酮。植物在受到外界因子如微生物或化學(xué)、物理因索的刺激時(shí)，自身會(huì)發(fā)生防御反應(yīng)。植物為各種各樣的微生物提供生存環(huán)境。植物內(nèi)生菌的分布不僅與植物的種類、基因型有關(guān)，還與植物的生長階段、環(huán)境條件及器官組織有關(guān)。不同植物中分離出的內(nèi)生菌不同，它們?cè)谒拗髦参锟频乃缴暇哂袑Ｒ恍浴Ｗ罱芯勘砻鳎河械膬?nèi)生菌群落可以在宿主種的水平上具有專一性。同一種植物，其內(nèi)生菌的種類和數(shù)量也會(huì)隨植株生長時(shí)間增加而增多。健康植株與脅迫條件下的植株相比，其內(nèi)生菌的種類和數(shù)量都多。生物多樣性越豐富的地區(qū)植物中內(nèi)生菌的種類和數(shù)量也越豐富，生長在熱帶、亞熱帶地區(qū)的植物中內(nèi)生菌的種類和數(shù)量就比生長在干燥、寒冷地區(qū)的植物中的要多[1]。隨著研究領(lǐng)域的不斷拓寬和研究方法的不斷深入，植物內(nèi)生菌的生態(tài)和生理作用及其作為潛在的生防資源和外源基因載體，在農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域中具有巨大應(yīng)用潛力[2]?？梢娭参飪?nèi)生菌是一類重要的微生物資源庫[3]。 目前在微生物學(xué)領(lǐng)域，研究各級(jí)分類單元的最有效手段是多相分類（Polyphasic taxonomy）。多相分類鑒定是將生物的各種信息，包括表型的、基因的(或遺傳型)和系統(tǒng)發(fā)育各方面的數(shù)據(jù)綜合起來，用于種水平及其它分類單元的描述以及檢驗(yàn)各個(gè)分類單元的一致性[4]。多相分類鑒定法克服了以往依賴單一分類方法進(jìn)行分類的不足，被譽(yù)為現(xiàn)代細(xì)菌分類學(xué)的一個(gè)重要里程碑[5]。該法能較為客觀地反映生物間自然系統(tǒng)進(jìn)化的關(guān)系，涉及的數(shù)據(jù)包括表型類、基因型類和系統(tǒng)發(fā)育類。表型信息包括：形態(tài)、生理生化性狀的分析等，屬于傳統(tǒng)研究范疇；基因型信息包括：細(xì)胞DNA或RNA分子的分析，在此涉及許多分子生物學(xué)技術(shù)[6]。表型信息來源于蛋白質(zhì)及其功能、各種不同的化學(xué)標(biāo)記以及大量其他的表型特征；遺傳信息來源于細(xì)菌中的核酸(DNA和RNA)，系統(tǒng)發(fā)育信息也屬于遺傳信息的范疇，但其特指那些被看作是系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化時(shí)種的核酸序列，研究最多的是16S rDNA分子[7]。 目前我國每年果蔬腐爛超過8000萬噸，造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)750億元，占整個(gè)行業(yè)產(chǎn)值的30%以上；因此果蔬保鮮儲(chǔ)藏技術(shù)意義重大，也有利于農(nóng)民增收。目前常用的保鮮方法有低溫法、氣調(diào)法、化學(xué)抑菌法等。這些方法存在投資大、能耗高、果蔬中殘留有害物質(zhì)、保鮮效果差等缺點(diǎn)。而微生物保鮮劑直接發(fā)酵生產(chǎn)獲得，節(jié)能環(huán)保，極具發(fā)展?jié)摿Α＞NXJ01可分泌一種胞外多糖，浸泡后能在果蔬表面形成致密的薄膜，阻止果蔬內(nèi)外交換，抑制果蔬的呼吸作用，減少營養(yǎng)物質(zhì)的交換。通過發(fā)酵優(yōu)化提高胞外多糖的產(chǎn)量，可以提高其保鮮效果。 本實(shí)驗(yàn)通過單因素試驗(yàn)優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基、發(fā)酵溫度、裝液量、接種量和發(fā)酵周期；在此基礎(chǔ)上，利用單因素試驗(yàn)得到優(yōu)化的發(fā)酵條件。在此基礎(chǔ)上研究XJ01胞外多糖作為保鮮劑的使用方法以及保鮮效果。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 菌種XJ01可分泌一種胞外多糖，浸泡后能在果蔬表面形成致密的薄膜，阻止果蔬內(nèi)外交換，抑制果蔬的呼吸作用，減少營養(yǎng)物質(zhì)的交換。