珍贵橙色束丝放线菌固体发酵合成安丝菌素P-3的工艺探索

为了探索珍贵橙色束丝放线菌（Actinosynnema pretiosum）合成安丝菌素P-3（AP-3）的固体发酵培养条件的最佳工艺,利用农副产品（玉米淀粉、玉米粉、棉籽饼粉、豆粕、豆饼粉、菜籽饼粉、麦麸、米糠）作为固料,采用单因素实验和正交实验对固体发酵培养基组成及培养条件进行摸索。得到合成AP-3固体发酵的最佳培养基组分为：玉米淀粉、豆粕及棉籽饼粉的质量配比为1：1：1,红糖4%,玉米浆干粉2%,CaCl₂ 1%。最佳固体发酵工艺条件为：初始pH为7.5,培养温度28℃,固液比（质量比）为1：0.8,装量25g（250mL锥形瓶）,接种量150mL/kg,培养时间为7天,最优条件下AP-3的产量为（26.86±1.87）mg/kg（每千克培养基）。本研究为发酵合成安丝菌素提供了新的方法与思路。     

珍贵橙色束丝放线菌发酵产安丝菌素P-3的分离纯化工艺优化

安丝菌素是从珍贵橙色束丝放线菌的发酵液中分离出来的苯安莎类抗生素，具有显著的抗肿瘤活性。常采用乙酸乙酯对发酵液进行分离萃取，然而其发酵液成分复杂，除菌丝体外还含有许多杂蛋白质及易溶于有机溶剂的色素，这对后续提取和精制有很大的影响，影响产品质量和回收率。本文通过对AP-3发酵液进行预处理，将AP-3发酵液调整pH至3后，用10g/L硅藻土辅助抽滤；收集滤液，添加20g/L活性炭于60℃吸附2h，然后用洗脱液乙酸乙酯对活性炭进行脱附处理，2h后达到动态洗脱平衡，对洗脱液采用中性氧化铝柱层析，以乙酸乙酯和石油醚作为洗脱剂进行梯度洗脱，最终获得AP-3纯度86.15%，经重结晶后得到AP-3纯品，经过HPLC检测AP-3纯度达95%。     

安丝菌素P-3生产菌株Actinosynnema pretiosum ssp. auranticum的诱变育种及其发酵培养基优化

为了提高安丝菌素P-3（AP-3）的发酵产量,通过紫外诱变并运用紫外-分光光度法建立96孔板高通量快速筛选体系对原始菌株（Actinosynnema pretiosum ssp.auranticum）进行育种,筛选获得了一株产量较高的突变菌株B24-13。发酵7天后,其发酵液中AP-3的含量为112.5mg/L,是原始菌株的2.03倍。随后通过单因素优化与正交实验设计对突变菌株B24-13进行发酵培养基优化,得到最优发酵培养基组分：蔗糖25g/L,甘油15g/L,玉米浆25g/L,CaCO₃ 7g/L,异丁醇2g/L,缬氨酸0.5g/L,MgSO₄·7H₂O 0.5g/L,FeSO₄·7H₂O 0.01g/L。对优化结果进行验证实验,发酵7天后AP-3的产量为（127.5±6.3） mg/L。实验结果表明：通过对生产菌株的诱变育种与发酵培养基优化可有效的提高AP-3的发酵产量,也从侧面验证了该研究所建立的96孔板高通量快速筛选体系用于AP-3高产菌株的初筛是可行的。     

冠菌素生物合成的研究进展

介绍了冠菌素生物合成的研究进展,总结了冠菌素合成研究的3个阶段.介绍了近年来发酵生产冠菌素菌株的选育及诱变,重点总结了发酵生产冠菌素过程中培养条件优化,指出了目前冠菌素的生物合成仍然存在产量低、发酵条件苛刻等不足,在新菌株的选育、分子手段的应用以及培养基优化是今后生物合成冠菌素研究的热点.     

