桑葚果酒分批发酵动力学研究

以桑葚汁为原料,探讨果酒发酵过程中菌体生长、产物生成和底物消耗变化规律,利用Logistic模型方程拟合菌体生长、产物生成、基质消耗曲线,建立发酵动力学模型。结果表明,当发酵液初始含糖量为200g/L时,接种5%活化酵母,28℃发酵100h后,残糖含量降为3.86g/L,酵母数量增长为2.83×108 CFU/mL,乙醇含量达到9.01%,菌体生长、产物生成、基质消耗的动力学模型拟合度良好,模型R2分别为0.974,0.988,0.991,模型能较好地反映和预测桑葚果酒发酵变化的过程。     

模拟葡萄汁中可同化氮和还原糖对酵母发酵特性的影响

为研究葡萄汁中可同化氮和还原糖对酵母发酵特性的影响,设计150、240、330、420、500?mg/L可同化氮质量浓度和170、200、230?g/L还原糖质量浓度,共计15?个处理,测定了模拟葡萄汁酒精发酵过程中酵母生长、还原糖消耗和可同化氮消耗的变化。结果表明,模拟汁中可同化氮质量浓度过低（150?mg/L）则不能充分满足酵母生长的需要,同时限制了酵母的还原糖消耗速率,通过提高初始还原糖质量浓度至200?g/L可促进酒精发酵进行;酵母在初始可同化氮质量浓度高于240?mg/L的模拟汁中可以正常生长,此时初始还原糖、可同化氮质量浓度对酵母生长量均无显著影响,还原糖含量最直接影响酿酒酵母菌株的发酵特性,决定发酵时间长短,表现为在初始还原糖质量浓度较低（170?g/L）的模拟汁中,酵母生长速率随着模拟汁初始可同化氮质量浓度的升高而加快,在初始还原糖质量浓度较高（200～230?g/L）的模拟汁中,酵母生长速率不受初始可同化氮质量浓度的影响;当模拟汁初始可同化氮质量浓度高于330?mg/L时,酵母对可同化氮的消耗开始出现剩余,剩余量随着模拟汁初始可同化氮质量浓度的升高而增加,此时可同化氮质量浓度能够充分满足酵母可同化氮代谢的需要,且酵母对可同化氮消耗量随着初始还原糖质量浓度的增加而略有减少。     

重组褐藻胶裂解酶基因工程菌的高密度培养

在5L发酵罐中,利用分批补料培养技术高密度培养含表达褐藻胶裂解酶重组质粒的工程菌E.coli BL21,生产褐藻胶裂解酶.利用单因素实验对补料培养基中碳源浓度进行优化,利用单因素实验和单纯形优化法对诱导时间和IPTG浓度进行了优化,从而得到最适高密度发酵条件为:发酵培养基为葡萄糖10g/L,酵母提取物5g/L,蛋白胨20g/L;补料培养基为葡萄糖150g/L,蛋白胨20g/L,酵母提取物10g/L,4～10h的流加速率为100mL/h,10～16h的加速率设定为200mL/h;诱导时间为4.5h,IPTG终浓度为0.60mmol/L,发酵过程中溶解氧控制在30％ ～40％,pH控制在7.0～7.2.IPTG未诱导时,最终发酵液中菌液稀释200倍后,OD600达0.696,菌体浓度达65.38g/L;IPTG诱导后菌液稀释200倍后,OD600达0.457,菌体浓度达60.15g/L,是分批发酵的8.43倍;菌体进行超声波破碎后制备粗酶液,酶活力达26.37U/mL,是分批发酵的5.48倍.     

利用乳清为主要原料高密度培养干酪乳杆菌

利用乳清为原料高密度培养干酪乳杆菌(Lactobacillus casei STL3102),用于生产浓缩发酵剂.在5L发酵罐研究了pH控制和补料培养条件,结果表明,加碱控制pH对菌体生长有利,控制pH为6.0时的菌体干重最高.不同碱液对菌体的生长有显著影响,流加NH3·H2O菌体的产量较高,24h时菌体干重达3.74g/L.在流加NH3·H2O,控制pH6.0条件下,对菌体补料发酵进行了研究.采用30g/L为初始乳清浓度,发酵16h以1.0mL/min恒速补料,发酵44h,菌体干重达4.79g/L,此时测定发酵液中活菌数为1.95×1011CFU/mL.     

