佐夫色绿藻高产虾青素的诱导条件及发酵工艺优化

本研究了不同诱导条件及光发酵罐培养工艺对混养佐夫色绿藻的影响,通过参数优化提高了藻细胞生物量和虾青素积累量。本研究首先系统地比较了在摇瓶系统中不同混合碳源和过氧化氢浓度对佐夫色绿藻的生长和虾青素积累的影响,并在光发酵罐中研究了恒定高光强、低光强-高光强以及低光强-高光强-补加过氧化氢三种不同发酵工艺对佐夫色绿藻积累虾青素的影响。结果表明:采用20 g/L葡萄糖和2.50 g/L醋酸钠作为混合碳源取代单一碳源,可以获得最高6.50 g/L生物量,并且添加107.50 mg/L过氧化氢可以将虾青素含量提高到3.23 mg/g,产量最高为72.47 mg/L,是空白组虾青素产量的1.80倍,有效促进了佐夫色绿藻细胞生长和虾青素积累。在5 L光发酵罐中,以20 g/L葡萄糖和2.50 g/L醋酸钠作为混合碳源培养佐夫色绿藻,通过低光强-高光强-补加过氧化氢的组合方式,可获得较优的虾青素含量(3.82 mg/g)和产量(41.41 mg/L),相较于恒定高光强培养,分别提高了36.92%和92.96%。本研究通过诱导条件和发酵工艺优化有效提高了混养佐夫色绿藻生物量和虾青素产量,为利用光发酵罐培养色绿藻生产虾青素提供基础。     

灰树花液态深层发酵条件研究

以菌丝体生物量和多糖含量为评价指标,通过单因素试验研究了灰树花的液态深层发酵条件,并考察不同发酵罐类型对灰 树花生长的影响,在此基础上利用50 L发酵罐进行了扩大培养。 结果表明,利用7 L搅拌式发酵罐,灰树花的最优液体深层发酵条件为培 养温度23 ℃,搅拌速度120 r/min,通气量3 L/min。 在此优化条件下,菌丝体生物量和发酵液中多糖含量分别为11.659 g/L和3.658 g/L, 且高于气升式发酵罐。 在50 L搅拌式发酵罐中成功实现了扩大培养,其菌丝体生物量和多糖含量分别为13.238 g/L和3.178 g/L。     

少根根霉产油脂液体深层发酵技术的研究

以优化少根根霉液体深层发酵技术为目标,利用经过预先优化的培养基配比,研究搅拌速率、通气量、初始pH对发酵效果的影响.结果表明优化的发酵条件为:搅拌速率200 r/min,通气量5.63 L/min,初始pH 6.在优化的条件下进行10 L发酵罐验证试验,发酵时间为96 h时,少根根霉菌丝体生物量达到3.75 g/L,生物转化率达到8.21％,油脂得率为26.5％.     

灵芝深层培养的药质培养基及发酵工艺条件优化

研究灵芝发酵的药质(六味地黄丸)培养基最优配方组成及提高发酵生物量的优化工艺条件。采用均匀设计对影响发酵生物量的关键因子及其水平的相互关系进行研究。通过回归方程求解得到药质培养基最优组合;应用正交试验优化药质发酵的工艺条件。结果表明:生物量最佳的药质培养基组分是:六味地黄丸10g/L、黄豆粉50g/L、玉米粉10g/L、葡萄糖8.29g/L、MgSO41.0g/L、KH2PO41.0g/L、VB120～40mg/L。优化发酵条件为:接种量10%,通气量0.5m3/min、搅拌速度150r/min、发酵周期144h。均匀设计和正交试验结合,实现了对灵芝药质发酵条件的优化。     

两阶段搅拌转速控制策略发酵生产柠檬酸

采用3 L机械搅拌式发酵罐研究黑曲霉发酵生产柠檬酸的培养条件,考察了不同梯度的发酵转速对黑曲霉生长、柠檬酸产量以及残糖的影响。结果显示,在固定控制条件下,固定转速500 r/min时发酵情况最好,产酸均达到12.9 g/dL,糖酸转化率为86%,生物量为42.6 g/L。根据实验结果进行了两阶段转速控制发酵,结果产酸为14 g/dL,转化率94.6%。在此基础上进行了分批补料发酵优化,与两阶段搅拌转速控制分批发酵相比,柠檬酸产量(17.2 g/L)提高了22.8%,糖酸转化率(95.5%)提高了2.2%。     

