填充床固态发酵生物反应器模拟研究进展

数学模型是固态发酵生物反应器设计、优化和操作的重要工具,它不仅可以指导SSF过程生物反应器的设计和操作,而且可以深入分析发酵系统内的各种现象从而控制整个发酵过程。文章分析近几年固态发酵填充床生物反应器的拟均相假设模拟模型、非均相假设模拟模型和间歇混合填充床生物反应器模拟模型,对模拟结果进行讨论,深入分析如何用数学方法描述SSF系统的传热传质模型。在分析填充床固态发酵底物床层的系统组成及其性质的基础上,提出利用多孔介质体积平均理论研究SSF系统传热传质过程的可能性。     

黑曲霉B0201固态浅盘生料发酵产单宁酶工艺研究

通过单因素实验,对黑曲霉B0201固态生料浅盘发酵产胞外单宁酶进行了研究.结果表明:最佳发酵工艺为接种龄为30h,接种量为20%,五倍子含量为30%,固液比为1.6∶1,培养温度为0～48h、35℃,48h～96h、25%,96h～120h、30℃,装量为100g,培养期间每隔24h搅拌一下,单位酶活达21.08U.     

固态发酵技术的研究进展

为了对固态发酵机理有进一步的认识,介绍了固态发酵的优点,并对温度、pH值和水活度等工艺控制参数进行了讨论,同时主要对浅盘式反应器、转鼓式反应器、填充床反应器和流化床反应器等固态发酵设备进行了应用研究,最后展望了固态发酵技术的发展前景.     

固态发酵黑曲霉产单宁酶发酵条件研究

经紫外线诱变黑曲霉菌株筛选出1株高产单宁酶的黑曲霉B0201,利用五倍子为诱导物,固态发酵该菌株得到的单宁酶活力有较大提高。单因素优化试验表明,五倍子用量为8%,初始水分含量为50%,初始pH6.0,温度30℃为优化产酶条件。在优化的条件下,培养96h后产单宁酶酶活力达到了58.2 U/g(干基)。因此,黑曲霉固态发酵产单宁酶具有很大的研究意义及广阔的应用前景。     

固态发酵废菌棒高产哈茨木霉孢子

以废菌棒为固态发酵主要基质,采用单因素和响应面分析法(RSM)优化哈茨木霉固态发酵生产孢子,最后进行固态发酵放大实验。结果显示:最佳培养条件为接种量(质量浓度)7.5 g/dL,装料量20 g,pH自然,培养温度28℃,发酵周期144 h;响应面分析法优化的理论值为:初始含水质量分数57.07%,淀粉质量分数3.08%,NaNO_3质量分数1.99%,理论孢子产量5.65×10~9个/g,验证实验结果 5.91×10~9个/g,符合理论预测;使用10 L自制固态发酵罐进行放大实验,通风条件下孢子产量显著提高,达到8.20×10~9个/g。     

毕赤酵母单宁酶工程菌在固、液发酵中的性质差异分析

探究固、液发酵方式在重组毕赤酵母单宁酶工程菌的形态、产酶量及酶学特性等方面的差异。研究发现，重组菌株在固、液发酵方式下表现出了较大差异。固态发酵条件下，重组菌株能够积累更多的生物量，当培养48 h后积累的生物量比液态发酵高22.3%；经电镜分析发现，固态条件下，重组菌株个体之间更容易出现聚集，并伴随着有生物膜的产生；在不同甲醇体积分数诱导下，固、液发酵的重组菌株的产酶量均出现了先升高后降低的趋势，而诱导两者最高产酶量的甲醇体积分数却存在差异，分别是2%和3%。进一步研究发现，固、液发酵条件下，重组菌株发酵的单宁酶酶学性质也存在一定差异，固、液态发酵单宁酶的最适反应温度分别为30 ℃和为20 ℃，且酶的热稳定性也有一定提高，其余酶学性质差异不显著。经十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳分析发现，固态发酵生产的单宁酶存在不同的修饰，这可能是造成上述性质差异的原因之一。综上所述，本研究探究了固、液发酵条件下，重组单宁酶毕赤酵母菌株生长及产酶特性的差异，为高效制备单宁酶提供了一定的理论指导。     

