L-异亮氨酸高产菌种的选育与响应面法优化发酵培养条件的研究

以解除了异亮氨酸反馈抑制作用的大肠杆菌N12为出发菌株,用硫酸二乙酯(DES)进行多轮随机诱变,筛选得到蛋氨酸、亮氨酸和赖氨酸营养缺陷型突变菌株大肠杆菌NMLL(Met-+Leu-+Lys-),经测试其遗传性状稳定,并在研究葡萄糖、硫酸铵、玉米浆3个单因素试验的基础上,用Design Expert软件的Box-Behnken Design(BBD)建立响应面模型优化了此菌株的发酵条件。结果表明:经诱变育种后,未经优化条件下发酵48 h时,产酸量较菌株N12提高了46.2%。采用响应面法对大肠杆菌NMLL发酵条件进行优化,得到最佳条件为:葡萄糖116.40 g/L、玉米浆12.03m L/L、硫酸铵40.00 g/L、磷酸二氢钾0.05 g/L、Mg SO4·7H2O 2.5 g/L、Fe SO4·7H2O 0.01 g/L、Ca CO3 2.0 g/L,在此条件下L-异亮氨酸的产量为4.62 g/L,与预测值(4.43 g/L)吻合度较高。通过发酵对比试验可见,优化后产酸量提高40.43%。     

L-苏氨酸高产菌株的选育及发酵条件优化研究

采用L-苏氨酸生产菌HXS101(AHVR,Ile-)为出发菌株,经NTG诱变处理,选育出一株L-苏氨酸高产菌株HXS315为目的突变株,在10L发酵罐产酸率最高达到94.4 g/L (36 h),然后对其进行发酵条件优化,使菌株HXS315的L-苏氨酸10L发酵罐产酸率提高到105.1g/L (36h).     

耐高温、高醇醋酸菌筛选、鉴定及低能离子选育

从腐烂的猕猴桃中初筛醋酸菌,于不同浓度乙醇的液体培养基、不同温度下驯化,得到一株在高温、高醇条件下产酸量较高的菌株WT08。该菌株在含6%(体积分数,下同)乙醇的培养基中32℃培养72 h,产酸量达39.09 g/L;在含12%乙醇的培养基中32℃培养72 h,产酸量为12.99 g/L;在产酸基础培养基中,40℃培养72 h,产酸量达到5.89 g/L。对该菌株进行形态学观察、生理生化及分子生物学鉴定,初步确定该菌株为巴氏醋杆菌。利用能量为10 keV,剂量为70×2.6×10~(13)ions/cm~2的低能N~+注入WT08菌株,在后代中选育得到耐醇、耐高温性能都提高的菌株WT08-18,该菌株最高产酸达49.86 g/L,在含12%乙醇的培养基中产酸达15.16 g/L;在基础培养基中40℃培养72 h,产酸量达10.96 g/L,且该菌株有良好的遗传稳定性。将WT08-18菌株液体扩大培养,以体积分数3%的接种量接入成熟醋醅中,按照传统酿制工艺酿造,醋酸产量比传统酿制的提高30.54%,酒精转酸率提高18.81%,具有广泛的应用前景。     

耐盐乳酸菌的筛选及其诱变育种与耐受性研究

为缓解红酸汤工业化生产中主要原料辣椒脱盐工序带来的营养风味流失及水污染问题,从传统发酵辣椒制品中筛选出1株耐盐乳酸菌L-14,经鉴定为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),在80 g/L NaCl条件下培养24 h活菌数达(8.20±0.118) lg CFU/mL,产酸量为(7.770±0.033) g/L。对其进行二轮紫外诱变以提高其耐盐产酸性,并比较突变菌株与原始菌株在耐酸、耐胆盐、耐人工模拟胃肠液、耐盐(NaCl)等耐受能力,得到1株突变菌株L14U2-3,在80 g/L NaCl条件下培养24 h产酸量为(8.989±0.095) g/L,较原始菌株提高15.69%,且连续传代10代产酸量无显著差异。突变菌株L14U2-3较原始菌株L-14,在pH 2.0时培养3 h存活率提高4.09%;在3 g/L胆盐下处理24 h活菌数提高5.32%;经胃肠液处理后,2株菌活菌数分别为(6.73±0.10)、(6.68±0.11) lg CFU/mL,无区别;在80 g/L NaCl下培养24 h菌株L14U2-3的活菌数为(8.89±0.003) lg CFU/...     