红酵母RY-08产类胡萝卜素的发酵条件研究

研究不同碳源和氮源对红酵母RY-08产类胡萝卜素的影响,并用正交试验对碳源、氮源、装液量及发酵时间进行优化。结果表明在葡萄糖40 g/L,蛋白胨20 g/L,装液量30 mL/250 mL,发酵时间72 h的发酵条件下其生物量、类胡萝卜素含量和产量分别达到19.7 g/L,418.6μg/g,8.2 mg/L。     

不同氮源种类对米根霉RM167-12发酵生产L-乳酸的影响

蔗糖糖浆水解液经模拟移动床(SMB)分离后可得到果糖液和葡萄糖液。通过以该葡萄糖液作为碳源,以不同氮源种类:硝酸铵、硫酸铵、尿素、蛋白胨和麸皮汁作比较,考察不同氮源种类对米根霉RM167-12摇瓶发酵生产L-乳酸的影响程度,确定3%(w/v)麸皮汁作为RM167-12最佳摇瓶发酵氮源,产酸量达到118.52g/L。用3%麸皮为发酵罐发酵产酸的氮源,经3次液体深层通风搅拌发酵验证,在5L发酵罐发酵L-乳酸积累量最高可达116.31g/L。     

海洋多粘类芽孢杆菌L_1-9菌株50L发酵罐发酵工艺

为了提高海洋细菌L1-9菌株液体发酵的生物量和抑菌活性,进行了50 L发酵罐的分批发酵和补料发酵工艺研究。结果表明:L1-9菌株在50 L发酵罐中分批发酵工艺为:接种量8%(菌龄24 h、浓度为109个细胞/mL)、初始搅拌速度250 r/min、通气量为3 L/min,发酵时间为11～12 h,生物量达2.40×1010CFU/mL;补料分批发酵工艺为:在分批发酵的条件下,发酵13 h开始流加60 g/L葡萄糖溶液,使还原糖浓度保持在0.4 g/L左右,发酵周期30 h,生物量达到4.63×1010CFU/mL,比分批发酵提高了78.07%;抑菌时效测定结果表明,发酵液对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑菌作用伴随着生物量的增加不断加强,20 h抑菌活性达到高峰,抑菌带宽度为17.75 mm,抑菌活性与生物量呈正相关,为生长关联型。     

甘油替代葡萄糖作为碳源生产丙酮酸

光滑球拟酵母是重要的丙酮酸工业生产菌株,主要利用葡萄糖作为碳源生产丙酮酸。该研究以产量大且价格便宜的甘油部分替代葡萄糖并控制碳源组成为80 g/L葡萄糖和20 g/L甘油,摇瓶条件下发酵52 h,丙酮酸产量达到27.6 g/L,在7 L发酵罐上最终丙酮酸产量为61.7 g/L,与碳源为100 g/L葡萄糖的对照条件相比,几乎没有任何变化。由于碳源是培养基的主要成分,用甘油替代葡萄糖可以降低丙酮酸生产的原料成本,减轻由于大量生物柴油合成造成的甘油产能过剩问题。     

双鞭甲藻液体菌种培养条件优化

以微藻生物量为指标,对产DHA藻类液体培养条件进行优化。在正交实验和单因素实验的基础上,确定发酵培养条件为:葡萄糖40g/L、谷氨酸钠10g/L、蛋白胨2g/L,人工海水500mL/L,转速160r/min,初始pH6.5,接种量10%,装液量100mL/250mL,28℃培养5d,微藻生物量达1.63g/100mL。     

