酵母菌谷胱甘肽合成能力比较及催化条件优化

试验收集培养了9株酵母菌,分别测定他们的细胞生物量和胞内谷胱甘肽(GSH)含量,酿酒酵母SP004细胞干重达到11.39g/L,啤酒酵母TS013胞内GSH含量达到1.5282mg/g湿细胞;验证考察了4种不同提取方法对细胞内GSH含量测定的影响,结果表明,温差破碎法提取效果较好.同时比较9株酵母菌催化合成GSH的能力,结果显示,絮凝酵母SP5 GSH合成酶活力相对较高,酶活达到2.385mg/g湿细胞,每克湿细胞催化前体氨基酸(AA)合成GSH转化率为7.76％.用单因素试验和正交试验分析法研究不同反应液体积与菌体量比、硫酸镁浓度、磷酸钾缓冲液浓度以及葡萄糖浓度对絮凝酵母SP5细胞催化前体AA合成GSH的影响,结果表明,合成GSH的适宜条件为:谷氨酸60mmol/L、半胱氨酸20mmol/L、甘氨酸20mmol/L、七水合硫酸镁20mmol/L、葡萄糖0.5mol/L、pH值为7.0磷酸钾缓冲液100mmol/L,30℃下,160r/min,振荡反应时间6h.在此条件下,絮凝酵母SP5细胞GSH合成酶活力平均达到2.9498mg/g湿细胞,每克絮凝酵母SP5湿细胞催化前体AA合成GSH的转化率平均为9.60％.     

固定化磷脂酶Lecitase? Ultra催化合成果糖月桂酸单酯的研究

利用固定化磷脂酶Lecitase Ultra在脱水叔戊醇中催化合成果糖月桂酸单酯。对该酶法合成果糖单酯反应体系进行了优化,考察了加酶量、酸糖摩尔比、分子筛添加量、糖浓度和时间等几个影响酯化反应的因素。结果表明:在4 mL反应体系中,固定化磷脂酶Lecitase Ultra添加量25 g/L、酸糖摩尔比4:1、果糖250 mmol/L、分子筛添加量100 g/L、43℃下反应48 h果糖月桂酸单酯的转化率达到69.45%。     

固定化磷脂酶Lecitase UItra催化合成果糖月桂酸单酯的研究

利用固定化磷脂酶Lecitase Ultra在脱水叔戊醇中催化合成果糖月桂酸单酯。对该酶法合成果糖单酯反应体系进行了优化,考察了加酶量、酸糖摩尔比、分子筛添加量、糖浓度和时间等几个影响酯化反应的因素。结果表明：在4mL反应体系中,固定化磷脂酶Lecitase Ultra添加量25g/L、酸糖摩尔比4：1、果糖250mmol／L、分子筛添加量100g／L、43℃下反应48h果糖月桂酸单酯的转化率达到69．45％。     

葡萄糖流加方式对黄色短杆菌生产L-亮氨酸的影响

利用30 L发酵罐,研究了黄色短杆菌TK0303生产L-亮氨酸的发酵工艺。考察了初始葡萄糖浓度和发酵过程中3种补料策略(分批间歇流加补料、恒葡萄糖浓度流加补料和DO-在线识别流加补料)对菌体生物量、L-亮氨酸产量、副产物含量及糖酸转化率的影响。最终确定:分批补料发酵的初始葡萄糖浓度为60 g/L,葡萄糖补加采用DO-在线识别流加方式。根据溶氧响应信号的特征反馈控制葡萄糖的流加速率,可实现葡萄糖的限制培养,有效减少了发酵副产物的含量,菌体生物量和L-亮氨酸产量得到显著提高,分别为21.8 g/L和41.3 g/L,且糖酸转化率高达22.4%。     

