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。     

黏红酵母产油脂培养基的响应面优化

利用单因素试验和响应面设计相结合,对黏红酵母产油脂培养基进行了优化。单因素试验得到初步发酵培养基成分为葡萄糖、蛋白胨、KH2PO4。经响应面优化发现,当发酵培养基中葡萄糖含量为73.40g/L,蛋白胨含量为1.06 g/L,KH2PO4含量为3.56 g/L时,油脂产量的理论预测值可达到3.49 g/L,比优化前提高了13%。气相分析其油脂组成,多不饱和脂肪酸质量分数为26.97%。然后又对高产菌株的发酵特性进行研究,在10 d时,生物量和油脂产量达到最高,此时达到发酵终点,生物量为47.98 g/L(菌体湿重),油脂产量达到7.81 g/L。     

高产γ-氨基丁酸霉菌菌株的筛选及诱变育种

以霉菌作为出发菌株,将其接入大豆-水(3:5,m/V)的发酵培养基中进行发酵,根据发酵过程中γ-氨基丁酸(GABA)产量,筛选出GABA的高产霉菌菌株,然后利用紫外线对高产菌株进行诱变处理,并通过抗性初筛获得长势较好的突变菌株,再分别利用含有质量浓度为1g/100mL L-谷氨酸的PDA综合培养基和大豆水溶液的发酵培养基进行两次筛选,得到稳定高产GABA突变菌株。结果表明,通过对产GABA霉菌菌株的筛选,得到米曲霉3.800为高产GABA霉菌,GABA产量达到0.674g/L。以米曲霉3.800作为原始菌株,对其进行紫外诱变处理,从而获得高产GABA突变菌株,结果表明,利用紫外线对米曲霉3.800进行处理的最佳照射时间为2min。在此照射时间下,通过突变菌株在含有质量浓度为1g/100mL L-谷氨酸的PDA综合培养基和大豆-水溶液的发酵培养基进行两次筛选,最终获得一株稳定的高产GABA突变菌株3.800-4,其在含有质量浓度为1g/100mL谷氨酸的PDA综合培养基中的GABA产量为4.491g/L,比原菌株的GABA产量提高了23.58%;同时其在大豆-水的发酵培养基中的GABA产量为0.874g/L,比原菌株的产量提高了29.67%。     

ARTP诱变选育高产油脂酵母菌

从实验室保藏的15株酵母中筛选获得一株油脂产量相对较高的酵母菌KC 8,经96 h摇瓶发酵培养后,油脂产量为1.22 g/L。利用分子生物学鉴定,该菌株的26SrDNA序列与胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)具有100%相似性;以KC 8为出发菌株,经ARTP诱变,最终从300株诱变存活菌株中筛选得到高产油脂突变菌株Y3,经96 h摇瓶发酵培养后,油脂产量为2.38 g/L;对菌株Y3的培养条件进行优化,菌株在葡萄糖为碳源,硫酸铵为氮源,碳氮比为90∶1,培养基初始pH为6.5时,在28℃恒温条件下摇瓶发酵培养96 h后,油脂产量最高达到了3.96 g/L;GC-MS对油脂组分进行分析结果表明,该脂肪酸主要由棕榈油酸、油酸、亚油酸、硬脂酸、二十碳烯酸和二十四烷酸组成,与植物油成分相似。     

N~+离子束辐照诱变选育细菌纤维素高产菌株

为获得细菌纤维素(Bacterial cellulose,BC)高产菌株,同时改善BC材料学性能,采用低能N+离子束辐照技术对木醋杆菌(Acetobacter xylinum)进行了诱变选育。将菌落大小、光滑度、致密度、润湿度以及BC膜形成速率、柔韧度、BC产量等作为筛选依据,建立了平板-96孔板-试管筛选体系,筛选得到2株BC产量提高且产物材料学性能改良的目标菌株5D、2D。菌株5D BC产量为4.84 g/L,比出发菌株BC产量提高了89.06%,菌株2D BC产量为4.53 g/L,比出发菌株BC产量提高了76.95%。利用FT-IR、XRD、SEM、拉力试验等方法对目标菌株产物性能进行了研究,结果表明,目标菌株5D、2D发酵BC均具有高于出发菌株发酵BC的结晶度、抗拉强度及较小的断裂伸长率,具有更为致密的层状结构以及清晰的纤维束三维网状结构,表明其具有较为优良的力学性能。目标菌株的获得对BC产量的提高和性能改良奠定了基础。     