产辅酶Q_(10)白地霉菌的罐发酵条件优化

以白地霉菌(Geotrichum candidum)为出发菌株,根据摇瓶发酵结果控制pH值进行罐发酵。采用间歇补料分批发酵的方法,考察溶氧量、搅拌转速、空气流量及补糖因素对菌体生物量及辅酶Q10产量的影响。确定发酵罐发酵的最适条件为控制溶氧在35%～40%,补糖控制在发酵液糖质量浓度为2g/L,该发酵条件下辅酶Q10产量从分批发酵的78.75mg/L提高到106.26mg/L,较摇瓶发酵提高了69.8%。     

马铃薯淀粉水解条件优化及油脂酵母培养研究

以马铃薯淀粉为底物,葡萄糖含量为评价指标,通过响应面法优化淀粉酶解工艺,将水解液用于发酵生产微生物油脂。最佳酶解条件为马铃薯淀粉质量浓度20 mg/mL,加酶量为干淀粉质量3.2%,α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶的质量比2.2∶1,pH 4.1,酶解时间4.1 h,得到最高葡萄糖含量为15.06 mg/mL。向此水解液中添加一定氮源和无机盐用于油脂酵母菌株Y004-2培养,在250 mL三角瓶中其生物量为14.43 g/L,油脂产量5.16 g/L,在5.0 L发酵罐中生物量为14.27 g/L,油脂产量5.10 g/L,其生物量和油脂产量均略高于以葡萄糖为碳源;且菌株Y004-2在以马铃薯淀粉水解液为碳源的培养基中所得油脂的组成与以葡萄糖为碳源的培养基中所得油脂的脂肪酸组成相同。     

稀糖分罐发酵对L-色氨酸发酵的影响

为了解决现有L-色氨酸发酵工艺中浓糖补料和中途排料造成的乙酸积累过多和资源浪费等问题,该研究提出一种稀糖分罐 发酵的新工艺。 利用30 L发酵罐考察稀糖分罐发酵对L-色氨酸发酵的影响,在发酵中期（发酵时间为20 h左右）将部分发酵液移至另 一灭好菌的空罐继续进行发酵,并将浓糖替换为稀糖补料。 在稀糖分罐发酵工艺条件下,菌体生物量、L-色氨酸产量、糖酸转化率分 别为44.31 g/L、43.82 g/L、20%,较普通工艺分别提高了5.4%、9.9%和12.36%;乙酸积累量较普通工艺下降65.5%。 避免了料液的浪费, 提高了L-色氨酸产量和糖酸转化率,降低了乙酸积累量,在工业生产方面有一定实用性和推广价值。     

非诱导型基因重组工程菌发酵产人血清白蛋白各种参数的变化规律

以无甲醇诱导型基因重组人血清白蛋白的毕赤氏酵母(Pichia pastoris) NCY-1为实验菌株,在10 L机械搅拌通风发酵罐水平和3 L摇瓶水平的基础上研究了该菌株发酵过程中参数的变化规律及铵根离子（NH4+）对发酵液中重组人血清白蛋白（rHSA）的影响。研究结果表明：发酵液中的rHSA的含量随菌体浓度的增加而增加;30 h后菌体进入稳定期,此时流加10 g/L的葡糖糖有利于发酵液中rHSA的表达,流加后发酵液中的rHSA最高产量可达到185 mg/L;发酵液中存在活性较高的蛋白酶,在发酵后期分解rHSA,但发酵液中铵离子（NH4+）质量浓度为3.0 g/L时能较好的抑制rHSA的分解。     

Kinetic analysis and mathematical modeling of growth and lactic acid production of Lactobacillus casei var. rhamnosus in milk whey

Lactobacillus casei is a lactic acid bacterium (LAB) that colonizes diverse ecological niches and that has found broad commercial application. The aim of this study was to characterize the kinetics of biomass production, lactic acid production, and substrate consumption of Lactobacillus casei var. rhamnosus cultured in deproteinized milk whey. Batch culture experiments were performed in an instrumented, 2-L, stirred tank bioreactor using different inoculum concentrations (0.5 to 1.0 g/L) and lactose levels (35 to 70 g/L). The time series of experimental data corresponding to biomass growth, lactose consumption, and lactic acid formation were differentiated to calculate the corresponding kinetic rates. Strong exponentially dependent product inhibition effects were evident at low lactic acid concentrations, and lactic acid production rate was partially associated with biomass growth. A mathematical model is presented that reproduces the experimental lactose, biomass, and lactic acid concentration profiles.     

