不同温度对β-葡聚糖酶分批发酵动力学的影响

在5 L发酵罐中研究不同温度对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ZJF-15菌体生长、底物消耗和产酶量的影响。分批发酵的工艺条件为:搅拌转速400 r/min、通气量1.0 L/(L·min)、p H 7.0、接种量5%、装液系数0.6、发酵温度35~37℃。结果表明:温度升高会导致反应速率加大、生长代谢加快、生产期提前、酶失活速率加快、发酵周期缩短、最终产酶量减少。实验建立了B.subtilis ZJF-15分批发酵的菌体生长、底物消耗和β-葡聚糖酶产酶的动力学方程。     

Bacillus subtilis ZJF-1A5产中温α-淀粉酶发酵工艺优化

枯草芽孢杆菌是生产中温α-淀粉酶的重要菌株,以B.subtilis ZJF-1A5为生产菌株,对其发酵生产中温α-淀粉酶最佳工艺参数进行优化。采用摇床培养方法对接种量、培养温度、溶氧、溶液pH及发酵结束时间等因素进行优化,并在最优工艺参数下对枯草芽孢杆菌生长及产酶特性进行研究。结果表明,以DE值为18的糊精作为碳源时,Bacillus subtilis ZJF-1A5时最佳工艺参数为:接种量4%,培养温度37℃,初始pH5.0,摇床转速210r/min,培养时间54h。在此工艺条件下对B.subtilis ZJF-1A5生长与产酶特性进行研究,9~15h为对数生长期,15~48h为稳定生长期,48h以后为衰退期;发酵54h后,酶活达到最大值。此研究为B.subtilis ZJF-1A5发酵生产中温α-淀粉酶工业化生产提供重要理论及实践意义。     

餐厨垃圾水解液分批培养酿酒酵母产油脂动力学模型的建立

为提高餐厨垃圾水解液发酵产油脂量,探究其发酵生产规律,以Saccharomyces cerevisiae As2.516为供试菌株,以初始餐厨垃圾水解液加入量90%(V/V)、接种量10%(V/V)、初始pH值6、培养温度30℃、搅拌速率180 r/min、通气量2.5 L/min、发酵周期10 d为基础发酵条件进行1 L发酵罐批式发酵。实验结果表明:S.cerevisiae As2.516发酵过程中菌体生物量的积累呈一条S型曲线,油脂的生产表达与菌体的生长有紧密关联性。基于Logistic方程、Luedeking-Piret方程和物料平衡计算分别构建了该菌株的菌体生长、油脂产物生成、底物还原糖消耗3个分批发酵动力学模型,其中菌体生长动力学模型为:1.0241(1)13.05??dx x xdt、底物还原糖消耗动力学模型为:??0.4787?0.0348?0.1055ds dx dp xdt dt dt、油脂产物生成动力学模型为:?0.2979?0.00406dp dx xdt dt,所构建动力学模型的计算值与实验值拟合效果良好,其相关系数R2分别为0.9979、0.9957和0.9565,模型能揭示餐厨垃圾水解液培养菌体产油脂发酵过程中菌体生长、油脂合成以及底物还原糖消耗的基本特征。     

菌株SFZ-37产鼠李糖脂分批式发酵动力学的初步研究

在5 L磁力搅拌发酵罐上,对铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株SFZ-37生产鼠李糖脂进行分批发酵,并对发酵过程进行监测,pH值在发酵过程中基本维持稳定,发酵结束时,菌体生物量可达4.41 g/L,鼠李糖脂产量达到11.61 g/L,底物甘油残量达到11.69 g/L。根据实验数据构建了菌体生长、产物生成及底物消耗的动力学模型,并采用OriginPro 8.0软件对其进行了非线性拟合。结果表明,建立的动力学模型可以较好的反映菌株分批发酵过程中菌体生长、产物生成和底物消耗三者之间的关系。     

地衣芽孢杆菌ZJUEL31410产胞外弹性蛋白酶的分批发酵研究

为了获得高产弹性蛋白酶的地衣芽孢杆茼ZJUEL1410的分批发酵条件.采用5L生物发酵罐对地衣芽孢杆茵ZJUEL31410胞外弹性蛋白酶的分批发酵过程和发酵条件进行研究.结果发现,弹性蛋白酶的合成与菌体生长部分相关,细胞生长在24 h时达到最大(茵体干重为8.9g/L);发酵6 h时比生长速率(μ)达到最大值0.18,弹性蛋白酶合成在30 h达到最大值373 U/mL;在搅拌速度500r/min,初始葡萄糖质量分数为7.4%条件下,弹性蛋白酶活最高,体系中溶氧最多;提高搅拌功率可改善茵体的代谢过程,加快代谢速率,提高弹性蛋白酶活性.本文为地农芽孢杆茵规模分批发酵和流加发酵产弹性蛋白酶提供试验依据.     