混合糖发酵产油脂酵母菌的筛选及脂肪酸组成分析

从海南土壤中分离的12株野生酵母菌株中,筛选到一株能够利用混合糖发酵高产油脂的酵母菌株YP-32,在葡萄糖∶木糖(质量比)为2∶1条件下发酵120 h,生物量、油脂产量和油脂含量达到最大,分别为22.33g/L、13.39 g/L和60.42%;该菌株利用5种不同比例混合糖产油脂的脂肪酸组成均以C_(16)和C_(18)系脂肪酸为主,其中油酸含量最高,其次为棕榈酸和硬脂酸,这3种脂肪酸含量占总脂肪酸含量的90%以上,与植物油脂脂肪酸组成相似,可以作为生物柴油油源。通过形态特征及26S rDNA D1/D2和ITS区域序列分析,初步鉴定菌株YP-32为油脂酵母属的Lipomyces orientalis,为我国分布新纪录。     

常压室温等离子体诱变粘红酵母筛选高产油脂菌株及发酵条件优化

以粘红酵母(Rhodotorula glutinis)为出发菌株,采用常压室温等离子体对其进行诱变。得到最佳诱变条件为120 W功率下处理60 s,致死率达90%。诱变后,采用苏丹黑B染色法筛选出1株高产油脂突变株LA1,与出发菌株相比较,其油脂产量、油脂含量分别较出发菌株提高了17.59%和46.08%。对LA1发酵培养条件进行优化,得到最佳条件为初始葡萄糖质量浓度70 g/L,氮源为(NH4)2SO4,C/N值53。在最佳发酵条件下,LA1的油脂产量、生物量、油脂含量及油脂得率较优化前分别提高了123.9%、56.6%、43.0%和43.5%,其油脂脂肪酸组成与植物油相近。     

常压室温等离子体诱变选育DHA高产菌株

以野生型裂殖壶菌(Schizochytrium limacinum SR21)为出发菌株,经过常压室温等离子体(ARTP)诱变,碘乙酸、丙二酸及丙二酸-碘乙酸复合平板筛选,摇瓶发酵及GC定量分析选育DHA高产菌株。结果表明:在功率100 W、气流量10 L/min下,经ARTP诱变15 s,以1. 2 g/L丙二酸作为筛选平板,获得一株诱变菌NA2。摇瓶发酵120 h后,其生物量、油脂总量、DHA产量与原始菌株相比分别提高了18. 11%、14. 87%、46. 12%,DHA产量为6. 59 g/L。经5次传代,性状稳定。     

低能氮离子注入诱变选育高产DHA裂壶藻

为获得高产DHA的优良菌株,利用低能离子束生物技术对裂壶藻(Schizochytrium limacinum)ATCC20888进行诱变选育。以平板、试管培养、显微观察为初筛指标;以生物量、油脂产量、含油率、DHA产量为综合复筛指标。最终选育出一株高产突变株,命名为15k-160s-2-3,菌株生物量为47.66 g/L,油脂产量为14.42 g/L,DHA产量为5.48 g/L,相比于出发菌株DHA产量提高了近35%,经连续10代发酵培养,其遗传性能稳定,藻油脂肪酸组成简单,利于提纯,具有良好的商业前景。     

高产花生四烯酸高山被孢霉的诱变育种研究

通过菌种选育获得具有优良产脂性能的菌株是实现微生物油脂工业化生产的重要前提。利用实验室前期构建的产油丝状真菌快速筛选技术,以前期筛选获得的一株性状优良的高山被孢霉TSM-3为出发菌株,通过常压室温等离子体(ARTP)诱变方法得到能够稳定遗传的高产突变菌株TSM-3-1,其油脂产量和花生四烯酸(AA)产量分别达到5.07 g/L和1.55 g/L,与出发菌株相比分别提高了47.81%和84.52%。将产油丝状真菌快速筛选技术与诱变育种相结合,提高了目标菌株筛选效率并强化了野生型菌株油脂合成能力,为产油丝状真菌菌种选育提供了新颖的研究思路及方法。     

