补料策略优化促进乳酸乳球菌HB03发酵合成Nisin

为提高乳酸乳球菌HB03发酵合成Nisin的效率，本研究基于乳酸乳球菌发酵生长期间存在的氧化胁迫效应和胞外氨基酸消长规律，分析了肽水解酶系、UMP从头合成和肽聚糖合成代谢在转录组水平的表达差异，确定对数中后期Nisin合成限制因素为半胱氨酸（cysteine,Cys）和精氨酸（arginine,Arg）供应不足，并通过氨基酸单因素和碳氮源补加优化，确定10 L发酵罐水平优化的补料策略为：11、13.5、17、19.5 h分别加入0.15 mmol/L的Cys,12 h补入蛋白胨（15 g/L）,10～24 h补入蔗糖（1.5 g/（L·h））,12～21 h流加Arg(0.25 g/（L·h）)。在此条件下Nisin效价达到了8 963 IU/m L，比只补加Cys发酵效价（6 993 IU/m L）提高了28.2%，研究结果可为Nisin工业发酵提供重要参考。     

混合碳源对地衣芽孢杆菌发酵合成杆菌肽的影响

在10 L发酵罐水平研究了地衣芽孢杆菌批发酵、补料(葡萄糖、乳糖)批发酵对细胞生长以及溢流代谢和杆菌肽合成的影响。批发酵过程中,细胞28 h达到峰值(91×10~8CFU/mL)后自溶,杆菌肽效价32 h达到峰值(960 U/mL)后逐渐降解。20~28 h流加葡萄糖批发酵的峰值生物量(24 h)为115×10~8CFU/mL,比对照提高了26%。但是,流加葡萄糖后杆菌肽合成速率(20~40 h)是17.2 U/(mL·h),仅为补料前(20 h之前)的53%。基料添加乳糖批培养的峰值生物量(32 h)为110×10~8CFU/mL,比分批发酵提高了20.6%,并与流加葡萄糖批发酵接近。同时,杆菌肽以29 U/(mL·h)的速率持续合成至40 h的1 143 U/mL,比分批发酵效价提高了19%。     

腐乳源乳酸乳球菌17M1高密度培养条件研究

为了获得乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）17M1的高密度培养方法,以菌体密度和活菌数为评价指标,以豆腐乳清为基础培养基,采用响应面法对该菌株的培养基组成进行优化,并研究其培养条件。结果表明,菌株17M1的最佳培养基组成为：在豆腐乳清中加入2.00%大豆蛋白胨、胰酪蛋白胨1.70%、柠檬酸铵2.30%。在此优化培养基中初始pH值6.15,于37 ℃培养15 h,乳酸乳球菌17M1的活菌数达到了1.17×1010 CFU/mL,高于M17肉汤培养基活菌数（1.04×109 CFU/mL）。该研究结果为乳酸乳球菌17M1的工业化应用提供了技术支持。     

酵母粉浓度对酸奶菌发酵动力参数的影响

详细分析了在乳清基质培养基中添加不同浓度酵母粉(0-15g/L)对酸奶菌株分批发酵动力学参数的影响,包括细菌数增长,乳糖消耗和乳酸生成.结果表明:较高的酵母粉浓度对菌株生长反而有一定抑制作用,适宜的酵母粉浓度为10g/L,该条件下德氏乳杆茵保加利亚亚种KLDS 1.9201乳糖转化率达到77%,乳酸终浓度为50g/L,增殖1Oh后的活茵数为1.96 X 109 CFU/mL;唾液链球菌嗜热亚种KLDS 3.0201的乳糖转化率达到74%,乳酸终产量达到33g/L,发酵培养6h后的活茵数为2.52×109 CFU/mL.     

