一株产γ-PGA的芽孢杆菌的分离鉴定及发酵条件的优化

目的:筛选一株高产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的菌株,并优化其发酵条件。方法:从豆腐作坊周边土地取样,采用平板稀释涂布法,筛选高产γ-PGA的菌株,通过菌落形态、分子生物学方法对其进行鉴定;以γ-PGA产量为响应值,在单因素实验的基础上,以温度、pH、转速、底物浓度为实验因素,采用Box-Behnken法设计四因素三水平试验进行响应面优化,确定其产γ-PGA最佳发酵条件。结果:筛选获得一株高产γ-PGA的芽孢杆菌B-6578,鉴定为暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis);通过单因素和响应面最终获得该芽孢杆菌发酵产γ-PGA的最佳条件为:温度37.5 ℃,pH7.48,转速240 r/min,底物浓度52.70 g/L,摇瓶发酵36 h,γ-PGA的产量达到24.82 g/L,γ-PGA转化率为47.10%,比优化前提高了25.19%。结论:采用响应面法优化得到的发酵条件方便可行,利于γ-PGA的进一步开发利用。     

一株非谷氨酸依赖型聚谷氨酸产生菌的筛选和鉴定

从土壤中分离到1株可不依赖谷氨酸发酵产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的菌株SK19.001,通过16S rDNA序列比对并结合菌株的形态、生理生化特征分析,鉴定此菌株为甲基营养芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)。在以甘油和蛋白胨F403为碳源和氮源的培养基中,37℃振荡培养24 h,γ-PGA产量可达到14.57 g/L。     

产γ-PGA的菌种筛选及发酵条件的优化

目的从不同的豆类发酵食品中分离筛选产γ-多聚谷氨酸的高产菌株,并优化其发酵条件。方法通过菌株的分离初筛、形态观察、生理生化特性分析、DNA序列测定以及系统发育树分析鉴定菌株。经测定发酵曲线,并设计以发酵温度、转速、装液量、接种量为试验因素的L_9(3~4)正交试验优化其发酵条件。结果菌株A_5与枯草芽孢杆菌的特性相似,由基因序列同源性比对结果可知,该菌与菌株编号为FJ441062枯草芽孢杆菌的同源性最高,达到99.0%,所筛选的菌株A5鉴定为枯草芽孢杆菌。确定其适宜的发酵条件为:温度30℃,初始pH为6.0,接种量2%,转速200 r/min,培养时间72 h。优化发酵条件后,γ-PGA产量为12.12 g/L。结论枯草芽孢杆菌A_5能够发酵产生γ-多聚谷氨酸,培养条件对γ-多聚谷氨酸的产量影响很大。     

γ-聚谷氨酸生产菌种的ARTP诱变及其发酵条件优化

γ-聚谷氨酸是一种由生物所合成的氨基酸聚合物,具有极强的水溶性,生物相容性,能被广泛的运用到食品、医药、日化、环保、农业等行诸多领域,具有巨大的市场前景。本实验以实验室保藏的一株产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis QY-27为出发菌株,通过常压室温等离子体(ARTP)诱变,筛选获得一株遗传性能稳定的高产γ-聚谷氨酸突变菌株Bacillus licheniformis QS-21,该突变菌株γ-聚谷氨酸的产量较出发菌株的9.12g/L,提高了42.26%,达到15.89g/L。对筛选获得的变异株发酵条件优化结果显示,L-谷氨酸20g/L,甘油100g/L,Mg SO4·7H2O0.5g/L为变异株合适发酵培养基,在37℃,摇瓶转数230r/min,发酵培养72h,γ-聚谷氨酸的产量达22.56g/L,比优化前提高了29.56%。     

纳豆芽孢杆菌的筛选与鉴定

纳豆是大豆经纳豆芽孢杆菌发酵制成的-种药食兼用的传统食品.本文以市售纳豆为原料,利用目标纳豆芽孢杆菌所应具有耐热性、显著的蛋白酶活性等生物学特性,筛选得到一株菌株.根据菌落形态和糖发酵、过氧化氢酶等生理生化试验,初步鉴定其为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).实验表明,此株菌株具有产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)、产纳豆激酶的生理特性,从而证实了该菌株确实为纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto).     