基于两阶段氨基酸添加的谷胱甘肽发酵高产方法

为提高产朊假丝酵母(Candida utilis SZU 07-01)发酵生产谷胱甘肽(glutathione,GSH)的产量,分别考察L-蛋氨酸和L-半胱氨酸在GSH分批发酵和流加发酵中的作用,结果发现L-蛋氨酸提升了酵母细胞在生长期的GSH合成能力,而L-半胱氨酸显著提高了细胞生长结束后的GSH产量。在此基础上,提出了两阶段氨基酸添加策略,即在分批发酵初始时(0 h)添加60 mmol/L L-蛋氨酸,在流加发酵过程中细胞干质量达到最大值时(第27小时)一次性添加30 mmol/L L-半胱氨酸。最终,GSH产量和胞内GSH含量进一步提高,分别达到1 247.1 mg/L和24.1 mg/g。该两阶段氨基酸添加策略在GSH发酵高产中的成功应用,对其他类似化合物的高效生产具有一定的借鉴意义。     

肉桂醛或柠檬醛调控酵母生长对谷胱甘肽合成的影响

酵母细胞中,合成的谷胱甘肽(glutathione,GSH)通常不能有效分泌,限制了GSH的过量合成;实验考察了酵母培养过程添加肉桂醛、柠檬醛对GSH合成能力的影响。研究发现向发酵培养基中加入一定浓度的肉桂醛、柠檬醛后,酵母细胞生长受到抑制,但细胞分泌GSH能力提高,将调控培养细胞用于酶催化合成GSH,结果显示,经过45μg/mL肉桂醛或100μg/mL柠檬醛调控的细胞,其合成GSH总量相较未处理细胞分别提高了59.3%和46.3%。采用优化发酵策略:葡萄糖初始浓度45 g/L,装液量70 mL/250 mL,震荡培养24h后补加25 g/L葡萄糖,静态培养12 h,其间结合添加肉桂醛和柠檬醛对细胞生长进行调控,发现经45μg/mL肉桂醛或100μg/mL柠檬醛调控后的细胞,其合成GSH总量分别达到580 mg/L和551 mg/L,相较未处理细胞分别提高了107%和96.8%。     

L-C ys与葡萄糖对酵母发酵合成谷胱甘肽的影响

通过在7.5 L发酵罐中,分别以流加葡萄糖和L-半胱氨酸与流加葡萄糖协同作用2种方式研究了酵母对分批发酵生产谷胱甘肽的影响。结果表明,从第7 h开始恒速[1.5 g/(L.h])流加葡萄糖直至发酵结束,发酵24 h后GSH产量达最大,为151.6 mg/L,比流加前提高37%。在恒速流加葡萄糖基础上,当发酵至12 h,向发酵罐中一次性添加3 mmol半胱氨酸,最终GSH产量达最大,为213.3 mg/L,比分批发酵提高了93%。     

常压甘油有机溶剂预处理甘蔗渣的浓醪酶解

为了实现木质纤维素浓醪酶解在低酶载量时的"三高"(高浓度、高转化率和高转化效率),通过利用常压甘油有机溶剂预处理甘蔗渣为底物,筛选合适的基质质量浓度(150 g/L)、纤维素酶添加量(6 FPU/g基质)和添加剂(吐温80,30 mg/g基质)。接着采用分批补料策略使基质质量浓度达到350 g/L,考察了不同加酶方式对分批补料浓醪酶解的影响。酶解72 h酶解液葡萄糖质量浓度达到132 g/L,葡萄糖转化率达到了理论值的60%。结果表明,常压甘油有机溶剂预处理基质具有较好的可酶解性,添加吐温80可以显著提高酶解效率。常压甘油有机溶剂预处理甘蔗渣的分批补料浓醪酶解推动了纤维素乙醇浓醪发酵工业化进程。     