副干酪乳杆菌耐乳酸的驯化及增殖培养基的优化

为提高乳酸菌对自身代谢产物乳酸的耐受性、增加发酵液的生物量,采用pH梯度降低法对副干酪乳杆菌进行耐乳酸能力驯化,并通过单因素试验、Plackett-Burman试验设计和响应面法,对驯化后的副干酪乳杆菌增殖培养基进行优化。结果表明,驯化后副干酪乳杆菌在初始pH 5.0的培养基中生长正常,且接种到正常培养基中培养21h其活菌数达到(1.19±0.45)×109 CFU/mL;增殖培养基优化后的配方为酵母膏3%、乳糖2.48%、NH4H2PO40.8%、低聚异麦芽糖0.5%、马铃薯汁11.97%,在该培养基中副干酪乳杆菌培养21h活菌数增加近4倍。     

菌酶协同转化白酒丢糟制备微晶纤维素及Nisin工艺条件优化

该研究以白酒丢糟为研究对象,采用单因素试验及正交试验对复合酶制备微晶纤维素（MCC）的工艺条件进行优化,并对MCC的结构进行表征。以乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）生物量为评价指标,以MCC制备过程中产生的废水替代乳酸链球菌产Nisin培养基中的蒸馏水,并采用单因素试验及响应面法对其培养基组分进行优化。结果表明,最佳MCC制备工艺参数为：纤维素酶添加量24 U/g,酶解时间9 h,料液比1∶20(g∶m L)。在此条件下,MCC的聚合度（DP）为118,其结构呈棒状,粒径约为20μm;最佳乳酸乳球菌产Nisin培养基组分为：在1 000 m L废水添加酵母粉8 g、蛋白胨8 g、蔗糖9 g、KH2PO419 g、Mg SO40.15 g,在此优化条件下,菌株生物量为6.3×107CFU/m L,Nisin效价为732.52 IU/m 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。     

双菌微囊化发酵耦合泡沫分离强化乳链菌肽生产的工艺

本研究拟通过共培养乳酸链球菌与酿酒酵母解除产物抑制效应,并将泡沫分离耦合于微胶囊固定细胞发酵强化乳链菌肽（Nisin）的生产。采用液芯微胶囊固定乳酸链球菌和酿酒酵母细胞,并对海藻酸钠和壳聚糖浓度进行优化。结果表明,以乳糖为底物碳源,乳酸链球菌与酿酒酵母的初始接种比例102:1时,共培养发酵液中Nisin效价高达3436.3 IU/mL。海藻酸盐-壳聚糖-海藻酸盐（ACA）液芯微胶囊的制备条件为海藻酸钠浓度15 g/L和壳聚糖浓度5.5 g/L。在微胶囊固定细胞发酵与泡沫分离耦合时间为21 h,分布器孔径180 μm,气体体积流率40 mL/min条件下,Nisin的富集比和回收率分别为5.8和63.1%,总效价为3973.2 IU/mL。本研究建立的双菌微囊化发酵-泡沫分离耦合工艺能够有效解除产物抑制和菌体细胞损失,为高密度、连续发酵生产Nisin奠定了理论基础。     

响应面法优化乳酸链球菌素发酵培养基成分

乳酸链球菌素由于对革兰氏阳性腐败和致病菌的厂。谱抗菌活性而作为天然防腐剂在食品工业中广泛使用。为提高乳酸链球菌素发酵水平,以乳酸乳球菌（Lactococcus lactis subsp．1actis）TCCC12001为生产菌株,采用响应面法对发酵培养基进行了优化,确定了该菌发酵的最佳培养基配方（g／L）：蔗糖20、酵母粉10、蛋白胨9、牛肉膏5、K2HP04·121-12010、NaCl2、MgS04·7H2O 0．2。最适发酵条件为：培养基初始pH值7．0,发酵温度30c,种龄10h,接种量3％,培养10h。在此条件下乳酸链球菌素的效价最高达1436IU／mL,比初始效价提高了69％。     

乳链菌肽(Nisin)发酵培养基的优化

以从新鲜牛奶中筛选出的乳酸链球菌KY-2为出发菌株,采用二剂量法检测发酵液中Nisin效价,通过单因子试验和正交设计对该菌株产Nisin发酵培养基进行优化.结果表明:该茵株产Nisin的最适碳源、氮源和磷源组合为(%):蔗糖0.8,蛋白胨2.0,酵母膏1.0,K2HPO4 0.9.优化后效价为957.95 IU/mL,比优化前(812.11 IU/mL)提高了18.0%.     

