簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 陳信良
Chen, Shen-Liang
論文名稱: 以半連續式醱酵探討鏈球菌生產玻尿酸之程序
Study on Streptococcal Production of Hyaluronic Acid by Fill-and-Draw Fermentation
指導教授: 陳特良
Chen, Ted-Liang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 化學工程學系
Department of Chemical Engineering
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 71
中文關鍵詞: 半連續式鏈球菌醱酵玻尿酸
外文關鍵詞: fill-and-draw, Streptococcus zooepidemicus, fermentation, hyaluronic acid
相關次數: 點閱:76下載:1
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本論文為探討以半連續式(Fill-and-Draw)醱酵方式培養Streptococcus zooepidemicus ATCC 39920生產玻尿酸。研究發現半連續式操作中培養基組成為不可或缺的;當培養基組成缺乏必需胺基酸成分時,將導致半連續式實驗無法連續地操作。另外,從實驗結果顯示半連續式實驗可連續地操作,其選擇培養基置換之時機是重要的,吾人建議置換時機應選擇在對數生長期末期。

    Hyaluronic acid production by Streptococcus zooepidemicus ATCC 39920 was performed in a batch fill-and-draw culture. Medium composition was prerequisite for performing fill-and-draw. The deficiency in essential amino acid would result in unrepeatable operation. The timing of medium replacing was important for performing fill-and-draw operation repeatedly. It was suggested that the medium should be replaced at the late log phase of cell growth.