金属离子对枯草芽孢杆菌发酵产γ-聚谷氨酸的影响

聚谷氨酸(γ-PGA)发酵黏度大、产能小,直接影响γ-PGA的推广应用。为提高γ-PGA的发酵产量,旨在探究金属离子对枯草芽孢杆菌发酵产γ-PGA的影响,以自行选育的枯草芽孢杆菌FRD215为出发菌株,采用单因素试验和正交试验,探讨6种金属离子对枯草芽孢杆菌发酵产γ-PGA的影响。摇瓶试验结果表明,钙、锰、铁离子可促进枯草芽孢杆菌产γ-PGA,钠、铜、锌离子对枯草芽孢杆菌产γ-PGA无明显影响。在发酵培养基中同时添加0.8g/L CaCl₂、0.02 g/L FeCl₃·7H₂O和0.1 g/L MnSO₄·H₂O,γ-PGA产量达53.34 g/L,比优化前至少提高40.0%以上。试验结果对枯草芽孢杆菌FRD215大规模生产和应用具有指导意义。     

γ-聚谷氨酸高产菌株的诱变选育研究

本文对一株产γ-聚谷氨酸的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)进行了紫外照射、紫外-硫酸二乙酯、紫外-亚硝基胍复合诱变筛选研究以及诱变株的摇瓶筛选研究,建立了聚谷氨酸产生菌地衣芽孢杆菌最佳诱变方法:紫外诱变8min,致死率为90.6%;紫外-硫酸二乙酯复合诱变致死率94%;紫外-亚硝基胍复合诱变致死率89.8%诱变效果最好。诱变株γ-聚谷氨酸产率最高达到了3.55%,比出发菌株1.48%提高了140%。     

荧光假单胞菌缓解植烟土壤酸化效果及对烟草青枯病的防治作用

为挖掘具有缓解土壤酸化能力的微生物菌株,开发新型酸性土壤改良剂,通过原位培养从恩施烟区酸化植烟土壤中筛选获得一株荧光假单胞菌SSW-11(Pseudomonas fluorescens SSW-11),并采用盆栽试验和大田试验评价菌株发酵液灌根对酸化植烟土壤的改良效果以及对烟草青枯病的防效。结果表明：(1)菌株SSW-11发酵液对复合有机酸和复合肥料造成的土壤酸化有一定的缓解作用,土壤pH平均提高0.18;(2)菌株SSW-11发酵液灌根处理后42 d内,旺长期烟株根区酸化土壤pH显著提高（平均提高0.47）;(3)菌株SSW-11发酵液可显著降低成熟期烟草青枯病的发病率和病情指数,对烟草青枯病的防效达52.01%。荧光假单胞菌SSW-11对缓解植烟土壤酸化和防治烟草青枯病具有较好的效果。     

产γ-PGA批式发酵动力学模型的建立

以一株γ-PGA(γ-聚谷氨酸)高产菌枯草芽孢杆菌HCUL-B115为实验菌株,在5L发酵罐中进行分批发酵,并测定发酵过程中的生物量、残糖量、前体物残量和γ-聚谷氨酸产量.应用MATLAB软件进行最优参数估计和非线性拟合,得到了菌体生长、产物生成和底物消耗的动力学模型和模型参数.结果表明,所建立的批式发酵动力学模型能较好地反映γ-PGA批式发酵规律.     

一株高产辛酸乙酯地衣芽孢杆菌的诱变育种

为了提高产辛酸乙酯地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheni formis)的产酯能力,以前期分离得到的产辛酸乙酯地衣芽孢杆菌作为出发菌株,通过紫外线对该菌株进行诱变,筛选高产辛酸乙酯的突变株。结果显示,经诱变后筛选出一株发生正突变的菌株即DY-3,经发酵后通过气相色谱法测定其辛酸乙酯的产量较出发菌株提高了62.5%。     

一株高产3-羟基丁酮枯草芽孢杆菌的构建

以产3-羟基丁酮枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)TH-49(Val-)和产α-乙酰乳酸脱羧酶地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)AD-30为亲本菌株,以聚乙二醇为融合促进剂,进行原生质体融合获得融合子,融合子经再生、筛选等过程,最终获得高产3-羟基丁酮菌株HB-32,该菌株3-羟基丁酮产量高达49.64 g/L,比菌株TH-49(Val-)提高了61.8%,且遗传稳定性良好。进一步采用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术,从分子水平上分析了高产3-羟基丁酮菌株HB-32与亲本菌株基因组的变化。结果表明,枯草芽孢杆菌(B. subtilis)TH-49(Val-)和地衣芽孢杆菌(B. licheniformis)AD-30原生质体融合成功,提高了融合子HB-32 3-羟基丁酮产量。     