通過發(fā)酵優(yōu)化提高胞外多糖的產(chǎn)量，可以提高其保鮮效果。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 自然界中有許多菌株能產(chǎn)生胞外多糖，其中一些種類具有作為保鮮劑的潛力，通過本研究對(duì)內(nèi)生菌的分類鑒定采用了形態(tài)學(xué)，生理生化和分子分類結(jié)合的方法，并優(yōu)化其發(fā)酵培養(yǎng)，對(duì)其產(chǎn)物進(jìn)行了保鮮效果的研究，獲得的數(shù)據(jù)可以為菌株XJ01的研究應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 目前常用的保鮮方法有低溫法、氣調(diào)法、化學(xué)抑菌法等。這些方法存在投資大、能耗高、果蔬中殘留有害物質(zhì)、保鮮效果差等缺點(diǎn)。而微生物保鮮劑直接發(fā)酵生產(chǎn)獲得，具有獨(dú)特的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，其成模型性、成纖維性、阻氣性和粘結(jié)性極好，且易加工、易降解，節(jié)能環(huán)保，極具發(fā)展?jié)摿Α?duì)于果蔬保鮮儲(chǔ)藏技術(shù)意義重大，減少儲(chǔ)存成本，減少果蔬浪費(fèi)，有利于農(nóng)民增收。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 菌株XJ01可分泌一種胞外聚合物，能在物體表面形成致密的薄膜。經(jīng)單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，菌株XJ01的發(fā)酵培養(yǎng)基為甘油2%，豆餅粉0.3%，硝酸鈉0.1%，硫酸鎂0.05%，磷酸二氫鉀0.06%，氯化鈉0.1，發(fā)酵溫度為30℃，裝液量100mL/250mL，搖床轉(zhuǎn)速150rev/min；在此條件下菌株XJ01的產(chǎn)物量為7.3g/L，發(fā)酵周期由原來的120h縮短至現(xiàn)在的72h。 產(chǎn)物性能研究表明，菌株XJ01合成的聚合物不溶于水，微溶于丙酮，能溶于乙醇和氯仿。由于氯仿對(duì)人體有毒害作用，選擇乙醇作為溶劑，將溶解的聚合物涂抹在蘋果表面，在30℃培養(yǎng)箱中放置，3天后稱重。由于菌株XJ01在蘋果表面形成一層薄膜，阻擋了水分的蒸發(fā)，實(shí)驗(yàn)組的失水率比對(duì)照低31%，起到了較好的保水保鮮作用
獲獎(jiǎng)情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- 無
同類課題研究水平概述
- 國外研究現(xiàn)狀：在國外的研究中，目前常用的微生物保鮮劑有普魯蘭多糖等，它的研究工作起始于德國，英國在理論方面做了不少工作，日本在生產(chǎn)和應(yīng)用研究取得了大量的專利。普魯蘭多糖直接發(fā)酵而得，具有獨(dú)特的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，其成模型性、成纖維性、阻氣性和粘結(jié)性極好，且易加工、易降解，是一種很有前途的工業(yè)用多糖。普魯蘭多糖可以涂于果蔬表面，延長果蔬的保鮮時(shí)間和保水性，在世界上已廣泛用于醫(yī)藥制造、食品包裝、環(huán)境保護(hù)、化妝品等領(lǐng)域。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀：我國的微生物保鮮劑的研究及應(yīng)用情況與發(fā)達(dá)國家相比有一定差距，目前國內(nèi)也有普魯蘭多糖生產(chǎn)，但對(duì)高附加值的衍生產(chǎn)品研究尚少，相關(guān)研究也以模仿國外為主；因此加快開發(fā)高附加值的微生物保鮮劑產(chǎn)品是亟待解決的問題。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，糖類資源十分豐富，可為制備微生物保鮮劑提供充足的原料；隨著微生物保鮮劑應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，市場前景良好。
