产脂肪酶海洋酵母Bohaisea-9145批式发酵动力学研究

以从渤海海域海泥中分离获得一株产脂肪酶海洋酵母Bohaisea-9145为实验菌株,为认识其发酵机理并指导发酵工艺设计,利用批式发酵方法研究该酵母菌体生长和菌体产酶情况.该酵母菌发酵类型为生长非关联型,发酵溶氧浓度最佳为30％±2％,当限制性基质葡萄糖浓度达到2.2772g/L时细胞生长速率最大,通过数学推导和批式发酵结果建立了海洋酵母菌体生长和产脂肪酶动力学模型.     

对硝基苯酚法对雅致放射毛霉脂肪酶特性的研究

以不同碳链长度的对硝基苯酚酯为底物对雅致放射毛霉（Actinomucor elegans AS3.27）脂肪酶的酶学特性和其发酵的腐乳在发酵过程中脂肪酶活力的变化进行研究,结果表明：分别以对硝基苯酚正辛酸酯（pNPC）和对硝基苯酚棕榈酸酯（pNPP）为反应底物所测得的脂肪酶酶学特性有所不同。以pNPC和pNPP为反应底物时,雅致放射毛霉脂肪酶的最适作用温度分别为30、35℃,最适作用pH为7.5、7.0,最适盐浓度都为0.20mol/L。以两种底物分别测定雅致放射毛霉接种的腐乳在发酵过程中的脂肪酶活力,均显示在后期发酵过程中脂肪酶活力呈现出不断下降的趋势,然而在第20～25d脂肪酶活力呈现出小幅度的反复。使用碱滴定法以聚乙二醇-橄榄油为底物进行验证,得到相同的趋势。     

发酵剂对熏马肠脂肪酶活力的影响

主要研究发酵剂对熏马肠发酵成熟过程中脂肪酶活力的影响。结果表明,酸性脂肪酶活力、中性脂肪酶活力、磷脂酶活力在发酵成熟过程中持续下降,并且发酵剂组的三种酶活力在添加发酵剂后显著高于空白组(p0.05)。通过相关性分析表明,在熏马肠发酵成熟过程中,发酵剂组中的三种酶活力与p H、水分含量及盐分含量呈极显著相关性(p0.01)。     

腐乳在发酵过程中脂肪酶活力变化研究

研究了雅致放射毛霉脂肪酶的酶学特性及其脂肪酶活力在腐乳发酵过程中的变化，和对脂肪水解作用的程度。研究发现，雅致放射毛霉脂肪酶的最适作用温度为40℃，最适pH为7．0。对腐乳在发酵不同阶段的pH，酸值，脂肪含量以及脂肪酶活力的研究中发现，腐乳在毛坯阶段其脂肪酶活力最高，自盐坯阶段起，脂肪酶活力一直呈下降的趋势。而脂肪含量在白坯、毛坯和盐坯（扣除盐分重量）阶段基拳保持不变，在后期发酵阶段呈现下降的趋势。pH随着后期发酵的进行呈现出下降的趋势，脂肪酸值则呈现出相反的趋势，逐步上升。     

固态发酵红曲发酵过程中消化酶的动态变化分析

目的:研究红曲发酵过程中产生的5种消化酶的动态变化。方法:采用紫外分光光度法检测红曲发酵第(1~90)天样品淀粉酶、蛋白酶、糖化酶、脂肪酶和纤维素酶的酶活力。结果:淀粉酶、蛋白酶、糖化酶和脂肪酶活力在发酵第75天时达到最高,酶活力分别为2.25、137.5、400.1、2.996 U/g。纤维素酶活力在发酵第22天时达到最高,酶活力为34.85 U/g。结论:固态发酵红曲发酵过程中产生的5种消化酶存在规律性变化。     

蜡样芽孢杆菌发酵产脂肪酶的分批发酵动力学

对蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus CGMCC No.12336发酵生产脂肪酶的动力学模型进行了研究.分别测定了B.cereus CGMCC No.12336发酵过程中菌体细胞质量浓度、脂肪酶的活性浓度和还原糖的质量浓度,运用Logistic,Luedeking-Piret等方程对实验数据进行了非线性拟合,阐明了B.cereus CGMCC No.12336分批发酵过程中菌体细胞生长、产物合成和基质消耗的动力学模型并拟合得到了动力学参数.为检验动力学模型的可靠性,对得到的模型进行了实验验证.结果表明:动力学模型与实验数据拟合良好,能较好地描述B.cereus CGMCC No.12336分批发酵过程的动力学特征.     