植物乳杆菌ZJ316高密度发酵条件优化

以1株植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）ZJ316为研究对象,在MRS液体培养基的基础上,以吸光度值（OD600 nm值）为响应值,通过单因素试验及响应面试验对其高密度发酵培养基组分和培养条件进行优化。结果表明,L. plantarum ZJ316高密度发酵的最优培养基组成为蔗糖43 g/L、玉米浆干粉60 g/L、Na2HPO4-柠檬酸0.12 mol/L、MgSO4·7H2O 0.20 g/L、MnSO4·H2O 0.10 g/L、吐温80 1 mL/L;最优发酵条件为接种量4%、发酵温度30 ℃、初始pH值6.5。在此优化条件下,采用发酵罐静置发酵24 h,植物乳杆菌ZJ316的OD600 nm值为5.13,活菌数可达8.01×109 CFU/mL,较优化前分别提高1.65倍、3.44倍。     

酸奶菌株分批发酵放大研究-从2.5L 到15L 发酵罐

2.5L发酵罐实验数据基础上,利用经验放大法将德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS 1.9201和唾液链球菌嗜热亚种KLDS 3.021 分批发酵结果从小试放大中试。结果表明,如果确定若干优化发酵参数,包括搅拌转速50～100r/min和溶氧浓度不高于5% 等,可将酸奶菌株发酵结果较成功地从2.5L 罐放大到15L 罐规模。KLDS 1.9201 在15L 罐中对数生长期间的初糖转化率达到了80.3%,乳酸浓度为49g/L,确定其发酵终点为12h,此时活菌数为2.2 × 109CFU/ml;KLDS 3.0201 在15L 罐中的初糖转化率达到了80.2%,乳酸浓度为39g/L,确定其最佳收获期为发酵8h,活菌数达到4.9 × 109CFU/ml。     

凝结芽孢杆菌CNJD增殖发酵工艺优化

以凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）CNJD为研究对象,生物量为考察指标,采用单因素试验考察发酵时间、发酵温度、接种量、初始pH值、装液量和摇瓶转速等发酵条件对凝结芽孢杆菌CNJD菌体生长的影响,在此基础上,采用单因素及响应面法对其发酵培养基进行优化。结果表明,最优发酵条件为发酵时间16 h,发酵温度55 ℃,接种量2%,初始pH值 5.0,摇床转速180 r/min,装液量50 mL/250 mL;最优发酵培养基组分为：蔗糖48.59 g/L,氯化钙1.70 g/L,硫酸锰0.33 g/L,酵母浸粉10.00 g/L,氯化钠1.50 g/L,胰蛋白胨10.00 g/L。在此优化工艺下,凝结芽孢杆菌CNJD的生物量达到7.86×1010 CFU/mL。     

动物双歧杆菌乳亚种HCS04-002发酵条件优化

为实现动物双歧杆菌乳亚种（Bifidobacterium animalis subsp. lactis）HCS04-002的高活菌数培养,获得其生长的最适发酵条件,对发酵工艺和发酵培养基分别进行优化。以菌泥收率为考察指标,通过单因素及正交试验对培养温度、接种量和初始pH值等发酵工艺参数进行了优化;以发酵液活菌数为响应值,通过单因素试验和Box-Behnken试验优化发酵培养基。结果表明,动物双歧杆菌乳亚种HCS04-002最佳发酵条件为：培养温度39 ℃、接种量3%、初始pH值为7.2;最佳发酵培养基组分为：酵母蛋白胨24 g/L、酵母浸出物30 g/L、葡萄糖19 g/L、乳糖11 g/L。在此优化条件下,菌株HCS04-002菌悬液活菌数达2.73×109 CFU/mL。     

