斯达油脂酵母ZW-25利用粗甘油发酵产油脂的研究

为探索粗甘油综合利用的途径,采用平板培养和摇瓶发酵的方法从4株油脂酵母菌株中筛选出利用粗甘油发酵产油脂的高产菌株,并考察培养基中碳源氮源对菌株发酵产油脂的影响,在此基础上,对菌株的发酵过程进行研究,并对油脂中脂肪酸的组成进行分析。结果表明:斯达油脂酵母ZW-25利用粗甘油发酵产油脂效果较好;培养基中适宜的碳源氮源组成为:粗甘油浓度40 g/L,酵母粉0.5 g/L,(NH_4)_2SO_42.0 g/L,在此条件下,菌株的生物量、油脂产量、油脂含量和油脂系数分别可达13.79 g/L、6.97 g/L、50.52%、18.12;菌株适宜的发酵时间为144 h,油脂中脂肪酸主要是C_(16)和C_(18)系脂肪酸。上述结果显示,斯达油脂酵母ZW-25具有良好的应用潜力,研究结果为粗甘油的综合利用提供了新的途径。     

利用芭蕉芋葡萄糖浆发酵生产甘油

研究确定了利用双酶法水解获得的粗芭蕉芋葡萄糖浆生产甘油的最适条件:葡萄糖浓度22%~23%,尿素1.5g/L,玉米浆1.0g/L,摇床转速120r/min;糖化液pH值是否调整对甘油产量影响不大;摇瓶发酵甘油浓度可达110g/L,耗糖转化率达48%。与以工业葡萄糖为碳源的甘油发酵相比,以芭蕉芋糖化液为碳源的甘油发酵最适初始葡萄糖浓度稍低,外加营养需要量降低,发酵摇床转速提高。     

生物柴油副产物粗甘油发酵生产γ-亚麻酸的条件优化

以生物柴油副产物粗甘油为碳源,利用Box - Benhnken实验设计和响应面法探索了深黄被孢霉生产γ-亚麻酸( GLA)的条件.实验结果表明,以生物柴油副产物粗甘油为碳源培养深黄被孢霉生产GLA的最优条件为:尿素质量浓度1.0 g/L,培养温度27.5℃,培养时间12d.在最优条件下深黄被孢霉干生物量为51.45 g/L,总脂量为40.99 g/L,GLA含量为1.94 g/L.     

终极腐霉生产EPA发酵条件的初步研究

对终极腐霉生产EPA的发酵条件进行了初步研究。结果表明,终极腐霉生产EPA的最佳发酵条件为:接种量10%,培养时间7 d,培养温度28℃,装液量200 mL/1 000 mL,碳源为蔗糖,有机氮源为酵母粉,无机氮源为硝酸钾,磷酸盐为磷酸氢二钠,无机盐为硫酸镁,大豆油作前体。收集发酵后的菌丝4℃冬化10 d,菌丝EPA产量为456.39 mg/L,比优化前的233.89 mg/L提高了95.1%。     

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。     

克雷伯氏菌发酵条件的响应面设计

以中心组合设计为基础利用响应面法,对克雷伯氏菌利用甘油生产1,3-丙二醇(1,3-PD)的培养条件进行优化,建立了以甘油、硫酸铵、pH值、发酵时间、和发酵温度对1,3-PD发酵生产的单个因素和交互影响的数学模型,得到发酵生产1,3-PD的最佳条件为:甘油49.9g/L;硫酸铵5.28g/L;pH值为7.19;培养时间84h;温度36.1℃。在此条件下,模型预测1,3-PD最大产量为19.03g/L。并在此条件下进行实际实验,1,3-PD的产量为18.33g/L,与模型预测接近。     

响应面法优化终极腐霉生产EPA的发酵工艺

为进一步提高终极腐霉EPA产量,在初步优化发酵条件的基础上,通过Plackett-Burman和Box-Behnken实验设计优化终极腐霉生产EPA发酵工艺。获得的最优发酵工艺条件为:蔗糖8%,硝酸钾0.4%,酵母粉0.65%,磷酸氢二钠0.175%,硫酸镁0.065%,大豆油1.0%,起始p H6.0,装液量50 m L/250 m L。在最优发酵工艺条件下,EPA产量达到541.61 mg/L,比初步优化产量(456.39 mg/L)提高了85.22 mg/L。     

