木醋杆菌与醋酸菌混菌培养发酵动力学研究

针对工业上食醋淋浇发酵过程中木醋杆菌产细菌纤维素膜的普遍现象,考虑在同一发酵体系中同时培养醋酸菌和木醋杆菌,研究了木醋杆菌与醋酸菌混菌发酵生产细菌纤维素和醋酸的发酵过程和发酵动力学。通过测定发酵过程中的生物量、细菌纤维素和醋酸含量、还原糖含量,基于Logistic方程和Luedeking-Piret方程,利用Origin8.0软件对其进行非线性拟合,分别建立菌体生长动力学模型、综合产物生成模型以及底物消耗模型,同时对试验数据与模型进行比较,结果拟合良好,且相对误差较小,说明该组模型能很好的反应木醋杆菌与醋酸菌混菌发酵过程的动力学特征。     

食醋生产中醋酸菌的乙醇脱氢酶活性研究

本文对醋酸发酵过程中醋酸菌乙醇脱氢酶（ADH）活性与产酸速率，产酸浓度的相关性进行了研究。运用检测发酵过程中ADH活力的变化，可感知菌体的发酵能力。     

强化供氧对巴氏醋杆菌醋酸发酵及胞内ATP浓度的影响

溶氧对巴氏醋杆菌醋酸发酵有显著影响,但是目前溶氧对醋酸发酵影响的机理尚不十分清楚,文章通过提高搅拌转速,探讨强化供氧对巴氏醋杆菌醋酸发酵影响的机理。研究结果显示:搅拌转速从500r/min增加到700r/min后,胞内ATP浓度提高了302%;乙醇氧化偶联呼吸链产能途径关键酶ADH,ALDH和ATPase酶活性分别提高了40%,60%和56%。当发酵28h时,转速700r/min与500r/min相比菌体浓度提高了37%,产酸量提高了150%,单位菌体产酸提高了84%。由此可知,巴氏醋杆菌菌体生长和醋化乙醇过程中需要消耗大量的溶氧,尤其在16~28h产酸高峰期对溶氧的消耗更大。提高搅拌转速强化供氧可显著提高巴氏醋杆菌乙醇氧化偶联呼吸链产能途径关键酶的活性,强化乙醇氧化产酸和乙醇呼吸链途径产能,为巴氏醋杆菌菌体生长和产酸提供更多的能量,满足菌体快速生长和适应高酸生存环境对能量的需求,提高菌体对醋酸的耐受性,从而提高菌体浓度和产酸速率。     

基于转录组揭示底酸促进巴氏醋杆菌产酸的分子机制

以低体积分数底酸启动巴氏醋杆菌CICC 20001发酵醋酸，采用转录组学方法探讨底酸促进巴氏醋杆菌产酸的分子机制。研究结果表明，以0.5%底物醋酸启动醋酸发酵时，醋酸菌产酸效率明显提高，并筛选到482 个显著差异表达基因，包括424 个上调基因和58 个下调基因。其中，在发酵早期和中后期，分别有412 个和70 个显著差异表达基因。添加0.5%底物醋酸时，巴氏醋杆菌可能通过尿素代谢、丙酸代谢、醋酸同化代谢强化醋酸耐受性，减少发酵过程中醋酸对菌体的毒害性作用，提高产酸效率。此外，巴氏醋杆菌还可能通过强化信号转导、膜运输和能量代谢，为醋酸发酵过程中营养物质转运和能量转化提供重要保障。研究结果将为底酸促进巴氏醋杆菌产酸机制提供新的认识，为提高醋酸发酵效益提供理论依据。     

底物浓度对多级逆流工艺厌氧发酵城市污泥产酸的影响

考察了不同底物浓度对一种新型的厌氧发酵工艺--多级逆流工艺厌氧发酵城市污泥产酸效果的影响.结果表明,不同污泥底物质量浓度条件多级逆流厌氧发酵产酸效果变化较大,当污泥底物质量浓度为VS=100 g/L时,有机酸质量浓度与产率分别达到20 g/L 和0.20 g/gVS.对高浓度难降解污泥的处理,多级逆流工艺有较大优势.研究结果还表明,多级逆流促进了高质量浓度污泥底物发酵产酸的机制在于降低了发酵产物对厌氧产酸细菌的抑制效应.     