生物酿造乙酸及纯化

阐述了利用生物可再生资源发酵和分离纯化有机原料乙酸的技术,论述了乙酸发酵的固态、固定化细胞和液态深层发酵工艺,可发酵乙酸含量超过220 g/L的液态深层发酵工艺是可再生原料发酵乙酸的最佳选择。分析了乙酸-水体系分离纯化过程的精馏、膜分离和萃取等不同技术,论述了各种分离方法的优点和研究进展,介绍了几种不同分离方法的耦合应用于乙酸-水溶液的分离,提出了利用基因工程等技术改良的产高酸的乙酸菌种以及发酵分离耦合工艺进行乙酸的生物酿造。     

微生物发酵法生产2,3-丁二醇的研究进展

从发酵菌株、发酵底物、发酵工艺以及分离提取方法等方面概述了微生物发酵法生产2,3-丁二醇的研究进展,并讨论了2,3-丁二醇发酵过程中存在的问题,同时指出,选育理想菌株并进一步对2,3-丁二醇的生化代谢途径中不同酶的动力学行为展开针对性的研究、应用数学工具优化发酵工艺并在此基础上对2,3-丁二醇的系列衍生物进行开发应用是今后研究的重点。     

重组胶原蛋白的绿色生物制造及其应用

胶原蛋白存在于各个组织器官,与动物胶原蛋白相比,重组胶原蛋白组分单一、安全性高、生产过程可控。本篇综述简述了重组胶原蛋白不同表达体系的构建,包括动植物以及微生物表达体系,比较了不同体系的优缺点。着重介绍了微生物体系中影响产物表达的不同发酵参数的调控,产物的分离纯化工艺以及重组胶原蛋白在医学领域的应用。提出微生物发酵体系较动植物体系成本低,操作简单,易于扩大生产;温度、pH、溶解氧、葡萄糖、乙酸浓度等影响大肠杆菌发酵中的蛋白表达量;酵母发酵中,甲醇添加量、温度、pH和溶解氧是主要影响参数;微生物发酵体系均需通过不同的粗纯及精纯技术获得纯度较高的产物。同时,重组胶原蛋白在生物医学领域发挥着重要作用。     

微生物发酵过程优化控制技术进展

微生物发酵过程优化控制技术是发酵工程的重要技术。综述了近年来微生物发酵过程优化控制技术的研究现状,讨论了机理分析建模、黑箱建模、混合建模等发酵过程建模方法,对基于模型的优化控制策略进行了分析。指出了基于混合模型和多目标优化策略建立动态优化控制器,是微生物发酵过程优化控制的有效方法,并给出了实现优化控制需要解决的关键问题。     

香兰素生物合成技术进展及展望

介绍了香兰素的生物合成方法,对近年来微生物发酵法、植物细胞培养法和酶法合成香兰素的研究及进展进行了简要分析,认为生物合成香兰素还有待解决的问题优良工程菌株的获得;植物细胞培养技术的完善;酶的分离、纯化、固定化等技术的研究,以及多酶反应器的研制等.     

生物表面活性剂的生产及其在石油化工中的应用研究

综述了生物表面活性剂在微生物来源、生产工艺以及在石油化工中的应用等方面的研究进展,重点介绍了国内外在发酵法生产生物表面活性剂的菌种选育、发酵条件、产物分析和分离纯化方法等的研究现状.     