烟曲霉素发酵培养基的优化

目的:以烟曲霉CEA-1701为生产菌株,对烟曲霉素发酵培养基进行优化。方法:运用HPLC测定发酵液中烟曲霉素含量,通过单因素实验选择发酵碳源和氮源种类,进一步用Plackett-Burman(PB)和Box-Behnken Design(BBD)设计优化各成分在培养基中的浓度。结果:单因素实验筛选到适宜烟曲霉素合成的碳源和氮源分别为甘油和酵母提取粉。PB实验表明,甘油、玉米粉和酵母提取粉是影响烟曲霉素产量的主要因素;BBD实验优化得到产烟曲霉素的适宜培养基成分为:甘油33.5 g/L、酵母提取粉3.1 g/L、玉米粉1.7 g/L、MgSO₄·7H₂O 0.5 g/L、K₂HPO₄ 1.5 g/L、KCl 0.5 g/L、FeSO₄·7H₂O 0.013 g/L。以此培养基发酵144 h测得发酵液中烟曲霉素含量达到68.51 mg/L,较优化前提高了122.4%。结论:实验优化了发酵烟曲霉素的培养基成分,显著提高了烟曲霉CEA-1701菌株合成烟曲霉素产量,为烟曲霉素的发酵生产提供了参考依据。     

利用干酪乳杆菌YQ336制备酸浆豆腐凝固剂的发酵条件优化

以产酸量和菌体密度为指标,利用单因素实验和响应面实验,从发酵时间、发酵温度、初始p H、接种量、碳源及碳源添加量几个方面,对从自然发酵酸浆中分离出的一株干酪乳杆菌YQ336进行发酵条件的优化。最优发酵条件为:发酵时间48 h、发酵温度37℃、初始p H6.0,接种量3%,碳源为葡萄糖,添加量5%,此时乳酸产量为28.81 g/L,总酸产量为34.245 g/L。实验结果表明干酪乳杆菌YQ336可以在此条件下发酵为纯种酸浆豆腐凝固剂,并用于工业生产点制酸浆豆腐。     

铜绿假单胞菌半固态发酵生产鼠李糖脂

以菜籽粕和麸皮为原料,甘油为碳源,采用半固态发酵的方式生产鼠李糖脂。通过条件优化,得到鼠李糖脂发酵的优化条件:250 m L摇瓶装液量为50 m L,菜籽粕和麸皮的基质质量比为5∶5,接种量为10%,甘油质量浓度50 g/L,Na NO3质量浓度4 g/L。在优化条件下,鼠李糖脂产量为(18.7±0.37)g/L。利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术分析液态发酵和半固态发酵的鼠李糖脂的组成,发现半固态发酵的鼠李糖脂中单鼠李糖脂占得比例增加,且半固态发酵的乳化系数在50%~70%,比液态发酵的鼠李糖脂的乳化系数高。     

Using crude glycerol and thin stillage for the production of microbial lipids through the cultivation of Rhodotorula glutinis

Single cell oils (SCO) produced from oleaginous microorganisms are a potential alternative oil feedstock for biodiesel production. The worldwide production of glycerol, a 10% (w/w) byproduct produced in the transesterfication process of oils converted to biodiesel, is increasing as more biodiesel is being produced. For the purposes of cost reduction, crude glycerol was regarded as a suitable carbon source for the cultivation of Rhodotorula glutinis. In addition to using renewable crude glycerol, waste solution collected from the brewing company (called thin stillage) was adopted as a substitute to replace a costly nitrogen source used in the medium. The results of using mixture of crude glycerol and thin stillage indicated about a 27% increase in total biomass as compared to that of using crude glycerol with a standard medium. Using glycerol instead of glucose as the carbon source could also alter the lipid profile, resulting in an increase in linolenic acid (C18:2) to comprise over 20% of the total lipid. Successfully using renewable crude glycerol and thin stillage for the cultivation of oleaginous microorganisms could greatly enhance the economic competition of biodiesel produced from SCO.     

二十碳五烯酸高产菌株的诱变选育及柠檬酸对其油脂合成的影响

利用UV-LiCl复合诱变腐霉出发菌株,通过低温培养和苏丹Ⅱ染色镜检初筛、摇瓶发酵复筛,获得1株二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid,EPA)高产菌株腐霉H6,经20℃-15℃二阶段培养168 h,所得生物量、油脂含量和EPA含量分别为23.50 g/L、17.54%和15.36%,EPA产量为633.17 mg/L,较出发菌株(263.80 mg/L)提高了140.02%,且产量、性状稳定。添加不同浓度柠檬酸对腐霉H6油脂合成调控的研究表明,发酵中期添加1.5 g/L柠檬酸可显著增加葡萄糖的利用率,提高油脂含量和EPA含量,EPA产量达890.49 mg/L,与对照相比提高40.64%。发酵实验表明腐霉H6极有潜力开发成为工业化生产菌种。     