耦合吸附树脂对细胞酶法合成谷胱甘肽的影响

通过静态吸附-解吸试验从3种吸附树脂中筛选出最适合分离谷胱甘肽（GSH）的树脂,将其与酵母渗透细胞耦合,通过补加前体物质,酶法合成GSH。结果表明,在试验的3种树脂中,D301吸附效果最佳。采用单因素和正交试验法,确定酶法合成GSH的优化工艺为：反应2.0 h后添加树脂2.0 g/10 mL,反应3.0 h时补加60%初始浓度的前体物质,最终得到GSH产量1 154 mg/L,与未添加树脂和前体合成法相比GSH产量提高77.5%。     

环糊精葡萄糖基转移酶生产α-熊果苷的反应条件优化及分子改造

选择4种环糊精葡萄糖基转移酶(CGTase)分别为来源于Paenibacillus macerans的α-CGTase,Bacillus circulans 251的β-CGTase,Bacillus stearothermophilus NO_2和Anaerobranca gottschalkii的α/β-CGTase,研究不同种类的CGTase生产α-熊果苷的情况。以麦芽糊精为供体,对苯二酚(Hydroquinone HQ)为受体,通过CGTase和淀粉葡萄糖苷酶的两步酶法反应催化合成α-熊果苷。分别优化不同类型的酶合成α-熊果苷的条件,发现Anaerobranca gottschalkii来源的CGTase在如下最优条件下获得的HQ摩尔转化率最高,为25%:以葡萄糖当量(DE)值为9%~13%的50 g/L麦芽糊精作为供体,8 g/L HQ为受体,缓冲液pH 6.0,在40℃下反应24 h,沸水浴灭活后,加入糖化酶处理,高效液相色谱检测产物。为了进一步提高CGTase对底物的转化率,利用定点突变技术对A.gottschalkii CGTase进行分子改造,得到1个突变体Y299A,在最优的反应条件下突变体的HQ转化率可达40%。     

酿酒酵母发酵生产谷胱甘肽的研究

以诱变获得的酿酒酵母突变株YF(ZnCl2r,Ethr)为试验菌株,通过摇瓶发酵、发酵罐补料分批发酵,对突变株发酵生产谷胱甘肽进行研究.确定发酵罐分批发酵的最佳培养条件为:温度30℃,pH 6.0,接种量为20%,搅拌转速为150 r/min,通气量为250 L/h.在补料分批操作方式下,分别考察了摇瓶培养、发酵罐培养...     

黄嘌呤和谷氨酰胺对枯草芽孢杆菌XGL产腺苷的影响

该研究以枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）XGL为出发菌株,探究黄嘌呤和谷氨酰胺添加量及添加方式对其产腺苷的影响。结果表明,底物中添加100 mg/L黄嘌呤并在发酵16 h后持续向发酵液中流加3 g/L的黄嘌呤溶液200 mL可使腺苷产量达到34.4 g/L,相比于不流加黄嘌呤时腺苷产量（11.2 g/L）提高207%。在此基础上,再向底物中添加6 g/L谷氨酰胺,发酵32 h之后持续向发酵液中流加6 g/L的谷氨酰胺,腺苷产量达到45.8 g/L,相比于不添加谷氨酰胺腺苷产量（34.4 g/L）提高33%。因此,在B. subtilis XGL发酵过程中,可以通过底物添加和流加补料的发酵方式加入一定量的黄嘌呤和谷氨酰胺以提高腺苷产量。     

发酵乳杆菌C6全细胞催化剂的制备及产D-塔格糖催化条件优化

以L-阿拉伯糖异构酶产生菌发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)C6为全细胞催化剂,对其发酵制备工艺以及生物转化D-塔格糖的催化反应条件和细胞透性化学处理方式进行优化。结果表明,菌株C6以最优培养基配方(葡萄糖10 g/L,酵母浸粉20 g/L,蛋白胨20 g/L,无水乙酸钠10 g/L,MgSO₄·7H₂O 0.4 g/L,MnSO₄·2H₂O 0.05 g/L,K₂HPO₄0.4 g/L,L-阿拉伯糖3 g/L,ZnSO₄·7H₂O 0.04 g/L,生物素100μg/L,焦磷酸硫胺素400μg/L)在最优发酵条件(发酵温度37℃、初始pH值7.5、装液量70 mL/150 mL、接种量1%)下培养24 h,生物量(OD_{600 nm}值=1.25)和L-阿拉伯糖异构酶酶活(107.81 U/mL)较优化前分别提高了92.31%和116.44%;全细胞催化剂在优化的催化...     

