利用动力学模型探讨碳源浓度对普鲁兰分批发酵过程的影响

采用Logistic、Luedeking-Piret以及Luedeking-Piret修正模型分别建立了不同初始蔗糖浓度下Aureobasidium pullulans(swp35)分批发酵生产普鲁兰过程中的菌体生长、产物积累和基质消耗的数学模型,并采用1stopt软件,选取修正高斯牛顿法和通用全局优化算法进行非线性曲线拟合,计算获得动力学模型参数。研究结果表明:上述模型能较好地反映本研究实验条件下swp 35的细胞生长、产物合成和底物消耗过程,拟合动力学模型的相关系数R2均大于0.91;普鲁兰合成与细胞生长基本呈偶联关系;初始蔗糖浓度对菌体合成速率有明显的抑制作用:随着初始蔗糖浓度从25 g/L增加到100 g/L,最大比生长速率从0.146 h-1下降到0.049 h-1;最大比产物生成速率和比底物吸收速率在50 g/L初始蔗糖浓度时呈现峰值,分别达到0.536 h-1和0.844 h-1。从文章研究结果可知,以50 g/L蔗糖为初始浓度分批补料发酵生产普鲁兰可能比分批发酵方式更高效。     

短梗霉多糖的生产及应用开发

短梗霉多糖(Pullulan)又称卜多糖，是由出芽短梗霉(Aureobasidium Pullulans)产生的一种水溶性胞外多糖，系中性的大分子聚合物，分子量一般在10^4-10^5的范围内。是以碳水化合物(淀粉、蔗糖等)为主要原料，通过“微生物发酵-分离、纯化-干燥”等进行工业生产获得商业产品。短梗霉多糖具有独特的物理化学和生物学性质，在医药制造、食品包装、果品及食品保鲜、粘结等方面有广泛的用途，是一种多功能的新型生物制品，具有广阔的应用开发前景。     

溴乙锭对出芽短梗霉的诱变作用

采用溴乙锭对出芽短梗霉进行诱变,得到一株不产色素的变异菌种BM2—5,液体发酵细胞全部呈酵母态,在以大米酶解葡萄糖为碳源的液体培养基中于27℃、200r·min-1摇瓶培养72h得到白色的普鲁兰粗多糖,最高产量达68．06g·L-1。     

棉布支架固定化米根霉联产果胶酶及用于处理烟梗

利用果胶酶处理烟梗纤维生产乳酸等对环境友好,而应用新的发酵组合方式和优化发酵条件是提高产酶量,降低成本的有效途径。本文采用实验室研发的棉布支架固定化米根霉细胞的技术,优化了底物为果胶或烟梗的发酵产果胶酶的培养条件,还优化了处理烟梗果胶的条件。底物为果胶的最佳产酶条件为:转速190r/min,装液量50mL/250mL,发酵温度30℃,初始pH值5,初始孢子浓度0.75×10⁶个/mL。底物为烟梗的最佳产酶条件为:初始pH值4.6、初始孢子浓度0.5×10⁶个/mL等。在优化处理烟梗果胶的条件下,固定化米根霉产果胶酶连续法比游离的果胶酶法降解烟梗果胶的效果好,果胶降解率提高18.5%,达到74.1%。棉布支架固定化米根霉利用果胶发酵产果胶酶量较高,利用烟梗发酵脱胶效果较好。     

L-乳酸气升式发酵罐条件的优化

对通过诱变选育获得一株米根霉菌株R8416在气升式发酵罐中的行为条件进行了研究，探讨了淀粉液化、接种量、DO（溶解氧）、pH、中和剂等发酵条件对其产L-乳酸的影响。试验结果表明，在适当的发酵条件下该菌种对糖的转化率达到了80％。产酸率在9．8％以上，发酵周期小于48小时。     

真菌细胞溶壁酶的分离纯化及其酶学性质研究

采用长梗木霉(Trichoderma Longibrachiatum Rifai)958-11菌株,经过发酵,分离提纯出一种真菌细胞溶壁酶,并对其进行酶学性质研究。长梗木霉培养,利用:(NH4)2SO4沉淀,sartobind S离子交换层析和Sephacryl S-200柱层析对该发酵液进行分离纯化,用担子菌做为酶反应的底物研究该酶的酶学性质。经发酵获得的酶液,可在最佳反应条件下,1～2h内产出原生质体105～106个/毫升酶液。酶反应最适温度为30℃,最适pH为5.4,可以在0.6mol/L的氯化钾或0.6mol/L的硫酸镁为等渗液的条件下,溶解部分担子菌的细胞壁,得到高活力的原生质体。     

