芽孢杆菌发酵生产碱性果胶酶的温度控制策略

为提高芽孢杆菌WSHB04-02发酵生产碱性果胶酶的产量和生产强度,研究了不同温度(32~41℃)对碱性果胶酶分批发酵动力学参数的影响. 结果表明,较高的温度(41℃)能提高细胞对碳源的利用能力并促进细胞快速进入对数生长期;而较低的温度(35℃)则有利于提高菌体在发酵中后期产酶的能力和速率. 基于不同温度下的动力学参数,提出了分阶段温度控制策略：发酵时间0~4 h时发酵温度为41℃,4 h之后发酵温度为35℃. 经实验验证,采用温度控制策略可使碱性果胶酶的酶活达到53.0 U/mL,生产强度为3315 U/(h·L),比单一温度模式下的最大值分别提高了23.5%和39.1%.     

基于动力学模型的丙酮酸分批发酵温度控制策略

在对不同温度下Torulopsis glabrata分批发酵生产丙酮酸过程进行详尽分析的基础上,建立丙酮酸分批发酵动力学模型,并分析了温度与动力学参数之间的函数关系,提出T.glabrata高产量、高产率和高强度发酵生产丙酮酸的温度控制轨迹：在发酵初始阶段(0～8 h) 控制发酵温度为34℃以维持较高的菌体生长速率和丙酮酸合成速率;发酵中期(8～42 h),逐步将发酵温度降到27℃以获取代谢流强化和细胞衰亡之间的最佳平衡;然后维持27℃至发酵结束以提高细胞后续产酸能力。采用这一最佳温度控制轨迹,丙酮酸产量(89.4 g •L^-1)、对葡萄糖产率(0.76 g •g^-1)和生产强度(1.32 g •L^-1 •h^-1)比30℃恒温发酵分别提高了25.7%、16.9%和48.3%。     

温度对产甘油假丝酵母产甘油发酵过程的影响

研究了温度对产甘油假丝酵母分批发酵生产甘油及其生长动力学的影响。结果表明:在温度为28—36℃时,由于发酵周期随温度升高而显著缩短,导致细胞生长、甘油合成和葡萄糖消耗的比速率也随温度升高逐渐增加;当温度为32℃时最适于产甘油假丝酵母合成甘油,甘油产量、得率和产率分别达到120.3 g/L,0.523 g/g,1.43 g/(L.h);应用Logistic方程对细胞生长动力学进行了模拟,获得不同温度下的生长动力学参数;根据细胞生长动力学参数,得到28—36℃时甘油分批发酵过程中细胞质量浓度同温度、时间之间的一般关系式,经验证该模型在28—36℃范围内可用于预测不同温度下的细胞生长情况。     

产朊假丝酵母分批发酵生产谷胱甘肽的代谢通量分析

根据产朊假丝酵母利用葡萄糖作为惟一碳源生物合成谷胱甘肽的代谢网络,利用代谢通量分析方法分析了谷胱甘肽分批发酵不同阶段各代谢途径碳通量的分布和变化规律.在此基础上,通过分阶段温度控制和L-半胱氨酸添加等策略,调节谷胱甘肽分批发酵过程中的代谢通量分布,谷胱甘肽生物合成的产量明显提高,最大增加幅度分别达到23%和91%.同时对这些策略下谷胱甘肽的过量合成机理进行了解释.     

米根霉一步发酵法高效积累L-乳酸的策略

考察了2种米根霉发酵生产L-乳酸方法对L-乳酸合成的影响,基于动力学分析,优化了米根霉一步发酵合成L-乳酸的策略.结果表明,与传统发酵相比,一步发酵法能极大降低米根霉产酸过程的延滞期,提高生产强度,但产物比生成速率大大低于传统发酵法.最优的一步法合成L-乳酸的策略为孢子浓度10~5个/mL,葡萄糖浓度100 g/L,蛋白胨3.0 g/L,培养24 h后,菌体密度不变,发酵液体积减少50%.该条件下,发酵阶段发酵时间缩短至13 h,乳酸产量、生产强度和糖酸转化率分别为60 g/L,4.62 g/(L·h)和0.8 g/g,比传统发酵的时间(48 h)和生产强度[1.19 g/(L·h)]分别缩短72.9%和提高288%,比生成速率和糖酸转化率未降低.     