紫外和He-Ne 激光复合诱变获得高产γ - 聚谷氨酸产生菌的研究

以地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)BCPG006为出发菌株,通过紫外线和He-Ne激光复合诱变处理,后将诱变菌悬液涂布到抗性平板,选育出一株高产γ-聚谷氨酸的突变株BCPG078,经过摇瓶发酵,培养温度37℃、初始pH7、摇床转速220r/min、培养周期72h,测得γ-聚谷氨酸的产量为16g/L,为出发菌γ-聚谷氨酸的产量(6g/L)的2.67倍。传代实验证明,该突变株遗传性能稳定。说明紫外线和He-Ne激光复合诱变是γ-聚谷氨酸产生菌地衣芽孢杆菌有效的选育方法。     

γ-聚谷氨酸(γ-PGA)絮凝特性的研究

研究了解淀粉芽孢杆菌L536(Bacillus amyloliquefaciens L536)产生的γ-聚谷氨酸的絮凝特性。以高岭土悬浊液为絮凝介质,菌株L536产γ-PGA在中性pH范围内、投加量为1.2g/L时,对高岭土的絮凝率达最大。Fe2+、Ca2+、Cu2+、Fe3+、Al3+均能不同程度地提高γ-PGA对高岭土的絮凝活性。其中,Ca2+的助凝效果最为显著,其最佳助凝浓度为0.09mol/L。另外,菌株L536产γ-PGA对于活性炭、Ca(OH)2也表现出较强的絮凝活性。     

外源氧载体和前体L-谷氨酸添加策略提高Bacillus subtilis HB-1发酵产γ-聚谷氨酸

为了提高外源L-谷氨酸依赖性菌株枯草芽孢杆菌HB-1产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的能力,采用添加氧载体和前体L-谷氨酸的策略,研究其对菌体生长和γ-PGA产量的影响。摇瓶单因素结果表明,最佳氧载体为聚二甲氧基硅烷(PDMS),在原始培养基中添加体积分数为10%的PDMS,菌体OD600提高了3～5倍;前体L-谷氨酸的最适添加时间为18 h,最适添加质量浓度为10 g/L。在3 L发酵罐扩大培养后,γ-PGA产量提高到45 g/L;在发酵30 h流加碳源和前体L-谷氨酸,γ-PGA质量浓度达到52 g/L。发酵产物经红外,氨基酸分析仪等证实其为多肽类化合物,相对分子质量高达1 000万。     

纳豆芽孢杆菌TK-2产γ-聚谷氨酸发酵工艺优化

以γ-聚谷氨酸（γ-PGA）的产量为评价指标,在单因素试验基础上,利用正交试验法对纳豆芽孢杆菌（Bacillus natto）TK-2产γ-PGA的发酵工艺进行优化,并对其发酵产物进行高效液相色谱（HPLC）分析。结果表明,最佳培养基配方是葡萄糖2.5%,蛋白胨2.5%,味精2%,pH值7.5;最佳发酵条件是装液量70 mL/250 mL,接种量2%,发酵温度37 ℃,转速140 r/min,在此优化条件下进行验证试验,γ-PGA产量为11.48 g/L,提高了57.2%。HPLC分析表明,γ-PGA是谷氨酸的一种聚合物,其水解产物只有一种氨基酸。     

利用响应面法优化γ-聚谷氨酸发酵培养基

利用筛选出的枯草芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸,并对其发酵培养基进行优化。首先采用逐因子试验法寻找出各因素的参考范围。在此基础上,利用Plackett-Burman试验筛选出显著影响γ-PGA产量的3个主要因素:酵母粉、谷氨酸钠和CaCl2。用最陡爬坡试验逼近最大产γ-PGA的区域。然后利用Box-Behnken试验对显著因素进行优化,得酵母粉、谷氨酸钠和CaCl2的最佳浓度分别为4.18g/L、76.89g/L和0.1422g/L。在优化后发酵培养基条件下,γ-PGA的产量达到了43.26g/L,比初始γ-PGA产量提高了1.035倍。     