普鲁兰短梗霉产脂肪酶发酵条件的优化

对普鲁兰短梗霉产脂肪酶的发酵条件进行优化研究。在单因素试验的基础上,利用中心组合设计研究发酵工艺条件(温度、初始pH值、接种量)对产脂肪酶的影响。结果表明,发酵温度、发酵液初始pH值和接种量3个因素对粗酶液的脂肪酶活力有显著影响,在实验水平范围内3个因素间均对响应值不产生交互影响作用。拟合得到了该发酵过程的回归模型方程(R2=0.955 6),优化得到的发酵温度、初始pH值和接种量分别为26.02℃、5.87和6.38%。说明回归模型方程能较好地反映普鲁兰短梗霉的产酶量与发酵温度、初始pH和接种量之间的关系,对脂肪酶的发酵生产具有一定的预测指导作用。     

海洋青霉碱性脂肪酶液态发酵和部分酶学性质研究

从海洋菌中分离筛选到1株碱性脂肪酶产生菌H-19,对该菌产脂肪酶的液态发酵条件进行了优化,优化后的培养基组成(%):葡萄糖0.5,大豆油1.0,蛋白胨1.0,(NH4)2SO40.5,NaCl 2.75,KCl 0.1,MgCl20.5,MgSO4.7H2O 0.2,CaCl20.05;发酵培养基起始pH8.0,发酵温度28℃,摇床转速180 r/min,发酵周期48 h,脂肪酶的活力可达17.43 IU/mL。酶的最适反应pH为9.4,最适温度36℃,半失活温度为60℃。     

不同初始葡萄糖浓度乙醇发酵过程研究

对酿酒酵母GGSF16不同初始葡萄糖浓度乙醇发酵进行研究,旨在了解不同初始葡萄糖浓度乙醇发酵过程,得到乙醇分批发酵的最适初始葡萄糖浓度。通过Logistic方程对乙醇发酵过程进行拟合。基于得到的拟合方程,对乙醇发酵过程中葡萄糖消耗、酵母生长及乙醇生成的速率进行比较。结果表明,随着初始葡萄糖浓度升高,发酵过程中葡萄糖消耗、酵母生长及乙醇生成的速率降低以及达到最大速率的时间滞后,从发酵结果综合比较乙醇浓度、葡萄糖利用率及发酵效率,初始葡萄糖浓度为286.5g/L的乙醇发酵结果较为理想,最终乙醇浓度达到133.14 g/L,葡萄糖利用率为99.07%,对总糖的发酵效率为90.95%。     

重组甘油单酯脂肪酶GMGL的高效表达及固定化

该研究以来源于海洋地衣芽孢杆菌的甘油单酯脂肪酶GMGL为研究对象,在5 L发酵罐中优化了重组大肠杆菌的发酵条件,确定了最佳诱导培养条件：诱导温度25 ℃,发酵培养基pH 7.0,发酵液菌体OD600达到20时添加IPTG至终浓度为1 mmol/L,葡萄糖流加方式为变速流加。诱导培养24 h,菌体湿重达到125.40 g/L,发酵液活力为1985 U/mL,较优化前（1185 U/mL）提高了67.50%。进一步对GMGL进行固定化研究,确定最佳固定化条件为：酶载量为100 mg/g,磷酸盐缓冲液离子强度为0.50 mol/L,pH为9,优化后固定化GMGL的活力为4770 U/g,较优化前（1650 U/g）提高了189.09%。利用扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FT-IR）对固定化酶进行表征,证实GMGL成功负载在ECR8285上。上述结果表明将为高活力甘油单酯脂肪酶的高效制备提供了一定的研究依据。     