姬松茸发酵条件的优化及其动力学分析

在摇瓶条件优化的基础上对姬松茸分批发酵动力学进行了3 L发酵罐分配发酵研究,基于Logistic和Luedeking Piret方程描述姬松茸菌体生长、胞外多糖、底物消耗的代谢规律。结果表明最适培养条件为转速152 r/min、通气0.58 m3/h、接种量6%、温度24.6℃、p H6.4。在此条件下,胞外多糖含量6.955 g/L,菌体干重1.420 g/100 m L。菌体生长和胞内活性多糖生成是同步的,得到描述分批发酵过程的动力学数学模型和模型参数,同时对实验数据与模型参数进行了验证比较,模型计算与实验结果较好拟合。产活性多糖属于偶联型以及模型可用于预测发酵过程。     

里氏木霉306生物合成组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)5L罐分批发酵条件的研究

以摇瓶分批发酵条件为基础，对基因工程菌株里氏木霉(Trichodermareesei)306进行了5L发酵罐分批发酵条件的研究。确定了适宜的发酵条件：温度为28℃，溶氧浓度控制30％饱和度，pH值在自然状态下进行发酵。以5L发酵罐分批发酵试验数据为依据，对里氏木霉306生物合成t-PA分批发酵动力学进行了研究。应用MATLAB工具软件进行非线性规划，建立了菌体生长、底物消耗和产物合成的发酵动力学模型。     

L-天冬酰胺酶的补料分批发酵

L-天冬酰胺酶(L-Asparaginase,EC 3.5.1.1,L-ASNase)广泛应用于食品和医药领域。为实现重组L-ASNase的高产,在3 L罐水平研究了搅拌转速与补料分批发酵条件对Bacillus subtilis/ASNΔ25/B2菌体生长与产酶的影响。通过优化确定补料分批发酵条件如下:发酵0～8 h搅拌转速:700 r/min;发酵8 h后搅拌转速:900 r/min;发酵16～28 h:恒速流加(18.75 mL/h)蔗糖(800 g/L),恒速流加(32 mL/h)酵母蛋白胨(200 g/L)和玉米浆(80 g/L)混合氮源。基于以上发酵条件,L-ASNase酶活在48 h可达到1 413.6 U/mL,较分批发酵提高了66.2%,生产强度提高了24.6%。研究结果为重组L-ASNase工业化生产提供了基础数据。     

补料发酵枯草芽孢杆菌合成γ-聚谷氨酸的研究

在5L自动发酵罐中,通过分批发酵和补料分批发酵,对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis HCUL-B-115)生物合成γ-聚谷氨酸(γ-PGA)进行研究,以达到高产的目的。结果表明：在分批发酵过程中,在通入空气条件下搅拌转速由150r/min提高至250r/min,发酵结束时γ-PGA产量从11.30g/L提高到30.86g/L;在补料分批发酵过程中,在通入空气条件下,搅拌转速采用250r/min,当糖质量浓度在20g/L以下时,每次补加50mL 糖质量浓度200g/L的玉米糖化液则菌体大量生长,γ-PGA产量提高到52.20g/L。     

发酵罐中生产纳豆激酶的条件与动力学研究

对纳豆杆菌进行了10L发酵罐分批发酵试验,研究发酵罐装液量、接种量、搅拌桨转速对纳豆激酶发酵的影响,并采用Logistic方程、Luedking-Piret方程、Luedking-Piret-like方程描述了发酵中菌体生长、纳豆激酶生成、基质消耗特性。在装液量5L、接种量3%、搅拌桨转速400r/min条件下,发酵得到纳豆激酶活力4 476.25IU/mL,分批发酵过程的动力学模型与实验值拟合度较好。     