    總目錄 中文摘要(I) 英文摘要(Ⅱ) 誌謝(Ⅲ) 總目錄(Ⅴ) 表目錄(Ⅸ) 圖目錄(Ⅹ) 符號(ⅩⅢ) 第一章 緒論(1) 1-1 前言(1) 1-2 玻尿酸的發現與結構(2) 1-2-1 玻尿酸的發現(2) 1-2-2 玻尿酸的結構(2) a. 一級與二級結構-重複雙醣單位(2) b. 三級結構-玻尿酸在水溶液的網狀結構(4) 1-3 玻尿酸的來源(4) 1-4 玻尿酸的生化合成(6) 1-5 玻尿酸的理化性質(8) 1-5-1 玻尿酸的黏彈性質(8) 1-5-2 玻尿酸的異化作用(8) 1-5-3 玻尿酸的排除效應(9) 1-5-4 玻尿酸鈉鹽在水溶液中的熱穩定性(9) 1-5-5 玻尿酸對組織內滲透壓的影響(9) 1-5-6 分子量對玻尿酸性質的影響(10) 1-6 玻尿酸的應用(10) 1-6-1 玻尿酸於醫學方面的應用(11) a. 眼科黏性手術的應用(11) b. 黏性補充物質的應用(11) c. 創傷癒合、止血方面的應用(12) d. 藥物載體方面的應用(12) 1-6-2 玻尿酸於化妝品方面的應用(13) 1-6-3 玻尿酸於保健食品方面的應用(13) 1-7 醱酵策略(14) 1-8 研究動機與目的(16) 第二章 實驗材料與方法(17) 2-1 菌株及藥品(17) 2-1-1 菌株(17) 2-1-2 實驗藥品(17) 2-2 實驗儀器與裝置(18) 2-2-1 實驗儀器(18) 2-2-2 實驗裝置(18) 2-3 培養基組成(24) 2-3-1 前培養基組成(24) 2-3-2 主培養基組成(24) 2-3-2 置換培養基組成(24) 2-4 實驗方法(26) 2-4-1 菌體的活化前培養和保存(26) 2-4-2 醱酵實驗(27) a. 批次操作(27) b. 半連續式(Fill-and-Draw)操作(28) 2-4-3 實驗流程(29) 2-5 分析方法(31) 2-5-1 菌體濃度分析方法(31) 2-5-2 玻尿酸含量的測定(32) 第三章 結果與討論(37) 3-1 批次醱酵(37) 3-2 半連續式醱酵---固定時間間隔置換(37) 3-2-1 停滯期第8小時以固定每2小時為基準置換600ml醱酵液(37) 3-2-2 對數期第7小時以固定每2小時為基準置換910ml醱酵液(41) 3-3 半連續式醱酵---固定菌體濃度置換(43) 3-3-1 停滯期第8小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液(43) 3-3-2 對數期第7小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液(45) 3-3-3 對數期第6小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液(45) 3-4 綜合比較(49) 3-4-1 細胞型態的問題(49) 3-4-2 攪拌剪應力的影響(51) 3-4-3 培養基組成的問題(52) 3-5 批次醱酵(二)(57) 3-6 半連續式醱酵(二)---固定菌體濃度置換(58) 3-6-1 對數期第8小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液(58) 3-6-2 停滯期第9小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液(62) 3-6-3 對數期第8小時以固定菌體濃度為基準置換1000ml醱酵液(65) 第四章 結論(68) 參考文獻(69) 表目錄 表2-1 儀器與裝置(19) 表2-2 TSB培養基的成分(25) 表2-3 主/置換培養基的成分(25) 表3-1 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:對數期第7小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液之操作(48) 表3-2 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:對數期第6小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液之操作(48) 表3-3 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:對數期第7小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液之操作,置換培養基中額外添加10%前培養基組成56 表3-4 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:對數期第8小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液之操作(61) 表3-5 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:停滯期第9小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液之操作(64) 表3-6 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:對數期第8小時以固定菌體濃度為基準置換1000ml醱酵液之操作(67) 圖目錄 圖1-1 玻尿酸的一級結構(雙醣單位)(3) 圖1-2 玻尿酸的二級結構(3) 圖1-3 玻尿酸分子在其生理等張溶液中的三級結構(5) 圖1-4 玻尿酸之生物合成途徑(7) 圖1-5 UDP-GlcA以及UDP-GlcNAc生成玻尿酸的示意圖(7) 圖2-1 批式醱酵裝置與控制系統(22) 圖2-2 半連續式(Fill-and-Draw)醱酵裝置與控制系統(23) 圖2-3 批次與半連續式醱酵實驗之流程圖(30) 圖2-4 對數期階段菌體濃度檢量線(33) 圖2-5 停滯期階段菌體濃度檢量線(34) 圖2-6 葡萄糖醛酸濃度檢量線(36) 圖3-1 批次醱酵實驗(38) 圖3-2 批次醱酵實驗;(比生長速率)(38) 圖3-3半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:停滯期第8小時以固定每2小時為基準置換600ml醱酵液之操作(40) 圗3-4 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:對數 期第7小時以固定每2小時為基準置換910ml醱酵液之操作(42) 圖3-5 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:停滯期第8小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液之操作(44) 圖3-6 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:對數期第7小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液之操作(46) 圖3-7 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:對數期第6小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液之操作(47) 圖3-8 批次醱酵實驗:對數期階段細胞之型態(50) 圖3-9 批次醱酵實驗:停滯期階段細胞之型態(50) 圖3-10 第二次批次醱酵實驗:對數期階段細胞之型態(50) 圖3-11 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:對數期第6小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液之操作,攪拌轉速600rpm改成800rpm(53) 圖3-12 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:對數期第7小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液之操作,置換培養基中額外添加10%前培養基組成(55) 圖3-13 批次醱酵實驗(二)(59) 圖3-14 批次醱酵實驗(二);(比生長速率)(59) 圖3-15 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:對數期第8小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液之操作(60) 圖3-16 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:停滯期第9小時以固定菌體濃度為基準置換500ml醱酵液之操作(63) 圖3-17 半連續式醱酵中操作時機、操作方式與置換體積量之關係:對數期第8小時以固定菌體濃度為基準置換1000ml醱酵液之操作(66)

    Armstrong, D. C., Cooney, M. J. and Johns, M. R., ”Growth and amino acid requirements of hyaluronic-acid-producing Streptococcus zooepidemicus,“ Appl. Microbiol. Biotechnol., 47: 309~312 (1997)