烧鸡中产芽孢菌的分离鉴定及耐受性比较研究

从烧鸡中筛选出产芽孢菌,探究高温巴氏杀菌后烧鸡腐败的主要原因。利用划线纯化法、革兰氏染色法结合芽孢染色法从烧鸡及其卤汤中筛选出产芽孢菌,然后对菌株进行16S rRNA分析及生理生化鉴定,确定菌株的种属,并对菌株的生长曲线及耐盐、耐酸和耐热性进行研究。结果表明：从烧鸡及其卤汤中共筛选分离出4 株革兰氏阳性芽孢杆菌,分别为海水芽孢杆菌（Bacillus aquimaris）、黄海芽孢杆菌（Bacillus marisflavi）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）和地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）,其中,地衣芽孢杆菌的生长繁殖速度最快,至6 h就基本进入生长稳定期;海水芽孢杆菌和黄海芽孢杆菌的耐盐性最强,在NaCl质量浓度达到12 g/100 mL时仍然有部分存活;甲基营养型芽孢杆菌的耐酸性最强,在pH值4.5条件下培养6 h后菌落数能够达到约8（lg（CFU/mL））;在4 株产芽孢菌中,地衣芽孢杆菌的耐热性最强,且不受处理温度和时间的影响。     

纳豆芽孢杆菌液态发酵生产γ-聚谷氨酸

对纳豆芽孢杆菌CICC 20643液态发酵生产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的工艺进行了研究。采用单因素实验和正交实验获得了生产γ-PGA的优化培养条件:蔗糖25g/L,酵母膏5g/L,谷氨酸钠40g/L,装液量70mL/250mL锥形瓶,起始pH6.5,菌种在37℃、120r/min培养24h后,于培养基中添加5%NaCl,继续培养24h,γ-PGA的产量达到18.04g/L。实验结果表明:纳豆芽孢杆菌CICC20643是一株产γ-PGA优良菌种,在发酵过程中添加NaCl的工艺能明显提高γ-PGA的产量。     

米糠中产γ-氨基丁酸细菌分离及其接种发酵研究

利用薄层层析初步筛选出米糠中产γ-氨基丁酸（GABA）能力较强的菌株,对其16S rDNA序列进行分析,确定菌株种类;用氨基酸自动分析仪进一步筛选出高产GABA菌株;将高产GABA菌株接种到米糠进行发酵试验。结果表明,陈米糠更有利于分离到高产GABA菌株;筛选到产量较高的菌株16S rDNA序列分别与屎肠球菌（Enterococcus faecium）、棉子肠球菌（Enterococcus raffinosus）、大肠埃希氏菌（Escherichia coli）、短乳杆菌（Lactobacillus brevis）和宋内志贺杆菌（Shigella sonnei）相似性最高;接种单菌种发酵不能明显提高米糠中GABA含量,但混合接种地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）DY和乳酸菌L-44A可以使其含量达到184.6 mg/100 g（干质量）;利用蛋白酶处理米糠后接种乳酸菌L-44A可以使米糠中GABA含量达到245.8 mg/100 g（干质量）。     

酱香型酒醅产香芽孢杆菌的分离鉴定及其代谢产物分析

本文研究了酱香型酒醅中的产香芽孢杆菌及其优势代谢产物。通过平板分离法从酱香型酒醅中筛选出5株芽孢杆菌,采用PLFA技术对其鉴定,分别为:蜡样芽孢杆菌(Bacillus ereus)、泛酸枝芽孢杆菌(Virgibacillus pantothenticus)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis);革兰氏染色试验结果说明:这五类菌株均为革兰氏阳性菌;生化分析发现:枯草芽孢杆菌产淀粉酶能力最强,巨大芽孢杆菌蛋白质水解能力最强;以高粱粉为底物进行固态发酵,采用GC-MS分析技术对发酵代谢产物进行分析表明:菌株的优势产物主要为3-羟基-2-丁酮,另外还有少量的2,3-丁二醇和酯类等芳香物质。蜡样芽孢杆菌、泛酸枝芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌这五类菌株是酱香型白酒主要的产香功能菌。