阿舒假囊酵母摇瓶分批补料发酵产核黄素的研究

利用摇瓶分批补料培养模式考察了补料基质对核黄素合成的影响.首先考察了葡萄糖补加浓度对阿舒假囊酵母菌体生长和核黄素合成的影响,结果表明,葡萄糖的补加对阿舒假囊酵母的菌体生长具有促进作用,但是当葡萄糖的补加浓度超过0.5g/100mL发酵液时,会对核黄素的合成产生严重的阻遏或抑制效应.在此基础上,考察了补加不同碳源对核黄素发酵的影响,结果显示,补加1.0g/100mL发酵液的蔗糖或麦芽糖虽然均利于菌体生长,但同样会对核黄素的合成具有负作用.最后考察氮源的补加对阿舒假囊酵母发酵的影响,结果表明,补加酵母膏和玉米浆能显著促进菌体的生长,且二者最终的核黄素合成量分别为1582.1mg/L和1816.77mg/L,均明显高于不补加任何氮源实验方案下的1135.48mg/L.     

粪产碱杆菌在不同底物限制性条件下连续培养

为了提高菌体阶段菌体的生长密度、对分批发酵有一些优化指导作用,对菌体本身特性进行了研究.以葡萄糖、氯化铵分别为限制性底物,对粪产碱杆菌进行了连续培养,模拟了粪产碱杆菌在不同的营养条件下的发酵情况,并对连续培养特性和动力学性质进行了分析.结果表明:在葡萄糖限制条件下粪产碱杆菌的比生长速率与限制性底物浓度的关系符合Monod方程,建立了相应的模型方程;同时还建立了两种限制条件下的葡萄糖的消耗动力学模型;并对两种限制条件下的维持系数、菌体产率进行了比较.比较表明:葡萄糖限制对菌体产率的影响比氯化铵限制时大,在氯化铵限制条件下菌体产率最大为0.4 g/(h·L),而葡萄糖限制条件下菌体产率最大只为0.3 g/(h·L)左右;氯化铵限制条件下的维持系数是葡萄糖限制条件下的2倍,说明发酵过程中主要的维持消耗是在产胶期热凝胶的合成过程中.     

Kluyveromyces fragilis LFS-8611 β-D-半乳糖苷酶的摇瓶培养条件

脆壁克鲁维酵母(Kluyveromycesfragilis)LFS 8611合成的β D 半乳糖苷酶具有较高的催化半乳糖基转移反应活力.脆壁克鲁维酵母(K.fragilis)LFS 8611细胞生长和β D 半乳糖苷酶的合成同步.该菌株生长和产酶的最适碳源为半乳糖,乳糖次之;最适氮源为蛋白胨F403;最适培养条件为:发酵培养基的初始pH值为7.0,摇床的转速为200r/min.培养基中碳源和氮源质量浓度对菌体生物量和β D 半乳糖苷酶活力有重要影响,以12mg/mL乳糖为碳源,16mg/mL蛋白胨(F403)为氮源,在最适培养条件下培养32h后,菌体生物量和β D 半乳糖苷酶活力分别为7.56g/L和18.83U/mL.     

不同氮源对丙酮酸分批发酵的影响及动力学模型的建立

有机氮蛋白胨和无机氮(NH4)2SO4及其不同浓度进行丙酮酸分批发酵,测定了菌体浓度、产物浓度和基质浓度三项指标,从而推导出细胞生长、产物生成和基质消耗的发酵动力学方程和数学模型,其模拟曲线与实验值较好地相吻合,为产业化设计和生产提供了可靠的保障.     

法夫酵母高密度培养条件的优化

本文采用正交试验对法夫酵母高密度培养条件进行了研究,得到其优化培养基组成为:葡萄糖35g/L、酵母膏9g/L、KNO30.6g/L、(NH4)2SO4 0.5g/L、KH2PO4 1.5g/L、MgSO4 0.2g/L,最适摇瓶装液系数为10%。在10L罐上的实验结果表明:采用优化后的培养基在48h细胞总数就可以达到1.5×109个/mL,与初始培养基相比细胞总数提高了88.7%,到达最高菌体浓度提前了12h。     

红曲霉JR摇瓶分批补料发酵产红曲色素的研究

利用摇瓶分批补料培养模式考察了补料基质对红曲霉JR的菌体生长以及红曲色素色阶的影响.考察了碳源补加种类(葡萄糖、蔗糖和麦芽糖)、蛋白胨补加浓度对红曲霉JR发酵的影响,结果表明:碳源的补加能显著促进菌体生长及红曲色素色阶的提高,葡萄糖是最佳的补加碳源;补加蛋白胨也显著促进红曲霉JR的菌体生长.在红曲霉JR摇瓶分批补料培养模式下,第48h、72h、96 h补加2.0 g/100mL发酵液的葡萄糖和0.5g/100mL发酵液的蛋白胨,红曲色素色阶达到331.6±8.7U/mL,显著高于摇瓶分批培养的色阶(105.7±5.8 U/mL).     