    Bothner, L. M. and Wilk, O., ”Rheology of hyaluronate,” Acta Otolaryn- gol., 44: 25~30 (1987)

    Bentley, J. P., ”Mucopolysaccharide synthesis in healing wounds.” In: Dunphy, J.E., Van Winkle, W. Jr., eds. Repair and regeneration. New York: McGraw-Hill: 151~160 (1968)

    Bitter, T. and Muir, H. M., ”A modified uronic acid carbazole reaction,” Anal Biochem, 4: 330~334 (1962)

    Cooney, M. J., Goh, L. T., Lee, P. L. and Johns, M. R., ”Structure model-based analysis and control of the hyaluronic acid fermentation by streptococcus zooepidemicus: physiological implications of glucose and complex-nitrogen-limited growth,” Biotechnol., 15: 898~910 (1999)

    Denki, K. K., ”Manufacture of hyaluronic acid with Streptococcus equi,” Japanese patent, 924: 93~195 (1993)

    Fong chong, B. and Nielsen, L. K., ”Aerobic cultivation of Streptococcus zooepidemicus and the role of NADH oxidase,” Biochem. Eng. J., 16: 153~162 (2003)

    Hascall, V. C. and Laurent, T. C., ”Hyaluronan: structure and physical properties,” http://www.glycoforum.gr.jp/science/hyalronan/HA01/HA0 1E.html (1997)

    Laurent, T. C., Ryan, M. and Pietruszkiewicz, A., ”Fraction of hyaluronic acid. The polydispersity of hyaluronic acid from the bovine vitreous body,” Biochim. Biophys., 42: 476~485 (1960)

    Laurent, T. C., “Biochemistry of hyaluronan,” Acta Otolaryngol., 42: 7~24 (1987)

    Laurent, T. C. and Fraser, JRE., ”Hyaluronan,” FASEB J, 6: 2397~2404 (1992)

    Meyer, K. and Palmer, J. W., ”The polysaccharide of the vitreous humor,” J. Biol. Chem , 107: 629~634 (1934)

    Ogston, A. G., Preston, B. N. and Wells, J. D., ”On the transport of compact particles through solutions of chain-polymers,” Proc. Roy. Soc., 333: 297~309 (1973)

    O’Regan, M., Martini, I., Crescenzi, F., De Luca, L. and Lansing, M., ” Molecular mechanisms and genetics of hyaluronan biosynthesis,” Int J Biol Macromol, 16: 283~286 (1994)

    Rapport, M. M., Weissman, B. and Linker, A., “Isolation of a crystalline disaccharide, hyalobiuronic acid from hyaluronic acid,” Nature , 168: 996~997 (1951)

    Scott, J. E., Heatley, F. and Hull, W., ”Secondary structure of hyaluronate in solution,” Biochem. J., 220: 197~205 (1984)

    van de Rijn, I., ”Streptococcal hyaluronic acid: Proposed mechanisms of degradation and loss of synthesis during stationary phase,” Journal of Bacteriology, 156: 1059~1065 (1983)

    Weigel, P. H., Forst, S. J. and LeBoeuf, R. D., ”The specific interaction between fibrin(ogen) and hyaluronan: possible consequences in haemostasis, inflammation and wound healing. In: Evered, D., Whelan, J. eds. The biology of hyaluronan, Ciba Foundation Symposium 143. Chichester: John Wiley & Sons: 248~261 (1989)

    黃定國, ”透明質酸之開發與應用”. 菌種保存及研究簡訊, 3: 1~9 (2001)

    三谷, 恗田薰, 須貝哲郎, ”玻尿酸之分子量的保濕能,” 香妝會志, 12: 50~59 (1988)

    凌沛學, 賀豔麗, 郭學平, 侯麗君, 楊曉虹和張天民, ”透明質酸”.中國輕工業出版社 (2000)

    王雲萍, ”生物科技的寵兒─玻尿酸”. 化工資訊, 5: 44~49 (1994)

    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2006-07-28公開
    QR CODE