醋酸菌生长的营养需求及产酸的促进作用研究

醋酸生产菌(沪酿1.01)液体发酵过程中菌体生长速度缓慢,发酵终点的菌体湿重仅有0.4%左右,但单位菌体量的乙醇氧化能力强、产酸率高,一般可达15.21克醋酸/克湿菌体。初始发酵培养基中外加1%～2%乙酸作为底酸,对菌体产酸速率有明显的促进作用。除醋酸外,丙酸和醋酸盐也有促进作用,而盐酸和磷酸无促进作用,这些结果表明,底酸的促进作用来自醋酸根。     

基于生物参数在线检测的谷氨酸发酵动力学研究

利用生物量在线检测系统和在线控制系统技术,通过探讨谷氨酸发酵过程中棒状杆菌S9114菌体浓度、底物浓度和产物浓度随时间的变化规律,对谷氨酸发酵动力学进行研究,分别建立谷氨酸发酵过程中菌体生长、底物消耗和产物生成的动力学模型。利用MATLAB软件对试验数据进行拟合,获得能够描述谷氨酸棒状杆菌S9114发酵过程的动力学模型,对发酵过程的调控及发酵规模的放大有着重要的指导意义。     

巴氏醋杆菌TCA循环代谢对醋酸发酵的影响

巴氏醋杆菌是醋酸发酵常用微生物,通过添加醋酸、三羧酸(tricarboxylic acid,TCA)循环抑制剂和中间产物干扰TCA循环能量代谢,研究其对菌体生长和醋酸发酵的影响。研究结果发现,添加质量分数1%的醋酸,胞内TCA代谢关键酶的表达量出现上调,胞内ATP含量增加了125%,表明能够强化TCA循环能量代谢,促进菌体生长。添加TCA循环抑制剂抑制TCA循环能量代谢,巴氏醋杆菌菌体生长和产酸受到显著抑制,菌体生物量分别降低了90%和87%,产酸量分别降低了90%和94%。添加0.05%草酰乙酸、琥珀酸、苹果酸等TCA中间产物,巴氏醋杆菌胞内ATP含量分别提高了202%、185%和165%,表明添加草酰乙酸等中间物质能够显著提高TCA循环偶联呼吸链产能,发酵72 h时,菌体生物量分别提高了92%、106%和104%,菌体产酸量分别提高了30%、33%和31%。实验结果表明,TCA循环能量代谢对巴氏醋杆菌菌体生长和产酸产生显著影响,TCA能量代谢的强化对醋酸发酵产生正向作用。     

餐厨垃圾水解液分批培养酿酒酵母产油脂动力学模型的建立

为提高餐厨垃圾水解液发酵产油脂量,探究其发酵生产规律,以Saccharomyces cerevisiae As2.516为供试菌株,以初始餐厨垃圾水解液加入量90%(V/V)、接种量10%(V/V)、初始pH值6、培养温度30℃、搅拌速率180 r/min、通气量2.5 L/min、发酵周期10 d为基础发酵条件进行1 L发酵罐批式发酵。实验结果表明:S.cerevisiae As2.516发酵过程中菌体生物量的积累呈一条S型曲线,油脂的生产表达与菌体的生长有紧密关联性。基于Logistic方程、Luedeking-Piret方程和物料平衡计算分别构建了该菌株的菌体生长、油脂产物生成、底物还原糖消耗3个分批发酵动力学模型,其中菌体生长动力学模型为:1.0241(1)13.05??dx x xdt、底物还原糖消耗动力学模型为:??0.4787?0.0348?0.1055ds dx dp xdt dt dt、油脂产物生成动力学模型为:?0.2979?0.00406dp dx xdt dt,所构建动力学模型的计算值与实验值拟合效果良好,其相关系数R2分别为0.9979、0.9957和0.9565,模型能揭示餐厨垃圾水解液培养菌体产油脂发酵过程中菌体生长、油脂合成以及底物还原糖消耗的基本特征。     