蛋白聚糖类生物絮凝剂REA-11的发酵和絮凝条件

在考察絮凝剂产生菌诺卡氏菌Nocardia sp. CCTCC M201005基本生长代谢特性的基础上，研究了营养条件对生物絮凝剂REA-11合成的影响. 结果表明，蔗糖是该菌生长及REA-11合成的最佳碳源；玉米浆既能刺激菌体生长，又能显著提高絮凝剂的水平；培养基碳氮摩尔比在20~30时，絮凝活性最大. 提出了促进REA-11合成的控制策略：发酵前期适当提高玉米浆的浓度，发酵后期按碳氮比为20~30，补加一定量的蔗糖和尿素. 絮凝条件研究结果表明，REA-11在偏酸性范围内(pH=3.0~6.5)絮凝活性耐热性较强; CaCl2能显著提高REA-11的絮凝活性；本实验体系中，CaCl2的最佳助凝浓度为8 mmol/L, CaCl2浓度增大使REA-11的最适投加量呈降低趋势.     

米根霉在5L发酵罐种子培养过程中的形态控制

发酵过程中控制菌体为适宜的菌球形态对于丝状真菌发酵的工业化放大具有重要的研究意义.本文针对米根霉在5 L发酵罐上种子培养过程中的形态学控制进行了研究,确定了最适宜形成菌球的培养条件分别为:控制发酵罐内的孢子浓度在5×104～8.3×104/mL的范围内,搅拌转速350 r/min,种子液pH值稳定在2.80,以20g/L的葡萄糖浓度作为最佳种龄的经验值确定种子培养时间为52 h.该条件下可以获得表面光滑的直径约为1 mm的结实茵体.发酵结果表明,相比于絮状形态,菌球形态更有利于富马酸的生成.     

响应面法优化产类胡萝卜素红酵母液体发酵培养基的研究

采用响应面法对类胡萝卜素产生菌红酵母(Rhodotorula ap.D)的液体发酵培养基进行了优化.用PlackettBurman方法研究了酵母膏、硫酸铵和蔗糖等20个营养因素对类胡萝卜素产量的影响,结果表明,主要影响因素为酵母膏、硫酸铵和蔗糖(P＜0.05).通过中心组合实验及响应面分析优化了这三个因素,得到优化发酵培养基组成(g·L-1)为:酵母膏4.173,(NH4)2SO413.594,蔗糖60.533,MgSO10.3,K2HPO4 0.10,核黄素0.004.在此务件下红酵母产类胡萝卜素的最大产量为15.291mg·L-1,较原始培养基提高了58.65%.本实验得到了产类胡萝卜素红酵母液体发酵培养基的一个非常合适的模型.     

醋酸菌培养条件研究

本文采用巴氏醋酸杆菌As1.41,进行活化、分离,分别以蔗糖、淀粉、葡萄糖、糊精、糖蜜为碳源进行了产醋酸发酵培养和产酸量测定。最后以产酸量最高的糖蜜为碳源,在不同乙醇浓度、培养温度、矿化度和pH值条件下进行产酸定性试验及其研究,从而确定醋酸杆菌As1.41最佳的培养条件。得出以添加糖蜜为碳源醋酸菌产酸量最高,发酵时间短,可作为微生物驱油菌,用于油水井酸化,提高原油采收率。     

Improvement of fermentative production of exopolysaccharides from Aureobasidium pullulans under various conditions

The optimization of exopolysaccharide (EPS) production was investigated in the polymorphic fungal strain of Aureobasidium pullulans (KCTC 6081) with varying pH, nutrients concentration, and mixing parameters in batch fermentation condition. The maximum production of EPS (～7.5 g/L) was observed at pH 4, while optimum nutrient concentration of carbon (sucrose), nitrogen (NaNO₃), phosphorous (K₂HPO₄), and ascorbic acid was 50 g/L, 5 g/L, 1 g/L and 2 g/L, respectively. Interestingly, EPS productivity under non pH controlled fermentation conditions was 0.12 g/L/h with 400 rpm mixing, while under a controlled pH of 4, the EPS productivity was 0.21 g/L/h with 600 rpm, respectively. The fed-batch fermentation increased the EPS productivity up to 0.345 g/L/h with changing mixing conditions from 200 to 600 rpm and reached 47 g/L with 88% pullulan. Thus, pH and mixing were the key parameters for enhancing EPS production from A. pullulans. It is expected that these optimized parameters can be well used for enhanced industrial production of pullulan.     