响应面试验优化产琥珀酸放线杆菌GXAS137发酵粗甘油产丁二酸工艺

通过优化产琥珀酸放线杆菌GXAS137发酵粗甘油产丁二酸的培养基,提高丁二酸产量,降低生产成本。先通过单因素试验对粗甘油发酵产丁二酸的电子受体、初始粗甘油质量浓度及氮源进行了优化,再利用响应面试验确定重要参数的最佳水平。结果表明：二甲基亚砜（dimethyl sulfoxide,DMSO）为最适电子受体,玉米浆可替换酵母粉作为氮源,各因素的最佳条件为：初始粗甘油质量浓度55.43?g/L、DMSO质量浓度10.35?g/L、玉米浆质量浓度17.69?g/L。优化后丁二酸产量达到37.02?g/L,丁二酸得率为66.79%,生产强度为0.51?g/（L·h）。与初始条件下丁二酸产量（16.88?g/L）相比,优化后提高了1.19?倍。本研究为微生物发酵粗甘油原料生产丁二酸提供了理论支持。     

代谢工程大肠杆菌高效利用甘油合成丁二酸

为了构建高产丁二酸的重组大肠杆菌,以删除了乙酸激酶和磷酸乙酰转移酶基因(ackA-pta)、乳酸脱氢酶基因(ldhA)和丙酮酸甲酸裂解酶基因(pflB)的大肠杆菌CICIM B0013-025为出发菌株,将其磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(ppc)基因的启动子替换为温度诱导的λ噬菌体启动子P_L-P_R,获得温度调控型的丁二酸合成菌株B0013-026。继而通过发酵条件优化,建立了两阶段发酵法:菌株的生长温度和诱导温度分别为37和42 ℃,以甘油为碳源并添加入5 g/L蛋白胨,发酵产酸阶段在微供氧(100 r/min)条件下进行。在5 L发酵罐中采用最优条件进行发酵,丁二酸的产量、生产强度和甘油转化率分别为62.5 g/L、1.04 g/(L·h)和64.2%,而且发酵液中仅有少量的α-酮戊二酸(3.0 g/L)和乙酸(1.8 g/L)等副产物积累,实现了以甘油为唯一碳源高效合成丁二酸,为其工业化生产提供了重要参考。     

碳源对克氏菌合成PTT原料PDO的影响及对DhaB的表达调控

为提高1,3-丙二醇（PDO）产量,加快聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）的产业化应用。考察了不同碳源对克雷伯氏菌合成PDO过程中碳流的影响和对关键酶DhaB的表达调控。结果表明,克雷伯氏菌不能直接利用葡萄糖合成PDO;以甘油为单一碳源时,PDO的产量仅为9 g/L,同时细胞生长受到一定抑制;而在甘油为底物的情况下,添加5 g/L的葡萄糖能够使菌体生物量提高66.7%、dhaB的转录上调20%、DhaB酶活提高64%,同时PDO产量提高1.5倍。上述结果表明混合碳源策略能够激活克雷伯氏菌PDO合成途径关键酶DhaB的表达,提高PDO的产量。     

重组巴斯德毕赤酵母工程菌发酵生产藻蓝蛋白的研究

探讨重组巴斯德毕赤酵母工程菌发酵生产藻蓝蛋白的特性,以期能够通过基因工程和发酵工程技术大规模的生产活性重组藻蓝蛋白。先用甘油作碳源培养重组巴斯德毕赤酵母工程菌,达到一定生物量后,再用甲醇诱导外源重组藻蓝蛋白基因的表达,并测定了甘油浓度、细胞干重、细胞光密度和藻蓝蛋白含量的变化。结果表明:所获得的细胞干重最高达41.93g/L,细胞光密度最高为182.77,藻蓝蛋白的最高产量为61.20mg/L,分泌到胞外的藻蓝蛋白的最高产量为24.32mg/L。该研究为实现藻蓝蛋白的产业化生产奠定了良好的基础。     