乳链菌肽发酵条件的研究

利用分批培养，对乳酸链球菌ＳＭ５２６产生乳链菌肽（ｎｉｓｉｎ）的代谢调控及发酵条件进行研究，代谢动力学分析表明，ｎｉｓｉｎ在ＳＭ５２６指数生长期产生，到指数生长后期达到高峰，进入稳定期ｎｉｓｉｎ逐渐停止产生，表现出一种初级代谢动力学特征。ｎｉｓｉｎ的生物合成主要受碳源、氮源和磷源的调控，试验了各种不同的碳源，发现以二糖为碳源要比以单糖为碳源效果好；在基本发酵培养基中提高碳源（蔗糖）浓度，可使菌体得率和ｎｉｓｉｎ产率同时得以提高，其中以４％（Ｗ／Ｖ）蔗糖浓度较理想。此处碳源的调控主要是通过提高菌体生物量以达到提高ｎｉｓｉｎ效价。磷源则对ｎｉｓｉｎ的生物合成起极大的促进作用，试验了不同的磷源，其中以ＫＨ２ＰＯ４效果最好，在基本发酵培养基中提高ＫＨ２ＰＯ４浓度，可使得在菌体生物量基本不变的情况下，ｎｉｓｉｎ效价大幅度提高。     

鼠李糖乳杆菌LP216高密度发酵培养基优化

为提高鼠李糖乳酸杆菌LP216生产效益,通过单因素试验、Plackett-Burman（PB）试验和Box-Behnken（BB）试验,对菌株LP216发酵培养基进行优化。结果表明,最佳培养基配方为酵母提取物16 g/L、蛋白胨13 g/L、葡萄糖30 g/L、牛肉膏5 g/L、CH3COONa 4 g/L、吐温80 1.5 g/L、MgSO4·7H2O 0.25 g/L、柠檬酸二胺2.0 g/L、K2HPO4 2.0 g/L、MnSO4 0.2 g/L。在此优化条件下,菌株LP216活菌数达8.9×109 CFU/mL,是对照组（MRS培养基）活菌数（3.28×109 CFU/mL）的2.71倍。     

木糖浓度及补料发酵对树干毕赤酵母乙醇发酵的影响

探究不同浓度木糖及补料对树干毕赤酵母（Pichia stipitis）菌株1K-9发酵木糖产乙醇的影响,提高木糖产乙醇的发酵水平,为扩大规模发酵木糖产乙醇打下基础。结果表明,菌株1K-9先采用10%木糖进行乙醇发酵,36 h补加与10%木糖培养基等体积的20%木糖培养基继续发酵,发酵至108 h时菌数也达到了（12.16±0.07）×108个/mL,较未补料发酵时有所提高;发酵108 h时醪液中残留的木糖含量为（1.03±0.02）g/L,较未补料发酵时有所降低;乙醇含量达到了6.56%vol,较未补料时提高了1.85%vol。因此补料发酵是有效的。     

仔猪复合微生态制剂的液体发酵工艺优化

对仔猪复合微生态制剂液体发酵产酶工艺进行了优化。采用响应面分析法得到最佳培养条件为:pH6.0、发酵温度30℃、培养时间65h、接种量10%,在此培养条件下,菌体生物量理论值为2.95×1012个/ml;对最佳培养条件进行验证性试验,重复3次得到菌体生物量平均值为3.04×1012个/ml。在最优混合培养条件下研究了发酵液中的纤维素酶、淀粉酶、糖化酶的酶活性,3种酶的最大酶活力分别为1 085、492和1 192U/ml。