分批补料对醋酸菌发酵转化贻贝壳钙源的影响研究

研究了不同初始酒精浓度对醋酸发酵的影响及分批补料对贝壳钙源发酵的影响.醋酸茵在初始酒精浓度为6％vol时的产酸速率、菌体生长速率都较快,且其发酵周期适中.在此基础上,研究了分批补料发酵过程中菌体生长、产物及副产物的合成规律.结果表明:分批补料发酵通过改善发酵的环境条件,进而提高钙离子的转化率.与分批发酵相比,发酵中钙离子的转化率由18.08％提高到了37.33％,钙离子的总浓度由16.96mg/mL提高到了33.99mg/mL.因此,分批补料发酵可显著提高代谢产物的产量,促进贝壳钙源的生物转化率.     

发酵生产细菌纤维素的动力学模型研究进展

综述了细菌纤维素发酵过程中菌体生长,基质消耗和产物生成的动力学模型的建立,有助于有效地控制发酵过程、工艺优化和计算机模拟,从而提高发酵产率、降低发酵成本.文中分析了发酵生产细菌纤维素的动力学模型,包括菌体生长模型、产物生成模型、底物消耗模型等,以期建立更加合适、适用范围更广泛、影响因素更全面的动力学模型,从而有效地提高发酵产率,降低发酵成本.     

利用响应面分析法优化醋酸菌AD_1的发酵条件

醋酸菌AD1是从腐烂的苹果中筛选出的,通过响应面分析法对其发酵条件进行了优化。考察了底物乙醇浓度对醋酸菌产酸的影响;借助于SAS软件,采用Plackett-Burman试验设计法及响应面分析法对发酵条件进行优化,确定了最佳发酵条件;优化后醋酸菌产酸量提高了47.18%。     

枇杷果醋载体吸附式醋化技术研究

以枇杷果酒为原料,玉米芯为醋酸菌载体,分析了醋酸发酵过程中载体和发酵液内醋酸菌量与醋酸产量的变化,研究了底物、产物浓度及供气模式对枇杷酒醋化的影响。结果表明:枇杷果醋发酵基质中初始乙醇体积分数以5%~7%较为合适;体积分数1%的醋酸作为底酸,对醋酸发酵起到促进作用;载体具有吸附醋酸菌的作用,醋酸发酵主要是在载体上进行;采取分段供气和变频喷淋工艺,使体积分数7%乙醇含量的枇杷酒醋酸转化率达79.7%,比其它供气模式高约3个百分点,比无载体发酵高12个百分点。     

菌株SFZ-37产鼠李糖脂分批式发酵动力学的初步研究

在5 L磁力搅拌发酵罐上,对铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株SFZ-37生产鼠李糖脂进行分批发酵,并对发酵过程进行监测,pH值在发酵过程中基本维持稳定,发酵结束时,菌体生物量可达4.41 g/L,鼠李糖脂产量达到11.61 g/L,底物甘油残量达到11.69 g/L。根据实验数据构建了菌体生长、产物生成及底物消耗的动力学模型,并采用OriginPro 8.0软件对其进行了非线性拟合。结果表明,建立的动力学模型可以较好的反映菌株分批发酵过程中菌体生长、产物生成和底物消耗三者之间的关系。     

