常压室温等离子体诱变选育耐酸酿酒酵母菌株

利用常压室温等离子体(ARTP)诱变方法对实验室保藏的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)SC-62进行诱变,通过试验确定最佳诱变条件为处理时长80 s,此条件下菌株SC-62致死率84%。将诱变获得的菌株进行初筛、复筛和发酵性能测定。结果显示,筛选出一株耐酸性强、发酵性能优良的正突变菌株A-107,其在pH为2.5的发酵培养基上培养6 d后测得的发酵力[6.21 g CO2/(100 mL·24 h)]和酒精产量(11.52%vol)较出发菌株SC-62分别提高了37%和30%,突变菌株A-107可耐受16%乙醇、100 g/L NaCl、500 g/L葡萄糖,耐受性和遗传稳定性良好。     

丁醇高产菌株诱变育种及发酵条件优化研究

利用低温等离子体和亚硝基胍(NTG)对兼性厌氧产丁醇芽孢杆菌(Bacillus sp.)C2菌株进行复合诱变,分离筛选得到3株丁醇和总溶剂产量均有明显提高的突变菌株,其发酵7%玉米醪液后丁醇和总溶剂产量分别达到12.59g/L、12.44g/L、12.74g/L和20.36g/L、20.14g/L、20.79g/L,比出发菌株分别提高21.6%～24.5%和15.4%～19.1%.对编号为414的突变菌株发酵条件进行优化,在100mL三角瓶发酵体系中,该菌株的最适发酵条件为装液量100mL,种龄24h,接种量10%,pH 7(自然),37℃静置发酵72h,在此条件下,414菌株发酵7%玉米醪液产丁醇和总溶剂量分别达到12.58g/L～13.77g/L和21.25g/L～22.27g/L.     

低嘌呤酿酒酵母的ARTP法诱变育种

采用常压室温等离子体(ARTP)诱变育种系统对酿酒酵母菌株A、B分别进行诱变,选育诱变菌株发酵的啤酒用高效液相色谱(HPLC)法测定腺嘌呤、鸟嘌呤、黄嘌呤、次黄嘌呤的含量,4种嘌呤在1~16 mg/L的测定范围内,相关系数R20.999,具有良好的线性关系。实验结果表明:诱变酵母菌株A-3发酵啤酒中嘌呤含量为77.67 mg/L,比初始菌株A的101.64 mg/L降低23.6%;诱变酵母菌株B-4发酵啤酒中嘌呤含量为76.26 mg/L,比初始菌株A的96.84 mg/L降低21.3%。诱变菌株A-3、B-4进行连续传代10次并进行发酵啤酒实验,诱变菌株A-3、B-4的发酵性能、发酵啤酒中总嘌呤含量和啤酒品质保持稳定。这表明ARTP诱变方法选育低嘌呤酿酒酵母菌种是可行的。     

利用木糖高产乙醇酵母菌的ARTP诱变选育

为了提高酵母菌利用木糖发酵产乙醇的能力,将分离得到的野生菌株异常威克汉姆酵母A42通过常温常压等离子体（ARTP）技术进行诱变处理,从中选育具有优良性能的高产乙醇突变菌株。结果表明：诱变处理时间120 s为最佳诱变条件,在该条件下对A42进行诱变,此时致死率达到97.53%。对该条件下ARTP诱变后的菌株进行两轮的筛选得到突变菌株A42-338,发酵60 h乙醇含量为20.78 g/L,其乙醇产量较出发菌株提高了42.59%,且传代8次各代乙醇产量变化率不超过2.50%。将异常威克汉姆酵母A42-338在油茶籽壳发酵培养基中发酵60 h乙醇含量为19.88 g/L,还原糖残糖含量为9.06 g/L,其中木糖残糖含量为1.79 g/L,葡萄糖残糖含量为7.27 g/L,木糖利用率为84.61%,葡萄糖利用率为81.05%,糖转化率为0.40 g乙醇/g糖。因此,ARTP诱变是一种高效可行的酵母菌育种方法。     

发酵木糖高产乙醇休哈塔假丝酵母突变株的选育

木糖的乙醇发酵是利用木质纤维原料生产乙醇的关键环节。休哈塔假丝酵母是木糖发酵性能较好的天然酵母之一。研究中对Candida shehatae CICC1766进行了紫外诱变和离子注入诱变,力求选育出发酵木糖产乙醇能力强的假丝酵母。先将其进行紫外诱变,得到的突变株S28在木糖添加量为60g/L的条件下乙醇产量为2364g/L,相比原始菌株提高1498%,乙醇得率达到0394g/g(乙醇/木糖)。再对S28进行氮离子注入诱变,得到的突变株SY58乙醇产量为2508g/L,相比S28提高609%,乙醇得率为0418g/g(乙醇/木糖),达到理论得率的908%。进而对SY58菌株进行了5L罐发酵实验,乙醇产量达到2504g/L,得率为0417g/g(乙醇/木糖),同摇瓶发酵结果基本相同,并且发酵时间由原来的72h缩短到52h。     

