丙酸发酵中氮源类型与组成的优化研究

研究不同氮源类型与组成对丙酸发酵的影响,结果表明:有机氮源优于无机氮源,混合有机氮源优于单一氮源.通过单因素试验和正交试验确定了最优氮源条件为:以酵母提取物与胰酶大豆肉汤为混合氮源,混合比例为2∶1,氮源浓度为22 g/L.氮源经优化后能有效提高丙酸产量,发酵192 h后丙酸产量达22.89 g/L,与未优化氮源时的发酵结果相比提高26.46%.     

薛氏丙酸杆菌产抑菌性代谢物发酵培养基优化

本文利用单因子实验和响应面实验设计对薛氏丙酸杆菌产抑菌性代谢物的发酵培养基组成进行优化,以降低培养基成本和进一步提高代谢物抑菌活性。实验结果表明,玉米浆和大豆蛋白胨可以代替原始培养基中的酵母提取物和胰蛋白胨,通过Box-Behnken实验设计和响应面分析法优化得到了薛氏丙酸杆菌产抑菌性代谢物的发酵培养基组成为葡萄糖8.2g/L,大豆蛋白胨5.1g/L,玉米浆12.7g/L,在此条件下,代谢物抑菌活性的理论值为29.5AU/m L,实际测定值为29.4AU/m L。优化之后,薛氏丙酸杆菌代谢物抑菌性提高了57.2%,培养基成本大大降低。     

响应面法优化产酸丙酸杆菌丙酸发酵条件的研究

采用Box-Behnken设计和响应面分析法(Response surface methodology,RSM),以产酸丙酸杆菌发酵甘油产丙酸的3个关键因素(培养温度、pH和接种量)为自变量,以丙酸产量为响应值,对上述因素的最佳水平范围进行了探讨与优化。实验结果表明,培养温度和pH对丙酸产量有显著性影响,并据此建立了相关的数学模型。得到的工艺参数的优选结果是:培养温度为29.75℃、pH为6.61、接种量为6.15%(v/v),丙酸产量最大预测值为17.96g/L。经过优化,丙酸产量提高了27.9%,实验值与预测值基本相符。     

降解类胡萝卜素菌株的培养基优化

为了提高类胡萝卜素的降解率,对霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei)A20菌株的发酵培养基成分进行响应面优化。通过单因素实验确定了最佳碳源、氮源和无机盐分别为葡萄糖、混合氮源(酵母膏∶蛋白胨=2∶1)和K_2HPO_4,再以这3个因素为考察因子,以类胡萝卜素降解率为响应值,设计了3因素3水平的Box-Behnken响应面分析实验,得到降解类胡萝卜素的最佳培养基组成:葡萄糖8 g/L,混合氮源(酵母膏∶蛋白胨=2∶1)14 g/L,K_2HPO_40.72 g/L。类胡萝卜素降解率从最初的45.7%提高到77.37%,与初始的发酵培养基相比提高了69.30%。说明Box-Behnken实验设计法用于降解类胡萝卜素菌株的培养基优化是可行的,数学模型的预测值与实验观察值相符。     

特基拉芽孢杆菌来源β-1,3-1,4-葡聚糖酶重组菌发酵培养基的优化

为了提高重组大肠杆菌(Escherichia coli BL21DE3)(pET-28a(+)-bgl)发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的能力,研究了发酵培养基中各类碳源及氮源的影响,并通过响应面分析法优化培养基各组分的含量。结果表明,甘油为最适碳源,酵母粉及胰蛋白胨为氮源。优化的培养基组成是:yeast extract终浓度为20 g/L,胰蛋白胨12.5 g/L,甘油14.1 mL/L,KH2PO42.17 g/L,K2HPO42.74 g/L。三角瓶发酵产β-葡聚糖酶酶活(2 978.2 U/mL),与初始培养基(1 671.9 U/mL)相比,提高了1.78倍。研究结果表明,发酵培养基的优化对重组大肠杆菌发酵生产工业酶具有重要作用。     

新型混菌发酵制备丙酸工艺及其优化

以产酸丙酸杆菌和酵母菌为菌种,进行混菌发酵制备丙酸的工艺研究,并探索最优工艺条件.通过单因素实验和正交优化实验确定了最优发酵工艺条件为:酿酒酵母为辅助菌,接种比例为Pa∶Sc=2.5∶1,接种间隔时间为8h,发酵温度为30℃,以NaOH(2mol/L)溶液为中和剂,采用自动流加方式,发酵时间为180h.优化后的混菌发酵工艺能有效提高丙酸产量,丙酸产量达24.16g/L,与纯菌发酵相比提高46.34％.     