粘红酵母苯丙氨酸解氨酶合成条件优化

首先利用Plackett-Burman设计及最陡爬坡试验对在摇瓶中对粘红酵母合成苯丙氨酸解氨酶的培养基和培养条件进行优化筛选,然后通过单因子试验确定最适诱导物。在此基础上,进行发酵罐葡萄糖浓度、产酶pH值以及诱导物添加时间的优化。结果显示优化的发酵培养条件为葡萄糖1g/L,蛋白胨35g/L,NaCl 5g/L,KH2PO4 0.25g/L,（NH4）2HPO4 1.5g/L;接种量4%;初始pH值为5;控制产酶pH值为7;诱导物为L-苯丙氨酸,分别在发酵8h和26h时添加;在上述优化条件下,最高比酶活为40.85U/g,比未优化前提高了7.3倍。     

运用多元数学模型优化灰树花发酵培养基组成的研究

利用BoxBehnken3×3设计优化了影响灰树花深层发酵菌丝体和胞外多糖生产的主要培养基组成,碳源(葡萄糖)、氮源(蛋白胨)和无机盐(KH2PO4),响应面分析结果表明,各因素及其交互作用对响应值灰树花菌丝体和胞外多糖产量均存在显著的相关性。通过典型性分析,获得最大菌丝体量(17.61g/L)时,培养基组成为:葡萄糖45.2g/L,KH2PO42.97g/L,蛋白胨6.58g/L,MgSO4·7H2O1g/L和玉米浆15g/L;而获得最佳胞外多糖量(1.326g/L)时的培养基组成为:葡萄糖58.6g/L,KH2PO44.06g/L,蛋白胨3.79g/L,MgSO4·7H2O1g/L和玉米浆15g/L。与其他实验组的结果相比,优化后的灰树花菌丝体与胞外多糖的量都有较大的增加。15L发酵罐扩大培养的结果表明,在优化培养基组成的条件下,扩大培养后的菌丝体产量最大值达22.50g/L。     

采用不同装置培养螺旋藻的对比研究

该试验在光合自养和混合营养两种条件下,分别采用250 mL摇瓶、5.0 L全自动发酵罐和10.0 L自制光生物反应器培养螺旋藻,以藻体生物量为试验指标,比较细胞在3种装置中的生长情况。结果可知,10.0 L光生物反应器培养效果最好,在光合自养条件下藻体生物量最大为1.277 g/L,比摇瓶和全自动发酵罐培养时分别提高78.6%和61.8%,混合营养条件下最大值为1.715 g/L,比其他两种装置分别提高了6.3%和6.1%。表明自制的光生物反应器能很好地满足螺旋藻细胞生长,且结构简单,操作简便。     

Effects of medium composition on production of 5-aminolevulinic acid by recombinant Escherichia coli

The recombinant Escherichia coli BL21(DE3) harboring hemA from Agrobacterium radiobacter, which was engineered in our previous work, was used for the extracellular production of 5-aminolevulinic acid (ALA). The effects of various physiological factors, such as the concentrations of precursors (glycine, succinic acid and glucose) and the inhibitor 5-aminolevulinate dehydratase (levulinic acid), on the ALA accumulation in the fermentation broth were investigated in both shake flasks and a jar fermentor. Among these precursors, glycine exhibited the strongest ability to inhibit cell growth, while glucose mainly inhibited ALA formation. The optimum initial concentrations of glycine, succinic acid and glucose were found to be 2.0, 10.0 and 2.0 g/l, respectively. Levulinic acid (LA; 30 mM) was fed to the fermentation broth at the end of the exponential cell growth phase (about 8 h), and the intracellular activity of ALA dehydratase was efficaciously suppressed. Repeating the optimum composition of the medium in a stirred tank fermenter resulted in 1.49 g/l ALA. Furthermore, the fed batch of the precursors and inhibitor further increased ALA production up to 3.01 g/l.