红芝固态发酵产漆酶条件研究

对红芝固态发酵产漆酶的培养基和培养条件进行了研究。结果表明,适宜的固态发酵培养基为:以1.5∶1甘蔗渣和麦麸为基质,葡萄糖0.5%、硫酸铵5%、CuSO4.5H2O 0.01%、培养基含水率73%;适宜的固态培养条件为:初始pH值4.0,接种量20%(V∶W),28℃静置培养8 d,酶活达到最高23803 U/g干曲。     

黑曲霉固态发酵及酶解烟梗条件的研究

以黑曲霉h1为菌株,以烟梗为发酵培养基进行固态发酵。以发酵后烟梗中果胶残留率为评价指标,优化了三角瓶固态发酵条件,并进行了正交实验。优化的发酵条件为:培养基含水量为料水比1∶1.2,1000mL三角瓶中装料量为40g,接种量为20%,发酵温度为30℃,发酵时间为6d。在此优化条件下进行验证实验,发酵后的烟梗中果胶残留率为27.32%。采用150L厚层通风池式固态发酵罐对烟梗进行发酵并酶解后,残余烟梗中果胶、淀粉及蛋白质等大分子物质残留率分别为35.19%、25.06%及58.74%,说明大部分大分子物质被一定程度的降解并溶于水中。故通过固态发酵的方法可取得较好的降解烟梗中大分子物质的效果。     

黑曲霉B1401固态发酵茶叶加工废料产单宁酶的研究

为促进茶叶加工废料的高效利用,对黑曲霉B1401利用茶叶加工废料固态发酵生产单宁酶进行初步研究。在单因素研究的基础上,运用Plackett-Burman试验和Box-Behnken响应面法优化黑曲霉B1401固态发酵产单宁酶的最佳工艺条件。结果表明:可溶性淀粉0.48%、氮源比(尿素∶硝酸钠)0.74∶0.26(g/g)、接种量30%、装载量5 g、液固比1.8∶1(mL/g)、发酵温度30℃、发酵时间为99 h,在此条件下单宁酶酶活力可达到46.06 U/g。验证试验值44.02 U/g与模型的预测值基本相符,表明该试验方法适合于黑曲霉B1401的固态发酵工艺。     

双菌种固态发酵木糖渣生产饲料蛋白

研究了木糖渣在厚层通风固态发酵反应器中以Aspergillus niger ZU-11和Candida utilis ATCC 9256固态发酵生产饲料蛋白的工艺，单因素试验的最佳条件为：培养时间为84h，培养温度为32℃，每1m^3湿物料的通风量为1.5m^3/min，料层厚度为10cm。在此条件下，纤维素降解率达到67.7%，真蛋白增加量为6.22%，干基中蛋白质含量由3.56%提高到20.02%，且含有较高活力的纤维素酶。     

利用黑曲霉B1401发酵废弃茶末浸提液产单宁酶的工艺优化

以废弃茶末为原料,接种黑曲霉,以液态摇瓶的形式进行单宁酶生产的研究。通过单因素实验、Plackett-Burman实验及Box-Behnken响应面实验优化黑曲霉B1401液态发酵产单宁酶的最佳工艺条件。结果表明,诱导物为6%单宁酸+3%茶多酚,碳源为复配碳源,即0.746%可溶性淀粉:0.254%蔗糖,氮源为复配氮源,即0.3%尿素:0.7%硝酸钠,接种量为1%,装液量为90 mL/250 mL,转速为140 r·min-1,温度为30 ℃,发酵时间为72 h,此条件下单宁酶酶活可达104.82 U/g。     

纤维素酶产生菌的筛选鉴定和产酶条件优化

筛选得到1株纤维素酶产生菌TC1,根据真菌的分类鉴定方法,鉴定为根霉属菌(Rhizopus sp.)。正交实验确定该菌株的优化培养条件为:稻草采用15%的醋酸预处理,稻草与麸皮比为3:7,固液比为1:3,接种量10%,温度28℃,稀释1倍的Mandels营养液作为培养基液体。在优化培养条件下培养96h,发酵终点时滤纸酶活FPA、CMC酶活分别达到25.5、249.0 U/g(干物质),较优化前的17.8、187.0 U/g(干物质)分别提高了43%和33%。     

