等离子诱变选育木糖醇高产菌及发酵条件优化

以热带假丝酵母Y-14(Tropical candida)为出发菌株,采用等离子体对其进行诱变,得到最佳诱变条件:在功率120 W下处理150s,致死率达到96%。诱变后经过筛选得到1株高产木糖醇的菌株Y-117,与出发菌株相比,其木糖醇产量提高了30.4%。在单因素试验的基础上,通过响应面分析试验对菌株Y-117的发酵条件进行优化,得到最佳条件:初始木糖添加量105g/L、温度30.5℃、摇床转速190r/min。在此条件下,Y-117的木糖醇产量为76.45g/L,比出发菌株高42%。     

1株产木糖醇菌株的筛选鉴定

经过平板筛选培养基初筛,从土壤中共分离得到110株可利用木糖作为唯一碳源进行代谢的菌株,经过HPLC初步定性定量分析,复筛得到6株木糖醇转化率较高的菌株,其中转化率最高的菌株为SK36.001,由于木糖代谢产物中具有同分异构体,因此将SK36.001的主要发酵产物通过分离柱分离,经过冻干浓缩后做LCMS、1H-NMR分析鉴定产物结构,确认产物为木糖醇。后利用26S r DNA的D1/D2区域序列分析法对该菌株进行分子生物学鉴定,结合形态学、生理生化特征鉴定结果确认该菌株为热带假丝酵母,并命名为Candida tropicalis SK36.001(Gen Bank登录号为KT945155)。通过对其发酵生产木糖醇过程的研究发现,在30℃,200 r/min,木糖初始质量浓度为50 g/L的条件下,摇瓶分批培养至30 h时可以达到最高木糖醇转化率为58.2%,转化速率达到0.986 g/(L·h)。     

热带假丝酵母发酵法生产木糖醇的研究

目的利用热带假丝酵母研究发酵木糖生产木糖醇的发酵条件。方法采用摇瓶发酵对发酵生产条件,如培养基中初始木糖浓度、接种量和通气量、氮源、pH等进行优化,通过测定发酵液中木糖的残留量、木糖醇的转化率来确定适合的发酵工艺。结果通过实验得到最佳培养基条件为:初始木糖50g/L,蛋白胨5g/L,酵母粉10g/L,硫酸镁0.5g/L、磷酸二氢钾5g/L,硫酸铵1g/L;最佳发酵条件为:pH 6.0,摇瓶发酵装液量50mL/250mL,转速200 r/min,发酵温度30℃,发酵时间28h。结论优化了木糖醇的发酵工艺。     

一株产木糖醇菌株的生理生化及分子生物学鉴定

对一株未经报道的转化木糖为木糖醇的菌株CTD249,采用生理生化及分子生物学方法进行鉴定,同时构建系统发育树进行分析,确定菌株CTD249的种属。结果表明：CTD249与季也蒙毕赤酵母(Pichia guilliermondii)处于同一进化分支中,相似度达99%以上,因此将该菌株鉴定为季也蒙毕赤酵母(GenBank接受号：HM236292)。该菌株在初始木糖质量浓度20g/L的条件下,发酵48h后木糖醇产量为12.0g/L。     

采用响应面法优化木糖醇发酵培养基

将Plackett-Burman和响应面设计相结合,对木糖醇发酵培养基进行了优化。结果表明,初始木糖浓度、酵母膏添加量以及MgSO4.7H2O浓度是影响木糖醇转化率的主要因素。优化得到的培养基组成为(g/L)木糖100.7,酵母膏5.302,NaCl6.0,MgSO4.7H2O0.379,KH2PO43,(NH4)2HPO44;通气条件为装液量100mL/250mL。此条件下木糖醇的转化率为0.784g/g。     