响应面法优化全豆腐乳前期发酵条件的研究

采用响应面法优化全豆腐乳前期发酵条件,即在单因素实验的基础上,选取发酵时间、发酵温度、菌种接种量为影响因子,以腐乳毛坯上蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶以及α-淀粉酶活力为响应值,应用Box-Behnken中心组合实验设计建立数学模型。研究结果表明,全豆腐乳前期发酵的最优工艺条件为:发酵时间54h、发酵温度30℃、菌种接种量10.3%(以全豆腐乳白坯重量计,孢子悬浮液的浓度约为0.5×107个/mL)。在此最优工艺条件下,全豆腐乳毛坯上蛋白酶活力为208.292U/g,脂肪酶活力为95.835U/g,纤维素酶活力为62.479U/g,α-淀粉酶活力为202.215U/g,各酶的酶活均达到相对较高水平。     

不同酵母菌发酵产油脂及脂肪酶的研究

通过摇瓶发酵研究了健强地霉、伯顿拟内孢霉、发酵性丝孢酵母油脂积累及脂肪酶活力.考察并比较了不同酵母菌的油脂合成及脂肪酶活力差别,通过酸热法破碎细胞提取油脂,采用橄榄油法测定发酵液和细胞中的脂肪酶活力.     

浓香型大曲复合功能酵母菌的筛选及鉴定

从浓香型大曲分离的酵母菌中,筛选出发酵力、酯化力和脂肪酶活力复合功能较高的菌株,为构建浓香型大曲复合功能菌群提供重要资源。以从浓香型大曲中筛选得到的10株酵母菌为研究对象,利用脂肪酶平板鉴定法初步确认10株酵母均具有脂肪酶功能,并对这10株酵母进行单菌小麦固体培养基发酵,测定发酵产物发酵力、酯化力和脂肪酶活力,复筛出一株复合功能性突出的菌株J17,该菌株的发酵力为2.02 g/(g·72 h),酯化力为114.13 U,脂肪酶活力为6.37 U/g。结果发现,J17发酵后能产生较为丰富的风味物质,经扫描电镜观察结合分子生物学鉴定,J17为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。     

基于支持向量机的重组大肠杆菌产脂肪酶MAS1的发酵建模与优化

该研究以来源于海洋放线菌（Streptomyces sp.）W007脂肪酶MAS1为研究对象,将其在大肠杆菌BL21（DE3）中表达并优化了发酵条件。首先,通过单因素实验确定重组大肠杆菌表达脂肪酶的最佳诱导时间为对数生长后期,最佳异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（IPTG）浓度为0.6 mmol/L,最佳诱导pH值为6.5,最佳诱导温度为20 ℃。然后,用R语言rsm包设计Box-Behnken试验,并在7 L发酵罐中进行发酵试验以得到Box-Behnken实验数据。最后,通过支持向量机（Support Vector Machines,SVM）-遗传算法（Genetic Algorithm,GA）计算得到重组大肠杆菌BL21（DE3）表达脂肪酶MAS1的最优发酵条件：IPTG浓度为0.65 mmol/L、诱导温度23 ℃、诱导pH值为6.7时,理论脂肪酶MAS1酶活力为2 276.99 U/mL。在7 L发酵罐中,使用优化后的发酵条件进行重组大肠杆菌BL21（DE3）培养时,得到最大脂肪酶MAS1酶活力为2 316.02 U/mL,比未优化之前（1 733.33 U/mL）提高了33.61%。上述结果表明SVM-GA在重组大肠杆菌发酵条件优化方面具有较好的性能,为脂肪酶MAS1的高效制备提供了一定的研究依据。     

一种新的赖氨酸发酵过程软测量建模方法

为了对赖氨酸发酵过程进行优化控制,提高发酵产品得率,在生物参数在线实时检测困难的情况下,提出了基于支持向量机软测量建模方法。赖氨酸发酵过程中,准确检测菌体细胞浓度、基质中的葡萄糖浓度、生成产物浓度等生物参数是发酵生产过程优化控制的前提和基础。支持向量回归机软测量模型有更好的逼近能力和更强的推广能力。在实验中以赖氨酸发酵过程为对象,对软测量模型进行了验证。仿真计算结果和实验表明模型能够输出精确的生物参数预测值。     