当量生物素控制对谷氨酸棒杆菌发酵产L-异亮氨酸的影响

以谷氨酸棒杆菌YILM 1504为出发菌,研究了生物素对L-异亮氨酸产量的影响。基于多梯度生物素对比实验及中后期生物素外源添加实验,确定了发酵液中最佳生物素浓度及补料工艺。结果显示:在低浓度生物素发酵液中,最适生物素浓度为45μg/L,此时产酸达到42.5g/L,糖酸转化率达到最高,为13.4%;在大于60μg/L高浓度生物素发酵液中,产酸最高为22g/L,表明高浓度生物素不利于产酸发酵。在5L发酵罐中,初始生物素浓度为30μg/L,18,32,42h分别添加10g/L玉米浆(15μg/L生物素),54h产酸量达到了44.5g/L,比初始生物素浓度为30μg/L,后期不补料产酸量提高了49.8%。     

可降解橡碗单宁产鞣花酸的菌种筛选

以COD去除率为指标 ,筛选出可降解橡碗单宁的微生物菌株 ,其COD去除率为5 9%。通过对该菌株产鞣花酸的单因素优化条件研究结果表明 ,该菌株产鞣花酸的最适条件为 :培养温度 30℃ ,培养时间 4d ,2 5 0mL锥形瓶中的装瓶量为 15 0mL ,发酵培养基 (NaNO32 0 g/L ,K2 HPO4 1 0 g/L ,MgSO4 0 5 g/L ,FeSO4 0 0 1g/L ,橡碗单宁 5 g/L ,葡萄糖 30g/L)中单宁浓度为 5 g/L ,pH值 5 0。在此最适条件下鞣花酸产率可达 7 7%。经鉴定 ,该菌株属于半子囊菌纲 ,内胞霉目 ,内胞霉科 ,内胞霉属。     

代谢工程改造大肠杆菌合成L-异亮氨酸的研究

以L-苏氨酸生产菌Escherichia coli THRD为出发菌株,利用基因重组技术替换ilvLXGMEDA启动子并过表达解除L-异亮氨酸反馈抑制的ilvA和ilvIH,以期获得L-异亮氨酸生产菌.将ilvLXGMEDA启动子替换为强启动子Ptrc并敲除ilvLXGM后获得ILE01菌株,于该菌株中分别过表达解除L-异亮氨酸反馈抑制的ilvIH及共表达解除L-异亮氨酸反馈抑制的ilvA和ilvIH,获得菌株ILE02和ILE03,其L-异亮氨酸产量分别达到1.75 g/L和2.19g/L.针对ILE03 α-酮丁酸积累量过高的问题,通过改变操纵子中ilvA和ilvIH的顺序调节其转录水平,获得菌株ILE04,其L-异亮氨酸产量达2.85 g/L.利用ILE04于5L发酵罐中进行发酵实验,L-异亮氨酸产量、发酵强度及转化率分别为5.23 g/L、0.17 g/(L·h)及4.6％.     