葡萄状枝瑚菌菌丝液体培养条件优化

为了研究液体培养条件对葡萄状枝瑚菌菌丝生长量的影响,通过单因素实验和正交试验分别考察了碳源、氮源、无机离子组合、生长因子、培养基初始pH、培养温度、摇床转速和光照这8个因素对菌丝生长量的影响,结果表明,最佳培养条件为:在23℃、摇床转速为220 r/min时,培养基初始pH6.5,装瓶量50 mL/250 mL锥形瓶,接种量10%(V/V),全黑暗培养7 d,1 L液体培养最佳培养基为25 g可溶性淀粉,3.5 g酵母粉,4.4 g(1.2 g KH₂PO₄+1.6 g FeSO₄·7H₂O+1.6 g MgSO₄·7H₂O)无机离子,0.01 g VB₁,在此条件下葡萄状枝瑚菌菌丝生长量为(26.8±0.29)g/L。此研究结果为葡萄状枝瑚菌的液体发酵奠定了基础。     

蛹虫草菌丝球生长模型

为了优化控制发酵过程以定向生产生理活性物质,以菌丝球生物量作为参考指标,对培养基成分进行了优化,确定了蛹虫草菌丝球培养的最适碳源、氮源、微量元素及其含量,分别为:葡萄糖40.0 g/L、蛋白胨3.5g/L、KH2PO40.5 g/L、MgSO4.7H2O 3.5 g/L、CaCl20.3 g/L。利用Box-Behnken中心组合实验设计及响应面分析方法,得到了菌丝生物量的预测模型。结果表明:通过该预测模型可以很好地描述菌丝生物量与转速、接种量和培养时间等重要参数之间的关系,R2达到0.983 8,以及小的P值,利用得到的改进预测模型可以计算菌丝生物量,为优质高效地培养菌丝球创造了条件。     

硝态铵态氮比例对不同氮效率烟草苗期氮素吸收及利用的影响

【目的】为明确最有利于烤烟和白肋烟氮素利用的氮素形态配比。【方法】采用盆栽的方法,以烤烟品种中烟100和白肋烟品种TN90为材料,设置5个硝态铵态氮比例(T1:NO₃^-:NH₄⁺=100:0;T2:NO₃^-:NH₄⁺=75:25;T3:NO₃^-:NH₄⁺=50:50;T4:NO₃^-:NH₄⁺=25:75;T5:NO₃^-:NH₄⁺=0:100),测定各处理的生物量、色素含量、硝酸还原酶(nitrate reductase,NR)和谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)活性、NH₄⁺-N含...     

发酵乳杆菌的生长限制性因素分析及高密度培养工艺优化

为提高发酵乳杆菌的增殖浓度,对其高密度发酵培养基成分及培养工艺进行优化以提高其活菌数。结果表明,酵母粉复合大分子肽的蛋白胨是发酵乳杆菌的最适氮源,缓冲盐在恒pH培养时对菌株生长无促进作用,Mn²⁺和Mg²⁺均是发酵乳杆菌的限制性微量元素。另外,中性条件下酸根的积累不会对发酵乳杆菌有特异性毒害作用,其生长主要是受到渗透压的抑制。以菌株生长速率被抑制时的碳氮消耗比作为培养基中的碳氮源比例,基于菌株生长速率被抑制时的渗透压确定碳氮源的添加量。进一步优化恒pH分批培养和恒pH自动反馈补糖培养工艺,得到各菌株的最优培养策略:发酵乳杆菌FXJCJ6-1、发酵乳杆菌FGDLZR161、发酵乳杆菌CCFM422分别在恒pH 6.0、5.5、5.5分批培养时,活菌数分别达到(1.3±0.1)×10¹⁰、(1.1±0.1)×10¹⁰、(9.5±0.5)×10^(9 )CFU/mL,较在MRS培养基静置培养时的活菌数提高了3.1、3.8和4.6倍。该研究结果的应用将显著提高发酵乳杆菌的工业化生产效率。     

TMV拮抗细菌A3的培养基优化研究

利用单因素试验结合正交试验的方法,以菌体生长量(OD₆₀₀值)作为测定指标,对TMV拮抗细菌恶臭假单胞杆菌A3的培养基进行优化,系统研究了碳源、氮源、无机盐的发酵结果.试验结果表明,碳源为麦麸,氮源为酵母浸粉,无机盐为CaCl₂、CoCl₂、MgSO₄、FeSO₄、KH₂PO₄时有利于A3的生长.7因素3水平正交试验结果表明,培养基的最优组合为麦麸15 g,酵母浸粉15 g,CaCl₂ 2.5 g,CoCl₂ 0.5 g,MgSO₄ 0.8 g,FeSO₄ 0.5 g,KH₂PO₄ 0.8 g,蒸馏水1000 mL,pH 7.0,在此条件下拮抗细菌活菌数可达3.234×10¹² cfu/mL,比NB培养基中活菌数提高一个数量级.     