补料分批发酵生产谷胱甘肽的研究

考察5L 发酵罐中分批补加葡萄糖对发酵生产谷胱甘肽(GSH)的影响。采用20g/L 初糖质量浓度,在发酵12h 至27h 每隔3h 分别补加22、24、24、24、24g/L 和22g/L 葡萄糖,可以使酿酒酵母在发酵33h 时GSH 质量浓度达到72.49mg/L,细胞干质量浓度达到28.52g/L,分别为初糖20g/L 分批培养方式的2.86 倍和4.93 倍。补料分批发酵可以明显促进酿酒酵母生长和提高GSH 的合成。     

赖氨酸发酵工业化研究——赖氨酸流加发酵中氮源浓度的选择及控制模式

以黄色短杆菌(Brevibacteriumflavum)WSHL1为产生菌,研究确定了2.5L罐赖氨酸流加发酵中氮源浓度的初始值及过程控制模式。首先分析了不同初始有机氮源浓度对赖氨酸流加发酵过程菌体生长、产物积累以及微生物稳定性的影响,并得到适宜的初始有机氮源浓度为20g/L;在流加糖液中添加10g/L的有机氮源使发酵产酸和产物对耗糖转化率分别达到109.0g/L和38.5%。在分析pH值反馈控制铵离子浓度时的发酵液硫酸铵浓度变化过程的基础上,提出了葡萄糖浓度反馈控制铵离子浓度的基质流加模式。对铵离子浓度采取复合反馈控制方式后,发酵64h,赖氨酸盐酸盐浓度和产物对葡萄糖的转化率分别达到119.0g/L和40.2%。     

氧应力和前体氨基酸对酿酒酵母生物合成谷胱甘肽的影响

本实验考察了氧应力和前体氨基酸对酿酒酵母HSJB1生物合成谷胱甘肽(GSH)的影响。在酿酒酵母HSJB1发酵过程中,将0.01、0.1、1g/L浓度的双氧水分别在发酵开始、对数期中期、稳定期和产生GSH最高时加入发酵培养基中,结果表明：发酵开始和对数期中期加入0.01g/L双氧水和稳定期和产生GSH最高时加入0.1g/L双氧水对GSH的合成有促进作用,其余的情况都对GSH的合成有抑制作用,GSH含量最高达到43.73mg/L,比添加前GSH含量提高了5.3%,所有的添加双氧水实验都对细胞生长有抑制作用。研究了添加前体氨基酸对菌体生长及GSH合成的影响,随着甘氨酸浓度的增加细胞生长受到抑制,GSH含量减少;随着谷氨酸添加浓度的增加细胞生长和GSH含量变化不大;半胱氨酸对谷胱甘肽的合成有明显的促进作用,其浓度为9mmol/L,GSH含量为67.11 mg/L,比未添加半胱氨酸提高了81.88%。     

前体氨基酸对热带假丝酵母产谷胱甘肽的影响

以能利用木糖发酵产谷胱甘肽(GSH)的热带假丝酵母突变株CV26为实验菌株,分别研究了添加L-半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸3种前体氨基酸对CV26产GSH的影响。在单因素实验基础上,对3种前体氨基酸的添加进行了正交实验,结果表明:在GSH发酵的12h添加6mmol/L的甘氨酸和2mmol/L的谷氨酸,24h添加3mmol/L的L-半胱氨酸,GSH的产量和胞内含量都有较大的提高,分别达到149.28mg/L和20.43mg/g,比对照组分别提高了51.5%和57.8%。