产DHA破囊壶菌Aurantiochytrium sp. HX2019010的筛选及其脂肪酸组成分析

为筛选产二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA)菌株,从厦门市红树林的海水腐木中分离到一株球状真菌HX2019010,通过扫描电镜观察,测定ITS序列,与Genbank数据库比对,该菌株与破囊壶菌相似性较高。选取ITS序列相似性较高的相近菌株构建的进化树表明,菌株HX2019010与Aurantiochytrium类群聚为一枝,自举检验值较高,初步定名为Aurantiochytrium sp. HX2019010。该菌株在发酵罐中可产生较高浓度的DHA,98 h发酵后生物量达108.27 g/L,总油脂达28.43 g/L,DHA达9.17 g/L。细胞脂肪酸组成分析结果表明,该菌株所产脂肪酸主要为棕榈酸、DHA、肉豆蔻酸等;脂肪酸组成受培养时间或培养条件的影响,总量可达细胞干重的26.26%, 其中DHA占脂肪酸总量的32.25%-45.86%。     

增强回补途径对谷氨酸棒状杆菌合成L-异亮氨酸的影响（英文）

该实验考察和比较增强回补途径对谷氨酸棒状杆菌合成L-异亮氨酸的影响。通过以L-异亮氨酸生产菌Corynebacterium glutamicum YI为出发菌株,分别采用基因组整合和质粒的方式过表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶编码基因ppc及丙酮酸羧化酶编码基因pyc。结果表明,获得pyc基因组整合和质粒过表达菌株ILE01和ILE02,摇瓶条件下菌株L-异亮氨酸产量分别提高17.3%(6.1 g/L)和9.6%(5.7 g/L)、发酵罐条件下分别提高11.7%(24.8 g/L)和8.1%(24.0 g/L)。获得ppc基因组整合和质粒过表达菌株ILE03和ILE04,摇瓶条件下菌株L-异亮氨酸产量分别提高30.8%(6.8 g/L)和13.5%(5.9 g/L)、发酵罐条件下分别提高15.8%(25.7 g/L)和9.5%(24.3 g/L)。此外,过表达pyc和ppc还可不同程度地提高L-异亮氨酸转化率。然而采用质粒过表达pyc和ppc均使得菌株生物量下降。因此,过表达pyc和ppc均能显著提高L-异亮氨酸产量和转化率,基因组整合的过表达方式效果优于质粒过表达。该研究首次比较并报道了增强谷氨酸棒杆菌回补途径对谷氨酸棒杆菌生产L-异亮氨酸的影响,可为其代谢工程改造提供参考。     

自然发酵酸浆中一株高产酸菌的分离与鉴定

为明确自然发酵酸浆中的优势产酸菌种并为酸浆豆腐工业化生产奠定基础,以实验室自制黄浆水为培养基,采用平板涂布法,以代谢产酸量和体系pH为指标,从自然发酵酸浆中分离筛选出一株高产酸菌(植物乳杆菌T-02)。该菌株在37 ℃下发酵24 h后pH下降至3.6,总产酸量达35.3 g/L;发酵48 h后pH下降至3.6以下,总产酸量为40.8 g/L,具有较强的产酸能力,可作为酸浆豆腐的纯菌种发酵菌株。采用形态学结合生理生化试验及分子生物学方法鉴定该菌株为植物乳杆菌。     

嗜热β-葡聚糖酶产生菌的筛选及其培养基优化研究

以大麦β-葡聚糖为唯一碳源,从吐鲁番地区采集的土样中筛选到1株热稳定性β-葡聚糖酶产生菌株XTP-5,经初步鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。对该菌株产酶培养基优化实验结果表明:最佳培养基配方:麦糟粉20g/L、酵母粉4/L、K2HPO41.0g/L、NaCl0.5g/L、FeSO·47H2O0.01g/L、MgSO·47H2O0.5g/L、(NH4)2SO42.0g/L、Tween-800.06%。接种上述液体培养基(pH7.0)中,于37℃、180r/min摇瓶培养60h达到产酶高峰,酶活力可达9.52U/mL。     