热带假丝酵母木糖还原酶在酿酒酵母细胞表面展示

利用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)表面展示系统,将来源于热带假丝酵母(Candida tropicalis)的木糖还原酶基因xyl1嵌入带有His-Tag的酿酒酵母α-凝集素展示载体pICAS-His,构建重组质粒pICAS- His-Ctxyl1,并转化到酿酒酵母宿主菌酿酒酵母MT8—1,通过流式细胞仪快速检测和筛选,得到重组菌株MT8- 1/pICAS-His—Ctxyl1。将重组酵母用于葡萄糖(15g/L)和木糖(5g/L)的混合糖发酵研究,结果表明,重组酿酒酵母MT8/1/pICAS-His—Ctxyl1细胞具有良好的生长和产酶特性,同时能转化木糖生产木糖醇,在培养基中2.5g/ L木糖转化生成2.5g/L木糖醇,转化率达98.7%。     

稳定高效表达木糖还原酶基因工业酿酒酵母的构建及木糖醇发酵的初步研究

将树干毕赤氏酵母(Pichia stipitis)木糖还原酶基因XYL1连接到适用于酿酒酵母工业菌株的多拷贝整合载体pYMIKP中,构建得到表达质粒pYMIKP-XYL1,转化酿酒酵母工业菌株Saccharomyces cerevisiae6508。在G418平板上筛选转化子,得到含高拷贝木糖还原酶基因的酿酒酵母重组菌株XGH2,,该菌株的木糖还原酶比活力为0.8 U/mg(蛋白),比出发菌株提高了80倍以上,表明外源基因在工业菌株中实现了高效表达。摇瓶发酵结果显示,重组菌株XGH2木糖消耗为27.9 g/L,木糖消耗率为51%;木糖醇产量为30.2 g/L,木糖醇的转化率大于1.0 g/g木糖。     

葡萄糖对热带假丝酵母菌株SFX-Y9木糖醇发酵的影响

以热带假丝酵母SFX-Y9为研究对象,考察葡萄糖添加对木糖醇发酵的影响。研究发现,菌株SFX-Y9以葡萄糖为碳源培养种子,不仅可以提高菌体浓度、缩短培养时间,而且对木糖的转化基本没有影响;发酵培养基中添加少量葡萄糖可以提高木糖消耗速率、缩短发酵周期。采用5 L发酵罐通过精准控制过程溶氧和低流速流加葡萄糖可以进一步提高木糖消耗速率,同时可以提高木糖转化率约15%。在最佳供氧和葡萄糖为辅助碳源的条件下,菌株SFX-Y9木糖醇最大生产速率可达5.0 g/(L·h)以上,转化率可达80%以上,生产成本可以与化学加氢竞争,具有非常好的工业开发应用前景。     

热带假丝酵母发酵生产木糖醇的研究

对热带假丝酵母 (C tropicalis )As2 1 776发酵木糖醇的营养条件进行了初步研究。初始木糖浓度在 80g/L附近时木糖醇转化率较高 ,限制性供氧条件下有利于木糖醇积累。酵母膏和蛋白胨是比较适合产木糖醇的有机氮源 ,而酵母膏更利于酵母细胞生长。培养基中添加 2 g/L的(NH4 ) 2 HPO4 、2～ 6g/L的NaCl、1～ 3g/L的KH2 PO4 、0 1～ 0 3 g/L的MgSO4 ·7H2 O能提高木糖醇的转化率     

生物转化法生产木糖醇的细胞增殖培养基优化

以木糖为底物利用酵母细胞转化生产木糖醇,研究细胞增殖培养基中不同种类的碳源、氮源和微量元素及其添加量对酵母细胞生长和木糖转化率的影响。结果表明,当碳源为木糖和葡萄糖添加量分别为1%时,木糖醇浓度为49.6g/L;当无机氮源为蛋白胨且浓度为2%时,木糖转化时间为60h,木糖醇浓度达到58g/L;微量元素为磷酸二氢钾浓度为0.1%时,木糖的转化时间为48h,此时木糖醇浓度达到59g/L。     