地衣芽孢杆菌分批培养降解氯氰菊酯动力学研究

分析10 L发酵罐中地衣芽孢杆菌降解氯氰菊酯的分批培养动力学。以装料系数0.65、体积分数6.25%的接种量、初始pH 7.5、培养温度37 ℃、转速300 r/min为发酵条件,探讨地衣芽孢杆菌B-1分批培养过程中菌体生长、氯氰菊酯降解酯酶合成、底物消耗及氯氰菊酯降解的规律。在Logistic方程、Luedeking-Piret方程、Luedeking-Piret-Like方程及动力学一级模型的基础上进行非线性拟合,建立了菌株B-1菌体生长、氯氰菊酯降解酯酶生成、基质--葡萄糖消耗和氯氰菊酯降解动力学模型。将实验实测值与模型理论值进行比较,结果表明模型能较好地反映菌株分批培养过程的动力学特征。     

两株素食者肠道菌产β-葡萄糖苷酶考察及产酶条件优化

采用对硝基苯基-β-D-葡萄糖苷法,与黑曲霉相比较考察素食者肠道菌LJ-G1、LJ-Q2产β-葡萄糖苷酶能力,再经单因素、响应面试验对菌种的产酶条件进行优化。结果表明:LJ-G1、LJ-Q2菌株均能产β-葡萄糖苷酶,且LJ-Q2产酶能力高于LJ-G1,与黑曲霉相比较,在发酵时间短于64 h时LJ-G1、LJ-Q2产酶能力高于黑曲霉;LJ-Q2菌种的最优产酶条件为:培养基p H 8.0、培养温度38℃、培养时间38 h。在最优条件下进行验证实验,酶活力达到1.70 IU/m L。加入大豆异黄酮原料进行发酵培养,得到游离大豆异黄酮转化率为39.4%。     

抗呋喃唑酮单克隆抗体的制备及其应用

为实现呋喃唑酮（furazolidone,FZD）的快速定量检测,本研究制备了抗FZD全抗原的单克隆抗体,建立了抗FZD的单克隆抗体酶联免疫检测方法。结果表明,FZD单克隆抗体在质量浓度为10～500 ng/mL范围具有较好的线性,IC50值为0.06 μg/mL,最低检测限为6.92 ng/mL,对于其他硝基呋喃类抗生素及其代谢物均不存在交叉反应。该方法重现性较好,平均误差为6.54%,回收率为76.84%～88.31%。     

从长白山阔叶林中筛选β-葡萄糖苷酶产生菌及其酶学性质研究

利用马丁氏培养基富集、PDA培养基纯化和七叶灵培养基显色,从长白山阔叶林中初步筛选出6株产β-葡萄糖苷酶的真菌。对真菌发酵生成的β-葡萄糖苷酶进行提取和纯化,测得10号菌株的β-葡萄糖苷酶活力最高为18.34 U/mL,形态学和分子学结合方法鉴定该菌株为草酸青霉(Penicillium oxalicum)。该菌株所产β-葡萄糖苷酶最适反应温度约为55℃,在温度30、40℃和50℃时较为稳定。最适反应pH值约为5,在pH值为5~6之间相对较稳定。Cu~(2+)对酶活力有较强的抑制作用,而Ag~+有较强的激活作用。     

纳豆激酶高产菌株的选育及固态发酵技术

以枯草芽孢杆菌为出发菌株,选用超声波和紫外线进行诱变处理,根据致死率、突变率与诱变剂量的关系选择合适的诱变剂量,以筛选高产纳豆激酶的优势菌株。实验表明：最佳诱变条件为：超声波45 kHz、280 W,时间60 min,紫外线照射距离30 cm,时间120 s。经多次初筛、复筛,选育出一株命名为BSCZ-4的优势菌株,其纳豆激酶酶活力为原始菌株的1.96 倍。对该菌种进行连续20 代培养,测得其溶解圈直径稳定在18～19 mm之间,表明该突变株遗传特性稳定。并采用Box-Behnken响应曲面法优化其固态发酵工艺条件,结果为：魔芋精粉添加量5%、接种量8%,34 ℃发酵24 h,纳豆激酶活力可达（4 087.83±93.75） U/g。     