产L-乳酸的嗜热乳酸杆菌(T-1)发酵动力学研究

本文对Lactobacillus thermophilus（T-1）的5L罐L-乳酸发酵过程进行了研究,并建立了菌体生长,底物消耗及产物生成动力学模型。经验证,模型的理论值和实验值拟和较好。所建动力学模型对反应器设计、工艺原理以及有效的控制发酵过程具有指导意义。     

响应面优化醋酸菌发酵条件研究

以醋酸菌作为发酵菌株,考察不同乙醇浓度、接种量、发酵温度及转速条件下发酵液的总酸含量,运用响应面优化醋酸菌发酵条件,并显微观察菌体的生长形态。结果表明：最佳发酵条件为温度31℃、转速142r/min、乙醇浓度6.1%vol、接种量4.50%,椭圆和杆状的菌体形态与发酵条件形成了对应。     

液醋总浓度和产酸速率在半连续工艺中的应用

以米酒和酒精混合醪液为发酵基质，通过研究半连续发酵条件下自吸式发酵罐中酒精、醋酸浓度的变化与总浓度（酒精浓度和醋酸浓度的数学值之和）变化的关系，以及醋酸菌产酸速率、菌体浓度（OD值）与醋酸发酵的对应关系，建立了对液醋发酵终点的简单、快捷的判断方法，     

醋酸对巴氏醋杆菌生长和代谢活性的影响

醋酸对微生物具有较高的毒性,醋酸菌具有特殊的机制能够耐受较高浓度的醋酸,常用于醋酸的发酵生产。本论文以巴氏醋杆菌AC2005为研究对象,研究了醋酸对菌体生长、葡萄糖代谢和胞内ATP浓度的影响。与不含醋酸条件下相比,培养基中加入1%(V/V)的醋酸,菌体的生物量增加了92%,单位菌体葡萄糖消耗速率增加了13%,细胞代谢活性增加了120%,代谢产物中丙酮酸浓度增加了约46%,柠檬酸和琥珀酸的浓度分别降低了80%和46%,胞内ATP浓度增加了171%。进一步利用液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)的方法分析了蛋白表达情况,发现加入醋酸后细胞内与三羧酸循环相关的蛋白明显上调。结果表明,醋酸菌可以通过提高菌体代谢活性,增加胞内ATP浓度,从而耐受较高浓度的醋酸。     

产酸优势醋酸菌的分离及其增殖产酸与乙醇的灰色关联分析

为了从自然界中分离得到产酸能力较强的醋酸菌,并明确发酵基质中乙醇浓度对醋酸菌细胞增殖和产酸量的相关关系。实验以腐烂的菠萝果实为原料进行醋酸菌分离纯化,选取溶钙圈较大的菌落进行发酵产酸对比实验,经过对发酵液含酸量的测定,找出产酸量最大的菌株,然后将目标菌分别接种到不同乙醇浓度的发酵液进行恒温发酵,经过一定时间后检测各个发酵液的醋酸菌细胞总量和产酸量,所得数据用灰色关联分析法处理,通过计算获得醋酸菌细胞增殖和产酸量与乙醇浓度的关联度,并比较两者的关联序。实验结果获得一株产酸能力相对较强的醋酸菌S1,发酵液乙醇浓度与S1产酸量和细胞增殖的关联度分别是0.655、0.517。结果表明:乙醇对S1产酸量关联显著(关联度0.6),而对S1细胞增殖关联不显著(关联度0.6),乙醇对醋酸菌产酸的影响效果大于对其细胞增殖的影响。     

乳酸菌发酵荠菜－番茄复合蔬菜汁的动力学研究

以荠菜和番茄为基料,用嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌为试验菌种进行乳酸发酵,在发酵工艺优化的基础上,对5L 罐乳酸菌分批发酵过程进行研究,建立了菌体生长、产物生成和底物消耗动力学模型,经验证,模型的理论值和实验值拟和较好。所建动力学模型对乳酸菌发酵荠菜- 番茄复合蔬菜汁的反应器设计、工艺原理以及有效的控制发酵过程具有指导意义。