Application of statistical experimental design for optimization of physiological factors and their influences on production of pullulan by <Emphasis Type="Italic">Aureobasidium pullulans</Emphasis> HP-2001 using an orthogonal array method

Physiological factors for the production of pullulan by A. pullulans HP-2001 were optimized using orthogonal array method and their influences were compared using Qualitek-4 software. The analysis of variance (ANOVA) indicated that the most important factor for cell growth was yeast extract, whereas that for production of pullulan was glucose. The optimal conditions for cell growth were found to be 100.0 g/L glucose, 10.0 g/L yeast extract, and initial pH of 6.0, whereas those for the production of pullulan were 100.0 g/L glucose, 2.5 g/L yeast extract, and initial pH of 5.5. Among four mineral salts in the medium, potassium phosphate (K₂HPO₄) was found to be the most important factor for cell growth as well as production of pullulan. Next important salt for cell growth was (NH₄)₂SO₄, whereas that for production of pullulan was NaCl. The optimal concentrations of K₂HPO₄, NaCl, MgSO₄·7H₂O, and (NH₄)₂SO₄ for cell growth were 7.5, 1.00, 0.1, and 1.20 g/L, respectively, whereas those for production of pullulan were 2.5, 0.25, 0.8, and 0.30 g/L. The expected cell growth and the production of pullulan by A. pullulans HP-2001 under these optimized conditions were 12.61 and 11.49 g/L, respectively.     

利用响应面法优化出芽短梗霉As3．933产普鲁兰多糖发酵培养基

采用响应面分析法对出芽短梗霉As3．933产普鲁兰多糖的发酵培养基进行优化。首先利用Plackett-Bur-man实验筛选出影响普鲁兰多糖产量的主要因素为酵母膏、（NH4）zSO4和K2HPO4,再利用最陡爬坡实验逼近最大响应区域,最后通过Box-Behnken实验并运用Design-Expert8．0软件优化发酵培养基。确定优化培养基组成为：蔗糖62．5g·L-1,（NH4）2S040．67g·L-1,酵母膏2．84g·L-1,K2HPO47．12g·L-1,NaCl1．25g·L-1,MgS04·7H200．25g·L-1,pH值6．5,优化后的普鲁兰多糖产量达到22．29g·L-1,较初始液体发酵培养基（17．32g·L-1）提高了28．70％。     

Fe-5A催化亚甲基蓝溶液湿式H2O2氧化

以九水硝酸铁[Fe(NO3)3?9H2O]和柱状5A分子筛为原料采用湿法浸渍法制备Fe?5A催化剂,催化湿式H2O2氧化亚甲基蓝溶液,考察了间歇反应器中pH值和温度对亚甲基蓝转化率的影响及在连续固定床反应器中床层催化剂装填量、进料液流量、温度和亚甲基蓝入口浓度对亚甲基蓝降解性能的影响. 结果表明,在间歇反应中,在亚甲基蓝浓度50 mg/L、温度70℃、pH为2、反应20 min的条件下,亚甲基蓝的转化率为95.9%. 固定床反应中,随温度降低及进料液流量增加,亚甲基蓝转化率降低;随亚甲基蓝入口浓度增加,亚甲基蓝和化学需氧量(COD)的转化率变化幅度很小. 在温度70℃及pH=2、进料液流量4 mL/min、Fe?5A催化剂装填量1.25 g、亚甲基蓝浓度50?300 mg/L、固定床连续运转5 h的条件下,亚甲基蓝的转化率超过98%,COD转化率大于82%,铁浸出浓度低于3.5 mg/L,相同条件下,装填2.5 g 5A分子筛的固定床中50 mg/L亚甲基蓝的转化率仅为73.3%.     