木醋杆菌发酵大豆糖蜜产细菌纤维素的研究

利用木醋杆菌1.1812发酵大豆糖蜜,生产细菌纤维素(BC)。采用单因素和响应面法优化发酵培养基,通过傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜和拉伸强度测定仪对细菌纤维的结构和性质进行表征。结果表明,木醋杆菌发酵大豆糖蜜的优化培养基配方:糖蜜可溶性固形物含量4.45°Brix、氮源(m~(蛋白胨):m_(酵母浸粉)=1∶1)24.39 g/L、硫酸镁1.42 g/L、磷酸氢二钠1.95 g/L、柠檬酸0.98 g/L。在此条件下发酵5 d,BC产量为(5.85±0.27)g/L(干基),是基本培养基BC产量【(2.72±0.16)g/L】的2.15倍。与相同条件下基本培养基BC相比,大豆糖蜜培养基不改变BC的化学基团。随着发酵时间的延长,大豆糖蜜BC纤维网状结构愈加致密,拉伸强度显著提高,持水性基本一致(P0.05)。     

解淀粉芽孢杆菌GSB a-1产凝乳酶培养基组成的优化

从甜酒曲中分离筛选得到1株解淀粉芽孢杆菌菌株GSBa-1,为了提高该菌株液态发酵产凝乳酶的能力,采用单因素实验和响应面法优化其产酶培养基组成。通过单因素实验分析了碳源、氮源、金属盐、磷源对菌株GSBa-1产凝乳酶的影响,并采用响应面法对产酶培养基中麦芽糖、蛋白胨和酵母浸粉含量3个主要因素的优化组合进行了定量研究,确定解淀粉芽孢杆菌GSBa-1产凝乳酶的优化培养基组成为:麦芽糖1.93 g/L、蛋白胨10.89 g/L、酵母浸粉2.15 g/L。在此优化培养基培养条件下,该菌株产凝乳酶活力可达(562.57±7.67)Su/m L,接近理论预测值537.10 Su/m L,且平均误差为4.53%。优化后解淀粉芽孢杆菌GSBa-1产凝乳酶活力比基础培养基提高了1.88倍。     

不同氮源和酸醇因子下巴氏醋酸杆菌的生理响应

该研究以大红浙醋中分离出的巴氏醋酸杆菌（Acetobacter pasteurianus）为研究对象，探究不同氮源及酸醇因子对其生长和产酸量的影响，并通过扫描电镜观察、细胞膜流动性、乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶活性测定分析该菌在不同氮源及酸醇因子下的生理响应。结果表明，相比于动物蛋白胨，酵母抽提物更易促进该菌的产酸代谢，酵母抽提物为氮源时产酸量为34.5 g/L，动物蛋白胨为氮源时产酸量仅为8.8 g/L。在耐受范围内，较高体积分数的乙醇易使该菌产酸，且初始发酵时添加0.01 m L/m L乙酸也能提高总酸含量，总酸产量最高提升79.6%。此外，酸醇因子体积分数低或以酵母抽提物为氮源时，菌体细胞易衰老变形；酸醇因子体积分数高或以动物蛋白胨为氮源时，菌体细胞易胁迫变形。同时，发酵初始添加0.01 m L/m L乙酸会提高细胞膜流动性、乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶活性。     

分批补料高密度发酵生产丙酸杆菌素及其结构分析

采用分批补料高密度发酵的方法提高丙酸杆菌素的抑菌活性。从发酵96 h开始,每隔24 h补加2.5 g/L复合碳源（乳酸钠-葡萄糖质量比3∶1）和复合氮源（酵母溶液-玉米酒糟清液体积比1∶30）各100 mL,连续补加5 次后,丙酸杆菌素的抑菌活性从17.6 AU/mL提高到31.2 AU/mL。本研究创新性地将玉米酒糟清液作为发酵氮源代替部分酵母溶液,大大降低了丙酸杆菌素的生产成本。另外,通过红外光谱及蛋白酶敏感实验发现丙酸杆菌素是一种具有抑菌活性的蛋白类物质。本研究结果为丙酸杆菌素的工业化生产及其应用提供一定理论支持。     