响应面法优化不同型态热带假丝酵母发酵生产木糖醇的工艺

利用Design Expert软件对菌丝型和酵母型热带假丝酵母发酵生产木糖醇实验进行设计及结果分析,建立木糖和木糖醇浓度与4个关键因子(菌型、发酵温度、pH、初始木糖浓度)的二次多项式回归模型,并对模型进行解析。结果表明:菌丝型热带假丝酵母转化木糖为木糖醇的能力高于酵母型;升高发酵温度,有利于木糖转化为木糖醇,而pH升高对转化过程并没有明显促进;发酵液中初始木糖浓度与木糖转化率呈正相关关系;获得最佳发酵工艺条件为菌种采用菌丝型酵母,发酵温度37℃,pH8,初始木糖浓度60mg/mL,此时木糖醇浓度达到17.21mg/mL。     

Xylitol production on sugarcane biomass hydrolysate by newly identified Candida tropicalis JA2 strain

Xylitol is a building block for a variety of chemical commodities, besides being widely used as a sugar substitute in the food and pharmaceutical industries. The aim of this work was to develop a microbial process for xylitol production using sugarcane bagasse hydrolysate as substrate. In this context, 218 non-Saccharomyces yeast strains were screened by growth on steam-exploded sugarcane bagasse hydrolysate containing a high concentration of acetic acid (8.0 g/L). Seven new Candida tropicalis strains were selected and identified, and their ability to produce xylitol on hydrolysate at low pH (4.6) under aerobic conditions was evaluated. The most efficient strain, designated C. tropicalis JA2, was capable of producing xylitol with a yield of 0.47 g/g of consumed xylose. To improve xylitol production by C. tropicalis JA2, a series of experimental procedures were employed to optimize pH and temperature conditions, as well as nutrient source, and initial xylose and inoculum concentrations. C. tropicalis JA2 was able to produce 109.5 g/L of xylitol with a yield of 0.86 g/g of consumed xylose, and with a productivity of 2.81 g·L·h, on sugarcane bagasse hydrolysate containing 8.0 g/L acetic acid and177 g/L xylose, supplemented with 2.0 g/L yeast nitrogen base and 4.0 g/L urea. Thus, it was possible to identify a new C. tropicalis strain and to optimize the xylitol production process using sugarcane bagasse hydrolysate as a substrate. The xylitol yield on biomass hydrolysate containing a high concentration of acetic acidobtained in here is among the best reported in the literature.     

适应进化筛选耐高温产木糖醇麦芽糖假丝酵母

适应进化是一种有效的菌种筛选优化方法.该研究通过对生产木糖醇的优良菌株麦芽糖假丝酵母进行高温适应进化,获得一株耐高温进化菌株.该进化菌株在38℃条件下转化木糖生产木糖醇的能力与出发菌株在30℃条件下接近,转化率达到0.63g/g.高温发酵生产不仅容易满足炎热夏季的工业生产环境,还可以减少发酵过程的冷却水使用以及降低染菌机率,从而使该进化菌株具有极大的工业应用潜力.     

驯化和胶囊包裹的假丝酵母LF04发酵玉米芯水解液生产木糖醇(英文)

玉米芯的酸水解液是木糖醇生产的重要原料,但是该水解液中含有糠醛、酚类等对后续微生物发酵有毒害作用的化合物。本研究从土壤中分离了一株似假丝酵母LF01,通过驯化和微胶囊包裹来提高其对水解液的抗性。结果表明通过多次驯化并进行包裹的假丝酵母LF04能在玉米芯水解液中不经任何脱毒处理发酵木糖生产木糖醇。在pH5.5 溶氧为 0.15vvm 的条件下发酵 88h,木糖转化率为 76%,木糖醇浓度达 61.768g/L。远高于其出发菌株。该结果表明采用该方法有望用于木糖醇的工业化生产。