产右旋糖酐肠膜明串珠菌发酵培养基的优化

旨在提高肠膜明串珠菌Leuconostoc mesenteroides CICC-23614发酵蔗糖产右旋糖酐的效率。以单因素实验为基础,以蔗糖、细菌蛋白胨、Na₂HPO₄·12H₂O及KH₂PO₄浓度作为影响因子,以蔗糖转化率为响应值,采用响应面分析法对肠膜明串珠菌培养基中各成分浓度条件进行研究,利用高效液相色谱法(HPLC)对发酵液中的蔗糖进行定量分析,优化得到最佳发酵培养基。结果显示,经过优化的最佳的培养基为:蔗糖101.31 g/L,细菌蛋白胨5.66 g/L,Na₂HPO₄·12H₂O 1.11 g/L和KH₂PO₄0.15 g/L。以优化后的培养基进行发酵,重复试验验证,发酵24 h,蔗糖转化率可达91.9%,与预测值误差仅为2.13%,相较于原始培养基发酵结果,蔗糖转化率是原始培养基培养条件下的1.6倍。     

高密度接种胶球藻C-169处理脱色酵母发酵废水条件优化

本文探究了胶球藻C-169的营养方式,并在未灭菌的脱色酵母废水中高密度接种胶球藻C-169,系统比较了接种密度、废水浓度对胶球藻C-169的生长及其处理酵母废水效果的影响。结果表明,胶球藻C-169可以利用葡萄糖和蔗糖进行异养和混养生长。混养条件是胶球藻C-169快速扩种的最佳条件。在混养条件下,胶球藻生长速度最快,最适葡萄糖浓度为20 g/L。通过单因素实验研究培养条件(接种密度、废水起始浓度)对胶球藻C-169的生长和废水处理效果的影响,建立的最佳培养条件为:起始接种密度不低于1 g/L,脱色废水稀释倍数为2倍。在此条件下,胶球藻C-169的生物量产率为0.23 g/(L·d),脱色废水COD(化学需氧量)、总氮、总磷的去除率分别为49.54%、70.39%和98.09%。此研究表明胶球藻C-169在藻菌共生条件下对酵母废水的净化具有很大潜力。     

野生猕猴桃酿酒酵母的筛选及其发酵特性

以大别山野生猕猴桃为原料,经由猕猴桃汁初筛,YEPD培养基复筛获得酵母菌株。通过WL培养基观测形态,采用杜氏管发酵法、猕猴桃果汁发酵法等进行发酵能力评估,并进行了耐受性研究,然后对其酿酒特性进行测定,通过监测猕猴桃酒的发酵情况变化、测定酒液的酒精度、总酸以及澄清度、香味、口感等感官指标,筛选出最佳酿酒酵母。结果表明:M5菌株发酵活力强,可耐受14%vol的酒精度、300 g/L的糖和300 mg/L SO₂,发酵周期短、酒液清澈、酸度为0.8 g/100 mL,酒精度可达9.8%Vol,V_C含量可达40.8 mg/100 mL,感官品质在五株菌中最佳,有望驯化为酿造猕猴桃酒的优良酵母。     

耙齿菌EA-LJS-73产七叶皂苷培养基配方的响应面法优化

单因素实验的基础上应用响应面法对产七叶皂苷菌株耙齿菌EA-LJS-73培养基进行方法设计、优化并验证培养基方案,以提高其产七叶皂苷的能力。得到优化后的培养基(1L)如下:淀粉22.660 g,酵母浸粉4.230 g,MgSO₄ 7.600 g时,此条件下七叶皂苷浓度的理论值可达到1.116 g/L,验证实验的平均浓度为1.105 g/L,比优化前提高了35%。通过发酵动力学分析得出发酵10 d时,菌株生物量和七叶皂苷浓度达到最高,分别为11.376 g(菌体干重)和1.665 g/L。因此优化的培养基配方合理、可行。     

有机酸含量对葡萄酒发酵的影响

为了考察有机酸含量对葡萄酒发酵的影响,在初始有机酸含量分别为4 g/L、7 g/L和10 g/L的模拟葡萄汁中接种酵母,于25 ℃发酵,比较不同初始有机酸含量对葡萄酒发酵过程中酵母生长、降糖、有机酸及挥发性化合物含量的影响。结果表明,初始有机酸含量7 g/L时酵母生长和耗糖最慢,乙醇和乙醛产生量最低;随初始有机酸含量升高,pH值、酒石酸、苹果酸、乳酸、乙酸、总酸、乙酸乙酯和总酯含量呈下降趋势;琥珀酸、正丙醇、异丁醇、异戊醇及总高级醇含量呈上升趋势;但对β-苯乙醇、正丁醇及丁酸乙酯含量影响较小。初始有机酸含量10 g/L的葡萄酒发酵过程酵母生长快、降糖最快,产酸含量适中,同时香气较好。因此,葡萄酒发酵的适宜初始有机酸含量为10 g/L。