不同有机氮源对葡萄酒发酵的影响

分别使用酵母浸粉和混合氨基酸作为模拟葡萄汁（36 °Bx）的有机氮源发酵葡萄酒,以保证葡萄酒的正常发酵和最终产品品 质。 通过测定发酵过程中的二氧化碳生成量、还原糖、可同化氮、甘油和挥发性化合物含量变化,比较酵母浸粉和混合氨基酸对葡萄酒 品质的影响。 结果表明,使用酵母浸粉耗还原糖量为295.7 g/L,生成乙醇97.20 g/L、甘油26.50 g/L、乙酸1.08 g/L和乙酸乙酯46.05 mg/L, 与使用混合氨基酸相比,多消耗还原糖130.47 g/L,多生成乙醇46.14 g/L、甘油7.95 g/L和乙酸0.54 g/L,增幅分别为78.95%、90.38%、 42.84%和99.35%。 使用酵母浸粉比混合氨基酸的发酵程度大,速度快。 因此,可用适量酵母浸粉替代混合氨基酸作为葡萄酒发酵的 氮源补充。     

Overexpression of the genes of glycerol catabolism and glycerol facilitator improves glycerol conversion to ethanol in the methylotrophic thermotolerant yeast Ogataea polymorpha

Production of fuel ethanol is one of the possible ways to utilize crude glycerol, substantial amounts of which are produced by biodiesel industry. Earlier, we have described construction of the recombinant strains of methylotrophic thermotolerant yeast Ogataea polymorpha with simultaneous overexpression of the genes PDC1 and ADH1, which produced increased amounts of ethanol from glycerol. In this work, we have further improved these strains by overexpression of genes involved either in oxidative (through dihydroxyacetone) or phosphorylative (through glycerol-3-phosphate) pathway of glycerol catabolism, as well as heterologous gene coding for glycerol transporter FPS1 from Komagataella phaffii (formerly, Pichia pastoris). Obtained recombinant strains produced up to 10.7 g/L of ethanol (with ethanol productivity 30 mg/g of biomass/hr and yield 132 mg/g of consumed glycerol) from pure glycerol and up to 3.55 g/L of ethanol (with ethanol productivity 11.6 mg/g of biomass/hr and yield 72.3 mg/g of consumed glycerol) from crude glycerol as a carbon source, which is approximately 15 times more relative to that of the O. polymorpha wild-type strain and 2.2 more relative to the earlier constructed strain.     

利用香菇菌丝体发酵藜麦及其发酵产物中粗多糖的抗氧化评价

以藜麦为固体培养基,利用香菇菌丝体将其发酵,通过正交试验设计探讨碳源、氮源、碳氮源添加比例、时间等因素对发酵产物中粗多糖含量的影响,测定最适发酵条件下发酵产物中粗多糖抗氧化活性。最终得出以粗多糖为目标产物的最适发酵条件为:碳源为淀粉,氮源为牛肉膏,碳氮源添加比例5:1,发酵时间15 d;在此条件下,香菇与藜麦的发酵产物中粗多糖含量达(58.89±1.33)mg/g,较未发酵藜麦提升了31倍;且其对DPPH·自由基和ABTS·^+自由基均表现出较好的体外清除效果,当粗多糖浓度为20 mg/mL时,其对DPPH·自由基和ABTS·^+自由基的清除能力均达到最高,分别为76.57%与60.16%。利用香菇菌丝体发酵藜麦后,能够大大提升藜麦培养基中多糖的含量,且发酵后的粗多糖具有较好的抗氧化能力,为发酵产物作为功能性食品的可行性提供一定数据支持。     

不同碳源培养胶球藻C-169净化糖蜜酵母废水

本项目系统研究了三种碳源(CO_2、醋酸和甘油)添加到预处理后的糖蜜酵母废水,在藻菌共生条件下培养胶球藻C-169的生长情况及强化废水净化效果。结果表明,与通入空气相比,补充2%CO_2,能显著提高细胞的平均比生长速率、生物质产率,分别是通入空气的6.49、10.4倍,显著提高了对脱色废水的总氮、总磷和氨氮去除率(p0.05),但降低了废水COD(化学需氧量)去除率。研究发现胶球藻C-169能够利用甘油作为其生长的碳源,在0～20 g/L甘油浓度时,随着甘油浓度的提高,细胞生长速率增大,总氮、总磷去除率提高,并在20g/L时获得最高生物量干重达到8.80g/L,平均比生长速率是不添加甘油的2.07倍,生物量产率达0.70 g/(L·d)。甘油浓度在15 g/L以上时,总氮、总磷去除率分别高达85%、95%以上,极显著地提高了废水COD(p0.01)。添加1～4g/L醋酸,均会抑制胶球藻C-169的生长,降低废水净化效果。因此在使用C-169净化COD较高的废水时,可添加甘油作为其生长的碳源。