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%。     

四氢嘧啶高产菌株的筛选及发酵条件的优化

目的人工诱变选育高产四氢嘧啶的菌株。方法以海神盐单胞菌Halomonas neptunia ATCC BAA-805为出发菌株,采用紫外线和亚硝基胍复合诱变处理,获得四氢嘧啶产量提高突变株,采用单因素实验优化发酵培养基及发酵条件,进一步提高突变株的四氢嘧啶产量。结果 Halomonas neptunia ATCC BAA-805经复合诱变处理,获得突变株UN-2,摇瓶发酵四氢嘧啶产量达1.8 g/L,与出发菌株相比产量提高了53.8%。单因素优化实验结果为UN-2菌株在酵母粉浓度4.0 g/L,葡萄糖浓度20 g/L,氯化钠浓度7%(w/v),p H 7.5条件下,四氢嘧啶产量为5.53 g/L。结论本研究诱变选育的菌种是适于商业化生产四氢嘧啶的优良菌株。     

高产γ-氨基丁酸植物乳杆菌的微波诱变育种

目的利用微波辐照对植物乳酸杆菌进行诱变育种,筛选高产γ-氨基丁酸的正突变菌株。方法以TYG为发酵培养基,37.0℃培养48 h后,测定微波诱变后的植物乳杆菌产γ-氨基丁酸的量。结果诱变后突变菌株W_(462)S_5的γ-氨基丁酸的产量为9.18 g/L,相比于未诱变前的产量(4.64 g/L),提高了97.84%。对正突变菌株W_(462)S_5进行8次传代培养发酵,测得γ-氨基丁酸的产量较为稳定,表明W_(462)S_5是一株遗传性状稳定的正突变菌株。结论微波诱变菌株不仅有操作简单、设备常见、实验条件易于控制等优点,且选育出的菌株具有培养周期短、易于分离纯化、遗传性状稳定等优势。将此方法应用于发酵γ-氨基丁酸生产中,具有一定的研究意义。     

高效转化木聚糖为乳酸植物乳杆菌L3的诱变选育及发酵条件的优化

以植物乳杆菌(Lactobacillus.pentosus)L3为出发菌株,进行紫外线和硫酸二乙酯(DES)诱变处理以提高其转化木聚糖生产乳酸的能力.经紫外线和DES诱变处理,得到突变菌株L.pentosus L35-6,其乳酸产量为71.2 g/L,比诱变前提高了58.2%.并对其生长及乳酸发酵的条件进行了优化:最适温度为40℃,pH6.5,转速60r/min振荡培养发酵72 h效果最好.     

利用多功能等离子体诱变系统快速诱变选育γ-氨基丁酸高产菌株

为建立一种快速便捷的产γ-氨基丁酸(GABA)高产菌株的诱变选育方法,以产GABA的短乳杆菌(Lactobacillus brevis)TCCC 13007为出发菌株,采用多功能等离子体诱变系统(MPMS)对其进行诱变育种。最佳诱变条件为氮气流量10 L/min、照射间距3 mm、120 W功率条件下处理90 s,致死率90%。将诱变后的菌悬液涂布到CaCO_3筛选平板上,以CaCO_3透明圈与菌落直径比值为依据,建立了平板-96深孔板-摇瓶的快速筛选体系。最终通过摇瓶复筛,选育得到了一株GABA产量明显提高的突变株L8,GABA产量达到(66.59±0.58)g/L,较出发菌株提高了11.41%。10次连续传代与摇瓶发酵实验表明,突变株L8的发酵性能和遗传稳定性良好。     

优良耐酸酿酒酵母的筛选及发酵特性研究

该研究采用酸性选择培养基、氯化三苯基四氮唑（TTC）显色法、杜氏小管发酵法从实验室保藏的87株酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中筛选耐酸性强的优良菌株，并测定其最适生长条件、耐受性及发酵性能。结果表明，最终筛选出一株耐受性强及发酵性能优良的菌株SC-62，其最适生长温度为28 ℃、最适pH为4.0，可耐受乙醇体积分数14%、NaCl 100 g/L、葡萄糖500 g/L，具有发酵力[5.93 g CO2/（100 mL·24 h）]强，酒精产量（7.55%vol）高，延滞期（12 h）短、适应性强等优点。该菌株的成功筛选为后续高效生产酒精提供了良好的菌种来源。     