氨基酸促进甘油合成的动力学分析

在产甘油假丝酵母分批发酵生产甘油的过程中,考察了添加甘氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、丙酮酸和a-酮戊二酸等物质对菌体生长、维持代谢、甘油生成及副产物形成的影响. 结果表明,在发酵全过程中,它们对菌体的生长基本没有影响,但能加快葡萄糖的消耗速率、缩短发酵周期、提高甘油得率,从而使甘油的生产强度分别达到1.66, 1.59, 1.61, 1.54和1.68 g/(L×h),比对照分别提高了25.18%, 19.21%, 20.77%, 15.92%和26.32 %;副产物的形成主要发生在快速生长阶段,而此阶段用于菌体生长、维持代谢和甘油合成所消耗的葡萄糖基本没有变化;在稳定生长期,它们可以减少用于菌体生长、维持代谢和形成副产物的葡萄糖消耗量,导致流向甘油合成途径的葡萄糖代谢流增加.     

利用甘蔗糖蜜半连续发酵生产琥珀酸

为获得较高的琥珀酸发酵产量和生产强度,对Actinobacillus succinogenes CGMCC1593两级双流半连续发酵甘蔗糖蜜生产琥珀酸的工艺过程进行了研究。通过对一级罐初始总糖浓度、补加培养基体积分数和批次发酵时间等发酵条件的优化,琥珀酸产量较分批发酵36 h提高12.9％,与补料分批发酵结果接近;生产强度较分批发酵和补料分批发酵分别提高111％和114%。     

稀土元素对2-酮基-L-古龙酸发酵过程的影响

采用普通生酮基古龙酸菌(Ketogulonigenium vulgare)与巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)混合菌系,研究了不同稀土离子及其配合物对发酵生产维生素C前体物质2-酮基-L-古龙酸(2-KLG)的影响.结果表明,各稀土离子对2-KLG合成的最佳促进浓度均约为5mmol/L,且具有低浓度促进、高浓度抑制的作用规律.EDTA镧、柠檬酸镧均抑制2-KLG的合成,而1mmol/L草酸镧对其合成代谢有促进作用,使其产量提高6.4%.摇瓶中添加5mmol/LLa~(3+),发酵中后期菌体生长状况得到显著改善的同时提高了2-KLG最终产量并缩短了发酵周期.3.6L发酵罐中添加5mmol/LLa~(3+)进行分批发酵,平均山梨糖消耗速率和2-KLG生产强度比对照分别提高12.4%和14.8%,发酵周期缩短11.1%.     

角质酶产生菌Thermobifida fusca WSH03-11诱变及高产突变株发酵条件优化

以Thermobifida fusca WSH03-11为出发菌株,经硫酸二乙酯诱变,获得一株遗传稳定性好的高产角质酶的突变菌株(酶活由2.3 U/mL提高为8.9 U/mL)。确定了以乙酸钠为碳源,并在2.5 L发酵罐中研究了不同pH值对突变株角质酶分批发酵的影响。根据不同pH值下发酵过程中细胞比生长速率及产物比生长速率的变化,确定了分阶段控制pH值的策略,即在发酵前20 h控制pH值7.3、20 h后控制pH值7.6,这种条件下角质酶活达到19.8 U/mL,比采用单一pH值7.0、7.3、7.6、7.9下的最大值分别提高了125%,64%,37%,47%。     

Actinobacillus succinogenes NJ113产丁二酸过程中的底物抑制

研究了分批发酵条件下以葡萄糖作为底物对产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogene NJ113发酵产丁二酸的影响,针对底物抑制现象,采用变速补料控制发酵罐中葡萄糖浓度的补料分批发酵方式.结果表明,发酵过程中将葡萄糖浓度控制在0～10g/L,以Na2CO3作为pH调节剂,经26h厌氧发酵,消耗60g/L葡萄糖,能积累45.27g/L丁二酸,得率达75.45%,生产强度为1.74g/(L·h),比初始葡萄糖浓度为60g/L的分批发酵周期缩短了18.75%,主产物丁二酸的得率和生产强度分别提高了5.44%和31.82%,副产物甲酸产量有所减少,而乙酸产量有所增加.通过代谢网络中相关酶的酶活分析,解析了补料过程中主副产物的分布.     