AZ91D镁合金磷酸盐-高锰酸盐体系化学转化工艺

通过正交试验研究了以磷酸盐-高锰酸盐为基础的镁合金无铬转化工艺,讨论了工艺参数对转化膜厚度及其有机涂层耐蚀性的影响,并通过扫描电镜、能谱等方法分析了转化膜的微观形貌和化学成分。研究表明,当磷酸二氢铵为10～15g/L、高锰酸钾为5～10g/L时,磷酸盐-高锰酸的最佳处理工艺为:ZnSO43g/L,NaF3g/L,pH3,温度45°C。转化液pH对膜层厚度及有机涂层的耐蚀性有显著的影响。在试验参数范围内,转化膜的厚度及后续有机涂层的耐蚀性能随pH的减小而大幅度提高。经该工艺处理后,后续有机涂层的耐蚀性能提高10倍以上。     

(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯的不对称合成

报道了用4 氯 乙酰乙酸乙酯为原料,以面包酵母为还原剂,选择性合成(s) 4 氯 3 羟基丁酸乙酯。分别考察了能源供体、蔗糖浓度、反应温度、底物加量和压榨酵母用量等因素对产物收率和对映体过量值的影响。结果表明,4 氯 乙酰乙酸乙酯不对称生物还原反应的适宜条件为:能源供体40.0g/L蔗糖,反应温度36.5℃,压榨酵母50.0g/L,底物加量12.0g/L,pH为7 0。反应收率可达60 5%,ee收率为98 5%。     

黄铜表面镧转化膜在模拟雨水中的腐蚀行为

采用化学浸泡法在黄铜表面制得镧转化膜,转化液组成与工艺条件为:硝酸镧3.5～5.5g/L,苯并三氮唑8.0～12.0g/L,磺基水杨酸8.0～12.0g/L,柠檬酸15.0g/L,温度60℃,pH4,时间3min。采用原子吸收光谱和电化学法研究了黄铜/镧转化膜在模拟雨水中的腐蚀行为。在相同的浸泡时间内,黄铜/镧转化膜在模拟雨水中溶解的铜离子质量浓度低于黄铜基体。在酸性范围内,模拟雨水的pH越高,黄铜/镧转化膜越不容易被腐蚀。镧转化膜对溶解于雨水中的SO2-4和Cl-较敏感,Cl-含量的增加使黄铜/镧转化膜的点蚀增强,SO2-4含量的增加使膜层整体发生严重腐蚀;NO-3含量则对其腐蚀行为的影响不大。黄铜/镧转化膜在pH=3.29的模拟雨水中的腐蚀经历3个阶段。     

酿酒酵母工程菌发酵产青蒿酸的工艺优化

通过酿酒酵母工程菌(Saccharomyces cerevisiae 1211)发酵制备青蒿酸,并通过单因素实验和响应面优化,考察了发酵温度、pH、半乳糖质量浓度、发酵碳源及发酵氮源等对青蒿酸发酵产量的影响。结果表明:在发酵温度30℃,发酵培养基初始pH=5.5,发酵培养基中蔗糖质量浓度91.8 g/L,半乳糖质量浓度10.1 g/L,硫酸铵质量浓度10.3 g/L,磷酸二氢钾质量浓度8.7 g/L的条件下,青蒿酸发酵产量可达(1529.7±12.6)mg/L,与未优化时的发酵产量相比,提升了67.1%。     

铝合金表面氟硅酸盐转化新工艺

以6063铝合金为基体,在由氟硅酸盐和氟化铵组成的转化液中制得无铬转化膜。以168h盐雾试验后试样未腐蚀面积分数为指标,研究了转化液组成和工艺条件对氟硅酸盐转化膜耐蚀性的影响。优化后氟硅酸盐转化的工艺参数为:Na2SiF63～5g/L,NH4F5～7g/L,pH5.5～6.5,温度25～35°C,转化时间12～16min。经氟硅酸盐处理后,铝合金表面得到由F、Al、Na、O和Si组成的、致密的无铬转化膜,铝合金的自腐蚀电位显著正移,耐蚀性提高。     

冰糖橙皮渣发酵产燃料乙醇的工艺优化

采用纤维素酶、果胶酶和β-葡萄糖苷酶对冰糖橙皮渣进行水解,所得还原糖液接种异常毕赤酵母进行发酵,考察了酵母接种量、发酵时间、pH和发酵温度等单因素对乙醇得率的影响。单因素结果表明:接种量为12%、发酵时间72 h、pH 4.5、发酵温度33℃时乙醇得率最高。在此基础上设计L9(34)正交实验。结果表明,最佳工艺条件为pH 4.5,接种量12%,发酵时间72 h,发酵温度30℃。在此条件下乙醇产率为0.2451 g/g,显著高于单因素实验(0.2263 g/g)和正交实验结果(0.2329 g/g)。