好氧堆肥用枯草芽孢杆菌GX2产芽孢工艺优化

芽孢杆菌是好氧堆肥微生物菌剂的重要组成部分,为降低菌剂生产成本、改善其品质及应用效果,对芽孢杆菌产芽孢工艺进行研究。首先,在摇瓶上进行枯草芽孢杆菌GX2的培养基及培养条件优化,在此基础上,在3 L发酵罐中进行分批补料优化研究,进一步提高细胞浓度,最后,通过单因素及正交试验研究,在3 L发酵罐中对产芽孢工艺进行了优化。结果表明,当pH为6.8、温度为50℃和搅拌转速为150 r/min时,发酵液中的活菌数达1.57×10¹⁰CFU/mL,芽孢数达1.32×10¹⁰CFU/mL,芽孢率为84.1%。堆肥用枯草芽孢杆菌GX2的发酵及产芽孢工艺优化可有效提高发酵液中的活菌数及芽孢率,降低菌剂的发酵及生产成本,为后续工业化生产及应用奠定基础。     

解淀粉芽孢杆菌H15产抗菌肽的发酵条件优化和提取方法比较研究

以尖孢镰刀菌为指示菌,无菌滤液抑菌圈直径为考察指标,对解淀粉芽孢杆菌H15所产抗菌肽的发酵和提取条件进行优化。获得优化后的最佳培养基为L-1培养基,最佳培养条件为：接种量3%、初始pH 6.68、培养温度30.79 ℃、培养时间48.61 h、转速160 r/min。在此优化条件下,发酵液抑菌圈直径可高达25.21 mm,比优化前（16.40 mm）提高了53.48%。以4 株玉米中携带的优势霉菌（草酸青霉、串珠镰刀菌、尖孢镰刀菌、黑曲霉）为指示菌,比较分析不同质量浓度硫酸铵沉淀和盐酸沉淀不同有机溶剂抽提对解淀粉芽孢杆菌H15抗菌肽提取的影响,结果均表明盐酸沉淀丙酮抽提法获得的抗菌肽活性最高。     

β-1,3-1,4-葡聚糖酶高产菌诱变选育及基因克隆表达

为获得β-1,3-1,4-葡聚糖酶高产菌株,以高地芽孢杆菌YC-9为出发菌株,通过亚硝基胍(nitrosoguanidine,NTG)和低能N+束诱变育种,筛选和选育得到两株突变株N-2-2和10-30s-3,发酵培养60 h,酶活力分别达到28.6 U/m L和36.1 U/m L,分别是出发菌株的2.36倍和2.98倍,与YC-9菌株相比,突变菌株菌体生长下降但发酵产酶量增加。进一步将β-1,3-1,4-葡聚糖酶克隆并在大肠杆菌中成功表达,经过30℃诱导6 h后,胞内酶活力达79.2 U/m L,为出发菌株的6.5倍。     

大蒜皮降解芽孢杆菌属细菌J-5发酵条件优化

利用响应面法对芽孢杆菌属细菌J-5菌株产羧甲基纤维素酶（carboxymethyl cellulase,CMCase）的发酵条件进行优化。通过单因素试验,研究了氮源、碳氮比、初始pH值、料水比、发酵温度、发酵时间、辅助碳源等对产CMCase酶活性的影响,再此基础上选择料水比、碳氮比、初始pH值三因素进行响应面设计,考察各因素对CMCase酶活性的影响及相互作用。确定最佳产酶条件为碳氮比25∶1（m/m）、初始pH 3.2、料水比1∶3.25（m/V）、发酵温度38 ℃、发酵时间144 h、辅助碳源1 g/100 g,此条件下,CMCase酶活力预测值为58.15 U/g,实测值为57.996 U/g。该菌株可产生较高酶活力的CMCase,可有效地降解大蒜皮。     

重组环糊精葡萄糖基转移酶温控型工程菌的构建及其培养条件的优化

采用聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）法从蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）中扩增了β-环糊精葡萄糖基转移酶（β-cyclodextrin glucanotransferase,β-CGTase）基因,将该基因克隆到pBV220质粒中,转化E.coli DH5α,经氨苄青霉素抗性筛选和酶切验证后,得到能表达β-CGTase的重组大肠杆菌E.coliDH5α/pBVcgt。通过对工程菌产酶条件的优化,得到最佳产酶条件为：OD600 nm值达到1.0、初始培养温度30 ℃、发酵培养基初始pH 8.0、温度梯度诱导39 ℃培养0.5 h,40 ℃培养0.5 h,41 ℃培养1 h,42 ℃培养2 h。酶活力由优化前的445 U/mL提高到956 U/mL,酶活力提高了1.15 倍。温度梯度诱导比直接诱导酶活力提高20%。该酶的克隆表达以及发酵条件的研究表明,该酶能在大肠杆菌原核表达体系中高效表达。