室内外培养对耐温微藻Desmodesmus sp. F51细胞生长和叶黄素积累的影响

在室内培养耐温微藻F51,考察了培养温度、自来水及非灭菌培养基对细胞生长及叶黄素积累的影响,并与50 L柱状光生物反应器户外分批培养情况进行对比. 结果表明,藻株在35℃下的生物质产率和叶黄素产率最大,分别为767.5和3.05 mg/(L?d). 低温培养有利于叶黄素积累,但生长速率减缓. 用自来水及非灭菌培养基培养时,藻株无明显的生长抑制及染菌现象,在13.0?27.6℃户外培养温度下,藻株最高生物质产率、二氧化碳固定率和叶黄素产率分别为236.3, 444.2和1.17 mg/(L?d).     

利用Clostridium saccharobutylicum DSM 13864 连续发酵生产丁醇

为使用廉价糖质原料进行连续发酵生产丁醇提供理论依据和实验指导,以Clostridium saccharobutylicum DSM 13864为发酵菌种,考察了稀释率和温度等因素对以葡萄糖为原料的四级连续发酵生产丁醇的影响。结果表明：高稀释率有利于酸的积累和菌体的生长,低稀释率有利于溶剂的生产。当稀释率为0.05 h?1,4个发酵罐温度控制在37 ℃时,总溶剂产量为11.57 g/L,其中丁醇7.29 g/L,生产率为0.145 g/(L?h)。在0.05 h?1稀释率的条件下进行变温连续发酵证实低温有利于溶剂的积累,当一级和二级罐温度控制在37 ℃,三级和四级罐温度控制在33 ℃时总溶剂产量最高为13.69 g/L,其中丁醇为8.36 g/L,生产率为0.171 g/(L?h)。     

Enhanced cold active lipase production by metagenomic library recombinant clone CALIP3 with a step-wise temperature and dissolved oxygen level control strategy

A metagenomic library recombinant clone CAPL3, an Escherichia coli strain generated by transformed with metagenomic library from deep-sea sediments, can efficiently produce cold active lipase. The effects of both temperature and dissolved oxygen(DO) on cold active lipase production by batch culture of metagenomic library recombinant clone(CAPL3) from deep-sea sediment were investigated. First, a two-stage temperature control strategy was developed, in which the temperature was kept at 34 °C for the first 15 h, and then switched to30 °C. The cold active lipase activity and productivity reached 315.2 U·ml~(-1)and 8.08 U·ml~(-1)·h~(-1), respectively,increased by both 14.5% compared to the results obtained with temperature controlled at 30°C. In addition, different DO control modes were conducted, based on the data obtained from the different DO control strategies and analysis of kinetics parameters at different DO levels. A step-wise temperature and DO control strategy were developed to improve lipase production, i.e., temperature and DO level were controlled at 34 °C, 30% during 0–15 h;30 °C, 30% during 15–18 h, and 30 °C, 20% during 18–39 h. With this strategy, the maximum lipase activity reached 354.6 U·ml~(-1)at 39 h, which was 28.8% higher than that achieved without temperature and DO control(275.3 U·ml~(-1)).     

Estimation of productivities in repeated fed batch cephalosporn fermentation

The theory of fed batch culture was tested on the cephalosporin C fermentation. In repeated fed batch culture a constant fraction of the culture volume is removed at fixed intervals. Since the productivity (output rate/unit volume) and specific rate of product formation may vary throughout the fed batch cycle, an “average productivity” and “average specific rate of product formation” which describe the overall behaviour of the system over several cycles are introduced. The test shows that the quasi-steady state of cephalosporin production predicted by fed batch theory can be maintained during at least 3.6 culture volume changes. The fed batch method of culture increased the productivity of the culture about 1.3 times with respect to that of simple batch culture whilst the cephalosporin C concentration was about the same in each type of culture.     