补料分批法高密度培养德氏乳杆菌保加利亚亚种S-1

将补料分批培养法与化学中和法相结合,对乳酸菌进行高密度培养。通过流加不同组分配比的补料液,发现碳源(葡萄糖)和氮源是乳酸菌增殖的限制性底物,并在此基础上确定了补料液的最优碳氮比为5︰7.5(体积比)。通过5 L自控发酵罐的批式补糖实验,对恒速流加、葡萄糖反馈流加和指数流加等3种补糖模式的发酵进程进行了比较。结果表明,3种补料模式都可以使菌体浓度出现不同程度的增加,葡萄糖反馈流加由于保持了发酵过程中较低的残糖浓度,获得了较高的菌体密度,菌体干重达到3.889 g/L,较分批培养提高43.8%。     

球形节杆菌C224分批发酵2-酮基-D-葡萄糖酸的条件优化及其动力学模型的构建

通过优化发酵条件,提高球形节杆菌C224菌株利用大米淀粉水解糖分批发酵2-酮基-D-葡萄糖酸的生产强度,并在此基础上构建其发酵动力学模型。在50 L的发酵罐上考察了通气量与葡萄糖浓度对2-酮基-D-葡萄糖酸发酵的影响,并基于Logistic方程、Luedeking-Piret方程和物料平衡计算分别构建了菌体生长、产物形成和底物消耗的动力学模型。研究结果表明,通气量低于1.5 v.v-1.m-1时,发酵生产强度明显减小,糖酸转化率有所降低;发酵培养基中的葡萄糖浓度以120.0～180.0 g/L为宜,过高或过低对生产强度和糖酸转化率均有不利影响。在适宜的发酵条件下,球形节杆菌C224菌株分批发酵生产2-酮基-D-葡萄糖酸的生产强度达6.36～6.54 g/(L.h),糖酸转化率为0.96～0.97 g/g。所构建动力学模型的计算值与实验值拟合效果良好,各项模型的相关系数R2均大于0.95,说明其能够揭示球形节杆菌C224分批发酵2-酮基-D-葡萄糖酸代谢基本特征。     

基于BP神经网络的洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶发酵软测量建模

为建立洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)脂肪酶发酵过程的软测量模型,运用BP神经网络对洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶的发酵过程进行软测量建模,并利用遗传算法对神经网络的初始权值和阈值进行优化,实现模型加快收敛速度,达到全局最优解效果.该模型能够比较精确地模拟菌体生长、底物消耗以及发酵产酶的过程动态,具有良好的泛化能力,说明BP神经网络结合遗传算法在洋葱伯克霍尔德茵脂肪酶发酵过程的模拟与预测中是一种高效快速的方法.     

成熟期豆瓣中产脂肪酶菌株的筛选及鉴定

实验以成熟期豆瓣为原料筛选脂肪酶高产菌株,通过罗丹明B平板初筛和摇瓶发酵复筛法,以脂肪酶水解圈作为筛选模型,并对产酶菌株进行了酶活力的检测及细菌16SrRNA系统发育分析。结果表明:从成熟期豆瓣中筛选出9株产脂肪酶菌株,其中产酶活力最高的为编号CS1024,酶活力为48.21IU/mL,经鉴定该菌株为嗜碱盐单胞菌(Halomonas alkaliphila),其与最高同源性菌株相似性为99%。     

高活性红曲源脂肪酶抑制剂的初步研究

在红曲霉(Monascusruber)发酵过程中添加氨基酸可提高红曲发酵产物的脂肪酶抑制活力。本研究首先分别考察了20种氨基酸的添加对红曲发酵物的脂肪酶抑制活力的影响。结果表明,苯丙氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、缬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、组氨酸和谷氨酰胺的添加可显著增强红曲发酵产物的脂肪酶抑制效能,其中以苯丙氨酸的添加效果最为显著。其次,借助高速逆流色谱(HSCCC)对红曲提取物进行初步分离,当分离体系配比为正己烷/甲醇/水(10/8/2,v/v/v)时,提取组分得到较好的分离,脂肪酶活力测定结果表明,组分5、6、7和8的抑制作用较强。最后,采用高效液相色谱(HPLC)方法对比分析添加苯丙氨酸与未添加氨基酸的红曲提取物成分,结果表明,前者存在非已知红曲色素类高活性脂肪酶抑制物质。