复合诱变对酵母产脂的影响及检测方法的研究

采用紫外、微波以及紫外和微波复合诱变,对假丝酵母进行诱变处理。结果显示,不同的处理方法效果不同。与紫外、微波诱变相比,复合诱变在提高油脂产量、产油率方面效果较好,通过复合诱变获得1株油脂高产菌株B2。在最佳条件下,菌株的生物量、油脂产量最大提高率分别为38.99%和35.62%。同时对诱变中所用的检测方法进行了研究,找出了一种适于高产油脂菌株筛选的快速、准确、简便的检测方法。     

激光复合诱变选育那西肽高产菌及其代谢特性的研究

出发菌株经紫外照射诱变后,再采用激光复合诱变方式进行的筛选,并对其传代稳定性进行研究,以期进一步获得稳产高产那西肽产生菌突变株。结果表明紫外照射100 s得到的NXT-U19放瓶效价比出发菌株(546.17μg/mL)提高了44.22%,达到了787.71μg/mL。激光-紫外复合诱变后筛选出6株产量较高的菌株,其中以NXT-U19-J2效价最高,比原始菌株提高了65.74%,达到了905.22μg/mL。经传代培养分析,NXT-U19-J2诱变株的遗传稳定性较好,该结果表明,激光复合诱变是获得高产那西肽产生菌的有效途径。     

常压室温等离子诱变选育L-色氨酸高产菌株

为了提升发酵法产L-色氨酸的生产效率,使用常压室温等离子(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变育种技术,并结合结构类似物抗性定向筛选的方法,选育高产色氨酸菌株。将出发菌Escherichia coli AC-1042经过ARTP诱变处理后,在抗性培养基平板上筛选具有5-甲基色氨酸、对氟苯丙氨酸抗性的突变菌株,选取产酸高、遗传稳定的菌株重复进行ARTP诱变处理和抗性筛选,不断提高菌株对结构类似物的抗性水平。经过多次ARTP诱变处理和抗性筛选,获得1株色氨酸高产菌株ACTRP104,经过30 L发酵罐培养44 h后L-色氨酸质量浓度可以达到61.65 g/L,葡萄糖转化率达到20.64%,比出发菌分别提高了20.69%和17.81%。结果表明,ARTP诱变和结构类似物抗性筛选相结合,可以有效地获得色氨酸高产突变菌株,大大提高色氨酸的发酵生产技术水平,获得的色氨酸高产菌株ACTRP104具有较好的工业化应用前景。     

微波诱变选育核酸酶P1高产菌株

以核酸酶P1产生菌桔青霉（Penicillum citrinum）为出发菌株，通过微波诱变，得到1株产核酸酶较高的生产菌SL5。在适宜条件下（004250MHz、800W、150s），其产生的核酸酶P1酶活由667．50U/mL提高到1228．20U／mL，提高了84．00％。传代试验表明，该突变株SL5的高产性能遗传特性较稳定。     

酵母菌发酵啤酒生产废水产微生物油脂和菌体蛋白的研究

为探索啤酒生产废水综合利用的方法和途径,采用液体发酵的方法,从7个酵母菌株中筛选出既能产微生物油脂和菌体蛋白,又能有效降解COD的菌株。考察了优良酵母菌株的发酵周期,并对其所产油脂的脂肪酸组成和菌体蛋白的氨基酸组成进行分析。结果表明:6#菌株——Trichosporon porosum D02、1#菌株——斯达油脂酵母Lipomyces starkeyi 1809对废水的资源化利用程度最高,6#和1#2个优良酵母菌株在发酵120 h时的油脂产量、菌体粗蛋白产量、COD降解率分别达到8.93 g/L、6.1 g/L、89.09%和4.62 g/L、4.42 g/L、81.47%。2个优良酵母菌株所产油脂的脂肪酸组成均以C_(16)和C_(18)系为主,含量最高的为油酸(C_(18∶1))和棕榈酸(C_(16∶0)),不饱和脂肪酸指数(IUFA)分别达到80.33%和61.57%。除脯氨酸未检出外,2个优良酵母菌株菌体蛋白均含有17种氨基酸,其中8种必需氨基酸占氨基酸总量的比例分别为44.14%和44.23%,可完全充当动物蛋白饲料。     