黑曲霉产有机酸浸出铀矿石的影响因素

为了解培养基种类、培养温度和pH值等因素对黑曲霉产生的混合有机酸浸出铀矿石的影响,从铀矿山水样中分离、纯化得到了一株真菌--黑曲霉,应用马铃薯-蔗糖培养基（potato sucrose agar,PSA）和葡萄糖-玉米浆培养基(dextrose corn syrup,PCS)进行黑曲霉培养,获得了不同培养温度下产生的pH值不同的黑曲霉产混合有机酸,并将之作为浸出剂用于浸铀实验研究。研究表明,黑曲霉产生的有机酸的主要组分为草酸和柠檬酸等有机酸,培养基种类的不同会影响黑曲霉所产有机酸的浸铀效果,采用PSA培养基培养的黑曲霉产生的有机酸浸铀效果更好（p<0.05）。培养温度和混合有机酸的pH值也会对黑曲霉代谢产物的铀浸出率有显著性影响（p<0.05）,且二者具有交互效应,pH值对铀浸出率的影响相对较大。应用PSA培养基时,最佳培养温度为25℃,最佳代谢产物pH值为2.3;应用PCS培养基时,最佳培养温度为30℃,最佳混合有机酸pH值为2.0。培养基种类、温度和pH值主要通过改变黑曲霉产生的有机酸的成分和含量对铀浸出率产生影响。     

气相色谱内标法测定硅片切割液中一缩二乙二醇含量

采用气相色谱内标法,GC950型气相色谱仪汽化和检测温度均设为260℃,柱前压设为0.03MPa,柱温程序设为:150℃保留2min,以25℃/min速率升到260℃,保留10min。结果表明,1,2-丙二醇与一缩二乙二醇(DEG)的保留时间(色谱峰位置)最接近且两者分离良好,可作为定量分析切割液中DEG的内标物。5次平行测定得到1,2-丙二醇与DEG的相对校正因子平均值为1.114,不同加标浓度水平下DEG的平均回收率为98%～99%,RSD为2.8%～6.0%。测得某切割液中DEG质量分数平均值为73.7%,日内与日间标准偏差分别为1.1和2.2,日内与日间RSD分别1.4%和3.0%。该方法准确可靠、精密度高且重现性好,操作误差在允许范围之内。     

枯草芽孢杆菌AS1-296产絮凝剂条件的优化

探讨了不同碳源、氮源、培养时间、温度、初始pH和谷氨酸钠添加量对枯草芽孢杆菌AS1-296产絮凝剂条件的研究,并通过数据拟合,创建了相应的数学模型,通过求解得出最佳的培养条件。枯草芽孢杆菌AS1-296产絮凝剂的最佳培养条件为:以蔗糖为碳源,添加量为2.25%;酵母膏为氮源,添加量为0.64%;谷氨酸钠4.50%、初始pH7.1、培养温度33℃。以此条件培养枯草芽孢杆菌AS1-296产絮凝剂的絮凝率为75%以上。     

弧菌福尔马林灭活条件的初步研究

目的 初步研究弧菌福尔马林灭活条件,为弧菌灭活疫苗的生产工艺提供参数。方法对弧菌培养菌液添加不同浓度的福尔马林,于不同温度下测定灭活时间;采用摇瓶和发酵罐培养弧菌,在28℃比较灭活效果,并检测弧菌灭活疫苗原液的安全性。结果福尔马林对弧菌的最低抑菌浓度为0.025%,不同浓度的福尔马林及不同温度所需的灭活时间不同,福尔马林浓度越大,灭活时间越短,加热能缩短灭活时间。摇瓶和罐灭活效果检测显示,在28℃,0.3%的福尔马林24 h可完全灭活,弧菌二联灭活疫苗原液的安全性符合要求。结论 0.3%福尔马林在28℃灭活24 h,是比较理想的弧菌灭活方法。