窖泥高产己酸菌的分离筛选及发酵性能测试

通过对老窖泥的多次富集培养,从中筛选高产己酸的菌株,并通过形态观察及分子生物学技术对其进行鉴定。同时,选取己酸产量最高的菌株进行发酵性能的测定。结果表明,从3#老窖泥中筛选并鉴定得到3株高产己酸的克鲁维氏梭菌（Clostridium kluyveri）A-1、A-3、A-5,己酸产量分别为5.73 g/L、9.77 g/L、7.45 g/L。其中Clostridium kluyveri A-3的己酸产量最高,生长周期为88.5 h,其产己酸的最佳初始pH值为7.0,发酵时间为14 d,发酵温度为37 ℃,乙醇含量为2%。pH耐受范围为3.0～11.0,温度耐受范围为13～55 ℃,乙醇最高耐受含量为5%。     

优良降酸酵母菌的筛选及发酵性能

以能够降解L-苹果酸的酿酒酵母FM-cs-08为出发菌株,分别进行紫外诱变和60Co诱变,旨在诱变得到降酸能力显著提高又具有良好发酵性能的酿酒酵母菌。最终筛选得到诱变菌株FM-cs-08-2U,降L-苹果酸比率达到（29.48±0.21）%,比出发菌株提高了（25.44±0.89）%。对诱变菌株FM-cs-08-2U的耐受性及发酵特性进行研究,结果表明该菌株耐受最低pH值为2.5,耐受最高SO2质量浓度为800 mg/L。用FM-cs-08-2U发酵蓝莓果酒,得到果酒残糖量（3.70±0.10）g/L,pH值为3.18±0.01,有机酸含量（8.64±0.02）g/L,酒精度（12.00±1.00）%,结果证明菌株FM-cs-08-2U适合酿造蓝莓果酒。     

屎肠球菌与酿酒酵母共发酵产γ-氨基丁酸条件优化及机制研究

为提高γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）产量,以产GABA屎肠球菌（Enterococcus faecium）AB157与酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）SC-125为研究对象,通过单因素实验和响应面法优化共发酵条件;同时分析最优条件下共发酵和单菌发酵体系谷氨酸脱羧酶（glutamate decarboxylase,GAD）的酶活力及通过添加无细胞上清液（cell-free supernatant,CFS）探究高产GABA机制。结果表明:当总接种量2%（V/V）,发酵温度为35 ℃、屎肠球菌AB157和酿酒酵母SC-125的接种比例为5:1（V/V）、L-谷氨酸钠浓度为12 g/L、发酵96 h时,共发酵体系GABA产量最高,达6.55 g/L,较单菌发酵体系产量提高到1.78倍;GAD酶活力分析表明,共发酵可显著提高GAD酶活;添加屎肠球菌AB157或酿酒酵母SC-125的CFS可显著提升GABA产量。本研究为屎肠球菌和酿酒酵母共发酵提高GABA产量及高产GABA机制的探讨提供了一定的理论参考。     

酯化红曲霉菌液态培养条件研究

以红曲霉为原始菌株,经分离筛选获得1株产酯能力较高的红曲霉菌,并对其培养基配方和培养条件进行了研究。试验结果表明,液态发酵培养红曲霉的最佳培养基组成为可溶性淀粉70g/L,黄豆饼粉10g/L,酵母浸膏10g/L,MgSO41g/L,NaNO32 g/L,NaH2PO4 1 g/L;最佳发酵条件为培养基初始pH值为4.5,接种量16%,装液量100mL/300mL,发酵时间为6d,红曲霉的酯化力达0.4678g/100mL。     

复合诱变选育短梗霉多糖高产菌株

以本实验室保存的出芽短梗霉AP8为出发菌株,采用甲基磺酸乙酯(EMS)和紫外线(UV)复合诱变,在EMS终浓度0.4mol/L、作用时间40～60min和30W的紫外灯照射距离30cm、照射时间1.5～2.5min条件下诱变效果好,获得一株稳定遗传的多糖产量高、色素含量低的出芽短梗霉突变株UV60,产量为22.1g/L,对菌落特征和发酵特征的比较发现,突变株UV60在菌落颜色、大小、质地和发酵特性上均明显优于出发菌株AP8。通过对变异株培养基碳氮比和培养基的组成进行单因素和正交试验,其最佳摇瓶发酵培养基组成为：蔗糖50.0g/L、酵母膏1.5g/L、NaCl 1.5g/L、MgSO4 0.3g/L、K2HPO4 2.0g/L、(NH4)2SO4 0.7g/L。采用上述优化的发酵培养基,突变株UV60获得的短梗霉多糖产量为27.24g/L,多糖转化率达54.48%。