产单葡萄糖醛酸甘草次酸菌株的筛选及发酵条件的优化

从甘草土壤中筛选纯化得到一株产β-D-葡萄糖醛酸苷酶(β-D-glucuronidase,β-GUS)的菌株,采用常温室压等离子体诱变技术(ARTP)对原始菌株进行诱变,筛选得到高产突变菌株。经传代10次培养验证该菌株遗传性状稳定。通过菌落形态、显微镜制片观察和ITS序列比较确定菌株为蓝状真菌属,命名为Talaromyces sp.02。对其进行发酵产酶优化,确定发酵产酶的工艺。结果表明,以5 g/L的甘草酸为诱导剂,3 g/L的硝酸钠为氮源,初始p H 5.5,发酵温度30℃,10%的接种量,发酵144 h,在此条件下,该菌株可水解甘草酸(Glycyrrhizin,GL)生成单葡萄糖醛酸甘草次酸(Glycyrrhetinic acid monoglucuronide,GAMG),产量可达4.03 g/L,且几乎无副产物甘草次酸的生成,其发酵产率可达到87.88%,葡萄糖醛酸苷酶的酶活为162.20 U/m L,是原始复筛菌株的3.23倍,是一株具有开发前景和应用潜力的葡萄糖醛酸苷酶生产菌株。     

超声对谷氨酸棒杆菌发酵L-异亮氨酸的影响

为解决谷氨酸棒杆菌发酵产异亮氨酸适应期较长,菌体细胞膜通透性差,异亮氨酸分泌速率慢的问题,实验通过在发酵罐内安装超声棒,探究超声对谷氨酸棒杆菌整个发酵过程中生物量及产酸的影响。研究从超声周期、超声功率、超声频率、超声时间和超声模式5个方面,探究了菌体生物量及产酸的最优条件。结果表明,使用80 W/L、18 kHz的超声波,在菌体适应期、对数生长期及平稳期分别超声2、6、1 h,超声模式设置为开10 s、停30 s,菌体发酵适应阶段缩短至2 h以内,菌体快速进入对数生长期,且对数生长期从2 h延续到24 h,直至40 h结束菌体活力依旧很强,最终菌体干重达到了41.0 g/L,比未超声提高了74.5%;L-异亮氨酸产量达到了39.0 g/L,比未超声产酸量提升了69.6%。超声产生的微扰动有利于细胞增殖,同时产生的机械剪切作用增加了细胞膜的通透性,提高了产酸能力。     

L-脯氨酸摇瓶发酵条件的优化

以黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)AP117为出发菌进行了摇瓶条件下的脯氨酸发酵条件研究.正交试验结果表明,发酵培养基中蔗糖、乙酸铵、L-异亮氨酸、生物素和硫胺素的最适用量分别为4.0%、4.0%、300 mg/L400 μg/L和600 μg/L,发酵培养72 h后,L-脯氨酸积累可达57.12 g/L.同时考察了硫酸镁磷酸二氢钾不同装液量接种量和初始pH对菌株AP117积累L-脯氨酸的影响.     

葡萄糖亚适量流加对谷氨酸棒杆菌产L-异亮氨酸的影响

通过动态调节葡萄糖对谷氨酸棒杆菌的供应速率,解决菌种在发酵产L-异亮氨酸不同时期对葡萄糖消耗能力差异的问题。实验结果表明,以谷氨酸棒杆菌YILM1504为供试菌株,在发酵初始葡萄糖添加量80 g/L、90%最大补糖速率的亚适量补糖工艺下,得到动态补糖速率为0（0～8 h）、5.40～7.47（8～14 h）、7.47～7.00（16～24 h）、7.00～5.20 g/（L·h）（24～40 h）,L-异亮氨酸达到44.32 g/L,糖酸转化率为19.63%。经代谢流对比分析发现,葡萄糖经戊糖磷酸途径和糖酵解途径代谢流之比为0.56,进入Ile的代谢流增强了18.92%,进入缬氨酸、亮氨酸、丙氨酸的代谢流减弱了67.12%、72.21%、30.23%,该方法针对谷氨酸棒杆菌在细胞生长阶段与产酸阶段不同的耗糖能力,提供了精细的补糖速率策略,产酸高峰期明显延长,副产物积累比例得到降低,原料利用率大幅提升。     