Tannase from Aspergillus melleus improves the antioxidant activity of green tea: purification and biochemical characterisation

Tannase is an inducible enzyme used extensively in food, feed, pharmaceutical and chemical industries. In this study, tannase production and its biochemical properties were evaluated. From 42 Aspergillus strains analysed for potential tannase selection, Aspergillus melleus yielded the best results. Production was analysed using a complete factorial planning of 2³. Maximum activity (452.55 U mL^?1) was obtained in the optimal conditions of substrate (5.0 g), initial moisture (60%), tannic acid (2%) and 48 h of fermentation. The molecular weight of the purified enzyme was estimated as 69.52 kDa; its optimum temperature and pH were 40 °C and 5.5, respectively. Regarding the chemical effectors used, tannase was inhibited by ZnCl₂, ZnSO₄, Triton X‐100 and SDS. The addition of tannase to green tea improved its antioxidant potential by approximately 85% when compared to the control. The present results suggest that tannase may be used as an adjuvant to increase the antioxidant potential of green tea.     

采用固定化酵母以带渣的薯干糖化醪进行酒精发酵的研究

研制了海藻酸钙膜片状固定化酵母填充床生物反应器,以带渣的低温蒸煮薯干糖化醪为基质,进行酒精发酵试验,获得了如下结果:淀粉利用率达90％;生物反应器的乙醇生产能力可达32mg乙醇/g凝胶·小时,以床层体积计为9.8g乙醇/l反应器·小时,为传统式酒精发酵罐乙醇生产能力的12倍;操作性能良好,反复活化运转三个月以上,发酵活力未见明显下降。     

黑曲霉B0201生料发酵产单宁酶的提取及酶学性质研究

对黑曲霉B0201利用五倍子为诱导物生料发酵产胞外单宁酶的提取及酶学性质进行了研究.结果表明:硫酸铵两步沉淀的饱和度为40%和90%;该酶的最适温度为40℃,最适pH为5.0,低于60%时的热稳定性高,60℃以上迅速失活.Zn~(2+)、Mg~(2+)、吐温80、EDTA等对酶活力无明显影响,Fe~(3+)、Cu~(2+)、Fe~(2+)、Ba~(2+)、Mn~(2+)、Ca~(2+)、Al~(3+)等对酶有抑制作用.以没食子酸丙酯(PG)为底物,单宁酶的米氏常数Km为0.514mmol/L,Vmax为71.8μmol/L·min.     

发酵法降解油茶粕中茶皂素工艺条件优化

以油茶粕为原料,以茶皂素含量为指标,利用黑曲霉固态发酵降解茶皂素。通过单因素实验确定初始含水量70%,发酵时间84h,添加0.01mol/LHCl溶液4mL,发酵温度33℃,接种量10~7个单孢子/mL,在此条件下茶皂素含量由20.38%降低为3.06%。通过响应面实验对初始含水量、发酵温度、pH、发酵时间4个因素进行优化,其最佳工艺条件为发酵温度34.5℃,初始含水量70%,发酵时间84h,pH4.35,其它条件不变,茶皂素含量为2.04%,降解率达到89.99%。     

蛹虫草固态发酵联产多糖和纤溶酶的工艺优化

以玉米粉作为主要原料,利用蛹虫草固态发酵同时生产多糖和纤溶酶。以多糖含量和纤溶酶活力为指标,通过单因素和正交试验优化了蛹虫草固态发酵培养基和培养条件。结果表明:培养基由玉米粉和麸皮构成,比例为18:2（g/g）,料水比例1:1（m/V）,接入6%（V/m）蛹虫草液体菌种,23℃发酵时间3 d。在优化条件下获得浸提液中的胞外多糖含量为3.23 mg/mL,纤溶酶在血纤维蛋白平板上形成的溶圈面积为169.34 mm2。研究结果为生产蛹虫草功能食品基料提供了基础。