尿酸氧化酶高产菌筛选与酶学性质的研究

采用平板透明圈法和摇瓶发酵法筛选尿酸氧化酶高产菌株,并通过菌体形态特征和18S rDNA序列分析进行菌种鉴定。通过产酶发酵试验,优选产酶的最适条件;利用多种技术对尿酸氧化酶进行分离纯化,并通过酶促反应对酶学性质进行研究。结果表明,筛选获得1株尿酸氧化酶高产菌株UR-05,其被鉴定为食腺嘌呤芽生葡萄孢酵母（Blastobotrys adeninivorans）。菌株UR-05所产尿酸氧化酶分子质量约为41.5 kDa,比酶活为215.4 U/mg;该酶的最适温度为30 ℃、最适pH值为8.0;Mg2+和Na+对该酶有激活作用,K+、Ca2+、Mn2+、Zn2+对该酶有抑制作用。菌株UR-05所产尿酸氧化酶在一定条件范围内呈现出较强的活性,具有进一步研究及应用的价值。     

高产酵母菌Co-158耐副产物特性研究

对经60Co诱变筛选得到的高产酒精酵母Co-158菌株耐乙酸、耐甘油、耐乳酸特性进行研究,结果表明,当乙酸浓度＞3.5%、甘油浓度＞3.0%、乳酸浓度＞2.5%时,对Co-158菌株开始有抑制作用;因此,Co-158菌株有较强的耐代谢副产物的能力.     

高温大曲中高产吡嗪类物质芽孢杆菌的筛选与应用

采用高温培养和固态发酵,从高温大曲中筛选高产吡嗪菌株,并通过顶空固相微萃取及气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）技术检测菌株代谢产物。将高产吡嗪菌株应用于大曲生产,使用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）检测强化大曲中吡嗪类物质含量。结果表明,共筛选出6株高产吡嗪菌株（编号为X1、X2、X4、X6、X8、X9）,均被鉴定为芽孢杆菌（Bacillus）,其代谢产物共检出33种挥发性香气化合物,其中菌株X1代谢的吡嗪类物质含量最高为9 049.45 μg/kg;高产吡嗪菌株发酵主要对大曲贡献酱香、烘焙香以及花果香气;菌株X1强化大曲吡嗪类物质含量提升效果最好,其中四甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪含量相比对照大曲分别提升2.36倍、2.56倍、2.33倍,并且液态菌剂的效果要普遍优于固态菌剂。     

复合诱变选育壳聚糖酶高产菌种及产酶条件优化

以具有产壳聚糖酶能力的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）G10为出发菌,利用紫外和微波对菌株G10进行复合诱变,选育壳聚糖酶高产菌株,并采用正交试验设计对突变株产酶条件进行优化。结果选育出一株产酶活相对较高的突变株W1-32,优化后的产酶条件为果糖1.3%,胶体壳聚糖0.5%,酵母粉2.0%,MgSO4·7H2O 0.3%,初始pH 7.2,温度28 ℃,转速200 r/min。在此优化条件下,菌株W1-32产壳聚糖酶活为11.82 U/mL,是出发菌株G10的6.9倍。该研究为菌种的选育和进一步研究应用提供理论依据。     

重离子诱变对木聚糖酶产生菌产酶的影响

以1株由青藏高原牦牛粪中分离出的链霉菌为出发菌株,该菌株在发酵培养基中能产生胞外木聚糖酶(3 227.346 U/mL)。以此菌株为出发菌株,对其进行重离子辐照诱变处理,从大量突变株中筛选出木聚糖酶高产菌株SZ10-7,其酶活力达到5 338.42 U/mL,与出发菌株相比较,突变株SZ10-7的酶活力提高了1.65倍。对突变株SZ10-7的发酵条件进行了优化研究,结果表明,该菌株的木聚糖酶活力得到进一步提高,达到5 850.20U/mL,其最适发酵条件为:培养基(g/100 mL)为玉米芯∶麸皮(体积比1∶1)5,酵母膏0.8,K2 HPO4.3H2 O 0.1,MgSO4.7H20 0.5,NaCl 0.3,pH 7.0,培养温度25℃振荡培养时间96 h,实验结果表明,重离子辐照诱变技术是一种有效的微生物诱变育种新技术。