醋醅中醋酸菌的分离及产酸耐酸能力分析

以山西老陈醋正常发酵的醋醅为样品,从中分离并筛选出产酸高、耐酸能力强的醋酸菌菌株,为从微生物学角度改良食醋酿造工艺,提高产量和质量奠定基础。醋醅经富集培养,碳酸钙平板初筛,获得了14株产透明圈较大的菌株,命名为JC1~JC14,经鉴定11株为醋酸杆菌。产酸能力强的菌株,其耐酸能力也较强。测定产酸量,5株产酸能力强的菌株依次为JC 7(18.30g/L)JC 5(15.90g/L)JC10(13.95g/L)JC 8(13.35g/L),这5株醋酸杆菌在发酵后期,其产酸速率基本不受影响,酸性环境反而更利于JC8产酸。筛选出的这5株醋酸菌,产酸高、耐酸强,有望用于高酸度醋的发酵生产,将其改良还可用于液态发酵生产。     

甜菜碱对谷氨酸温度敏感突变株发酵的影响

考察了甜菜碱添加对温敏菌发酵谷氨酸产酸的影响。以谷氨酸温度敏感突变株CN1021为供试菌株,采用10L发酵罐发酵培养。结果表明,在发酵6h添加1.5g/L甜菜碱发酵产酸达172.9g/L,谷氨酸产量比未添加甜菜碱的对照样提高了10.9g/L。     

添加辅酶前体及流加诱导物提高黄嘌呤氧化酶发酵产率

通过对产黄嘌呤氧化酶菌株进行16S rDNA序列分析,构建系统进化树,确定该菌株为球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)。添加辅酶前体(核黄素、硫胺素)及诱导物(次黄嘌呤,3.6 g/L),提高了发酵产酶;通过两种方式流加葡萄糖及次黄嘌呤,结果表明,发酵至24 h,一次性补葡萄糖质量浓度4.0 g/L,流加次黄嘌呤质量浓度至3.6 g/L,酶产率可达8 952.7 U/L,比未补料时提高25.7%,平均产率系数达1 041.0 U/g。测定流加发酵过程中铵根离子浓度变化,发现一定质量浓度的铵根离子抑制发酵产黄嘌呤氧化酶。     

Lactobacillus delbrueckii营养条件的研究

研究了L delbrueckiiYJS 2 1的营养要求 ,结果表明 ,L delbrueckiiYJS 2 1缺乏合成L 谷氨酸、L 天冬氨酸、L 色氨酸、L 异亮氨酸的能力 ;生物素、对氨基苯甲酸、硫胺素对L delbrueckiiYJS 2 1生长及产酸有明显的促进作用。同时利用正交设计优化得到了最佳生长因子 :L 谷氨酸 30mg/L、L 天冬氨酸 8mg/L、L 色氨酸 1 2mg/L、L 异亮氨酸 6mg/L、生物素 180 μg/L、对氨基苯甲酸 4mg/L、硫胺素 2 0mg/L。在最适发酵条件下 ,乳酸产量、对糖转化率、乳酸生产率分别为 14 0 3g/L、93 5 %、1 95 g/ (L·h)。     

米根霉不同菌丝体形态对重复间歇发酵生产L-乳酸的影响

研究米根霉在3L 发酵罐重复间歇发酵过程中,菌体形态对发酵强度的影响。结果表明：絮状米根霉首批发酵产L- 乳酸为105.8g/L,葡萄糖转化率88.12%,球状米根霉产L- 乳酸105.0g/L,葡萄糖转化率87.50%;在重复间歇发酵过程中,球状米根霉前6 批产L- 乳酸均保持在80.00g/L 以上,第7 批产L- 乳酸78.60g/L,葡萄糖转化率均高于87.33%,产酸效率最高可达到4.26g/(L·h),而絮状米根霉前4 批产L- 乳酸可保持在80.00g/L 以上,第5 批产L- 乳酸78.30g/L,第6 批产L- 乳酸77.40g/L,第7 批产L- 乳酸70.20g/L,产酸效率最高可达4.07g/(L·h)。研究数据显示,球状米根霉更适于重复间歇发酵生产L- 乳酸。