丙酮丁醇发酵的研究进展及其高产策略

从代谢机理的阐明、生产菌种的改良和发酵工艺的改进3个方面综述了丙酮丁醇发酵近年来的研究进展。针对丙酮丁醇发酵工艺中存在的问题,提出高丁醇耐受性菌种的选育、高丁醇比例菌种的选育、发酵细胞的高效利用、发酵与高效低能耗分离工艺的耦合等高产策略。     

微生物发酵产赤霉素的研究进展

赤霉素为植物五大激素之一,对植物生长具有多种生理作用,如调控植物的茎干延长、种子发芽、打破种子休眠、诱导开花等。目前赤霉素已经广泛应用于农业、林业、酿造业等,具有很大经济效益和市场前景。赤霉素的工业化生产主要通过藤仓赤霉液体发酵。尽管赤霉素具有多样性的应用及巨大的经济效益,但高生产成本严重制约其广泛的应用。本文首先介绍了赤霉素的生物合成途径以及赤霉素合成基因表达的调控机制,随后重点总结了赤霉素发酵过程的菌种、营养因素、发酵参数、发酵工艺以及下游分离提纯工艺等研究进展。同时指出未来的研究重点在于利用新型的诱变方法与分子生物学方法选育高产菌株以及发酵工艺的革新,以提高赤霉素的产量,降低发酵成本,促进赤霉素的大规模应用。     

生物转化法生产1,3-丙二醇的技术进展

综述了生物转化法生产1,3-丙二醇的研究成果,包括发酵菌种、发酵工艺和发酵产物的分离提取工艺等,展望了未来1,3-丙二醇的发展方向。     

生物基化学品2,3-丁二醇的研究进展

从2,3-丁二醇的发酵研究(菌株、非粮碳源、发酵工艺)和下游处理技术两方面对生物法生产2,3-丁二醇的研究进展进行了概述,并对不同的分离方法进行了比较,指出降低2,3-丁二醇的生产成本应从菌种选育、发酵工艺优化及高效廉价节能的分离工艺研究出发,并在此基础上进行系统优化、展开2,3-丁二醇的应用研究是今后生物法生产2,3-丁二醇研究应关注的问题.     

利用热带假丝酵母发酵生产长链二元酸的研究进展

概述了国内外利用热带假丝酵母发酵生产长链二元酸技术的研宪进展。从茵株的选育、发酵工艺的优化、提纯工艺研究等方面分析了现有技术特点,并针对以上3个方面提出有待进一步研究的问题。     

微生物发酵法1,3-丙二醇克雷伯氏菌的诱变育种

克雷伯氏菌是1,3-丙二醇(1,3-PD)生产菌。以产酸克雷伯氏菌2-1为出发菌株,经硫酸二乙酯(DES)诱变处理,运用质子自杀法选育,从含0.2 mol/L NaBr-NaBrO3的初筛平板上选出48株单菌落,然后结合培养基优化后的摇瓶发酵复筛,获得6个产酸突变株,其中Y-37具有较高的1,3-丙二醇转化率。经过初筛、复筛和传代实验,表明其是稳定的突变株。对菌株Y-37在自动发酵罐上进行批式发酵,结果显示:突变株产酸量大幅降低,而1,3-丙二醇的产量则显著增加。Y-37的1,3-丙二醇产量由出发菌株的10.67g/L升至18.23g/L。     

苯乳酸的微生物合成及分离研究进展

苯乳酸是一种高值有机酸和新型的天然防腐剂,可由乳酸菌等多种微生物代谢产生。苯乳酸有着较为宽广的抑菌谱,对大多数革兰氏阳性、阴性菌和真菌都有明显的抑菌作用,不仅作为天然抑菌剂可替代化学合成的防腐剂,而且可经聚合反应合成聚苯乳酸新型高分子材料,作为聚乳酸高分子的替代物。因此,苯乳酸在化工、制药、生物、材料和食品等领域有广阔的应用前景。本文从苯乳酸抑菌特性、微生物菌株、转化合成、代谢途径及下游分离纯化等方面,简述了其生物转化合成和分离的研究现状。微生物菌株是苯乳酸合成的关键,基因工程菌的转化能力虽然高效,但构建工程菌较复杂;从自然环境中筛选安全优良的菌株,可以简化转化合成过程,提高转化率和料液中苯乳酸的浓度;苯乳酸的分离纯化还处于实验室的规模,有待进一步探索以达到工业化的要求。