碳氮源对Bacillus sp.B_(53)发酵产聚谷氨酸的影响

考察了 8种不同碳源和 7种不同氮源对Bacillussp B53 发酵产聚谷氨酸的影响。结果表明 ,柠檬酸、甘油和硫酸铵是合成聚γ 谷氨酸比较适宜的碳源和氮源 ,前体物质L 谷氨酸的存在是聚谷氨酸高产所必需的。经过正交试验和回归分析 ,确定最佳碳氮源配比为 :L Glu 2 0 g/L ,CTA 9 86 4g/L ,Glycerol 80 36 g/L ,(NH4) 2 SO47g/L ,其他培养基成分有MgSO4·7H2 O 0 5 g/L ,FeCl3 ·6H2 O 0 0 2 g/L ,K2 HPO41g/L ,CaCl2 ·2H2 O0 2 g/L ,MnSO4·H2 O 0 0 5 g/L。在既定发酵条件下 ,Bacillussp B53 在优化培养基上产生γ PGA 19 12 g/L比基础发酵培养上的 8 87g/L提高了 115 5 6 %。     

一株仅产L-乳酸的乳酸乳球菌发酵培养基的优化

为了研究一株分离自新疆牧民家庭自制酸马奶中的乳酸乳球菌KLDS 4.0325产L-乳酸的能力,以L-/D-乳酸试剂盒验证该菌种在发酵过程中所产L-乳酸的光学纯度为100%。利用Plackett-Burman设计法对影响该菌株发酵的培养基主要组分进行筛选,确定影响L-乳酸产量的主要因素为蔗糖、酵母粉、K2HPO4。在此基础上,采用响应面法优化发酵培养基的组成,结果表明：当蔗糖添加量为102.9 g/L、酵母粉添加量为2.5 g/L、K2HPO4添加量为7.9 g/L时,L-乳酸产量最大,可达86.6 g/L,在最优发酵条件下获得的实测值与模型预测值（86.3 g/L）吻合,说明所建立的模型是切实可行的。     

齐整小核菌发酵产胞外多糖的培养基优化研究

为提高齐整小核菌（Sclerotium rolfsii）发酵产胞外多糖能力,该研究对培养基不同碳源、不同氮源和无机盐进行优化,采用单因素试验、最陡爬坡试验和响应面（Box-Behnken）设计试验等方法优选培养基配方。结果表明,最优培养基配方为葡萄糖136 g/L、胰蛋白胨7 g/L、硝酸钠4 g/L、氯化钾0.5 g/L、磷酸氢二钾1.3 g/L、硫酸镁0.4 g/L和硫酸亚铁0.1 g/L。在此优化条件下,多糖产量最高,为（23.76±1.05）g/L,相比原始培养基提高54.42%。     

响应面法优化血红铆钉菇液体发酵培养基

应用Plackett-Burman设计法对影响液体发酵血红铆钉菇菌丝体产量的培养基组分进行筛选,确定影响菌丝体产量的主要因素为蔗糖、蛋白胨和硫酸锌。在此基础上采用最陡爬坡实验结合Box-Behnken响应面法优化血红铆钉菇液体发酵培养基。确定最优培养基配方为:蔗糖45g/L,蛋白胨5.62g/L,ZnSO433.34mg/L,K2HPO41g/L、KH2PO40.5g/L、MgSO40.5g/L。此条件下菌丝体预测产量为9.68g/L,实际试验产量为9.58g/L,证明模型预测具有很好的准确性。     

基于PB试验和响应面分析法对谷氨酸棒杆菌CN1021发酵培养基优化

通过Plackett-Burman试验,得出糖蜜、玉米浆和豆饼水解液对谷氨酸产量有显著影响,通过最陡爬坡试验和响应面分析法对发酵培养基组成进行优化,得到谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)最适发酵培养基组成为葡萄糖30g/L,玉米浆33.9g/L,豆饼水解液19.9g/L,糖蜜30.6g/L,MnSO40.03g/L,FeSO40.03g/L,MgSO42g/L,K2HPO44.5g/L,生物素(VH)0.3mg/L,硫胺素(VB1)0.3mg/L。通过对模型验证实验,谷氨酸产量实际值为111.33g/L,且较未优化的发酵培养基相比谷氨酸产量提高了22.75%。     

木糖发酵产2，3-丁二醇培养基的优化

以2,3-丁二醇得率作为考察指标,运用单因素试验和4因素3水平响应面实验设计方法,研究木糖、氮源、无机盐和金属离子对2,3-丁二醇得率的影响。结果表明,培养基的最佳浓度组合为:木糖为83.4 g/L、酵母粉为20.3 g/L、KH2PO4为10 g/L、K2HPO4为7.2 g/L(、NH4)2SO4 2 g/L、柠檬酸钠4 g/L、MgSO4.7H2O 0.05 g/L、MnSO4.7H2O为0.005 g/L、ZnSO4.7H2O 0.01 g/L、FeSO4.7H2O0.005 g/L、CaCl2 0.057 g/L。利用优化后的培养基进行发酵,2,3-丁二醇得率达0.348 g/g,与初始条件相比,提高了16%;实验结果与模型预测值拟合一致。     

响应面试验优化产琥珀酸放线杆菌GXAS137发酵粗甘油产丁二酸工艺

通过优化产琥珀酸放线杆菌GXAS137发酵粗甘油产丁二酸的培养基,提高丁二酸产量,降低生产成本。先通过单因素试验对粗甘油发酵产丁二酸的电子受体、初始粗甘油质量浓度及氮源进行了优化,再利用响应面试验确定重要参数的最佳水平。结果表明：二甲基亚砜（dimethyl sulfoxide,DMSO）为最适电子受体,玉米浆可替换酵母粉作为氮源,各因素的最佳条件为：初始粗甘油质量浓度55.43?g/L、DMSO质量浓度10.35?g/L、玉米浆质量浓度17.69?g/L。优化后丁二酸产量达到37.02?g/L,丁二酸得率为66.79%,生产强度为0.51?g/（L·h）。与初始条件下丁二酸产量（16.88?g/L）相比,优化后提高了1.19?倍。本研究为微生物发酵粗甘油原料生产丁二酸提供了理论支持。     

高甾醇含量热带假丝酵母细胞的培养条件研究

以大豆油脱臭馏出物为唯一碳源,研究了高产甾醇的热带假丝酵母（Candida tropicalis）1253细胞的培养条件。研究发现,无机氮源培养使得菌体甾醇含量显著高于有机氮源培养。当尿素与牛肉膏复合作为氮源时,菌体甾醇含量最高（7.55%）。最佳培养基配方为：脱臭馏出物50.0 g/L、尿素1.0 g/L、牛肉膏1.0 g/L、甘氨酸0.02 g/L、十二烷基苯磺酸钠0.5 g/L、MgSO4 0.1 g/L、K2HPO4 0.2 g/L、KH2PO4 0.2 g/L。最适培养条件为：初始pH 7.0、摇床转速200 r/min。采用上述最适的发酵条件,按10%（V/V）接种量接入热带假丝酵母1253种子液,30 ℃摇床振荡培养96 h。发酵结束后,经过测定,酵母细胞中甾醇含量为8.83%。     

响应面法优化海洋弧菌产褐藻胶裂解酶发酵培养基

采用响应面法优化海洋弧菌X511的产酶发酵培养基,提高其胞内褐藻胶裂解酶产量。通过单因素试验研究了不同碳源、不同氮源、海藻酸钠、氯化钠、蛋白胨、硫酸亚铁、硫酸镁和磷酸氢二钾对菌株产胞内酶活力的影响,在此基础上,利用Plackett-burman试验确定海藻酸钠、氯化钠、蛋白胨和硫酸镁对胞内酶产量的影响。通过响应面试验构建回归方程,结果表明,最佳发酵培养基成分为海藻酸钠9.0 g/L,NaCl 31.6 g/L,蛋白胨15.0 g/L,MgSO4·7H2O 1.5 g/L。在此条件下,该菌株的胞内褐藻胶裂解酶的活力为（20.65±0.14） U/mL,较优化前的酶活提高了64.4%。     

蛹虫草Cordyceps militaris JN168产虫草素液态发酵条件的优化

利用单因素筛选和响应面法对蛹虫草Cordyceps militaris JN168产虫草素的液态发酵培养基进行优化,以确定蛹虫草产虫草素的最佳发酵培养基配方。结果表明,蛹虫草产虫草素的最佳碳源为葡萄糖,最适质量浓度为40 g/L;最佳氮源为牛肉膏,最适质量浓度15 g/L;加入的无机盐及其添加量分别为MgSO40.76 g/L,K2HPO40.63 g/L,CaCl20.66 g/L,Na2HPO40.67 g/L。优化后发酵液中虫草素质量浓度达到633.47 mg/L,是优化前的6倍。