凝结芽孢杆菌抗葡萄糖分解代谢物阻遏突变株合成培养基的筛选和发酵特性研究

以实验室前期选育的耐高温菌凝结芽孢杆菌Bacillus coagulans HL5-C以及其突变株5E-1为研究对象,筛选适合两菌株生长和代谢的合成培养基并对其发酵特性进行研究。单因素添加实验结果表明,合成培养基中尿嘧啶是影响HL5-C生长的关键物质,而赖氨酸、脯氨酸和苯丙氨酸则是影响5E-1生长的关键因素,由此分别得到了适合于HL5-C和5E-1生长的合成培养基MCDM4和MCDM5。在此基础上,考察了HL5-C和5E-1在单一碳源和混合碳源条件下的发酵情况,结果表明当非速效碳源与葡萄糖共存时,出发菌株HL5-C优先利用葡萄糖,其他糖的利用被延滞,即出现了碳源分解代谢物阻遏效应(carbon catabolite repression,CCR);突变株5E-1在利用葡萄糖的同时还利用非速效碳源生产乳酸,说明5E-1能消除碳源利用顺序的差异,即5E-1能有效解除或缓解葡萄糖引起的分解代谢物阻遏。本文研究结果为后续凝结芽孢杆菌葡萄糖分解代谢物阻遏效应机制研究奠定了基础。     

五种生防芽孢杆菌碳源代谢表型分析

为了解芽孢杆菌类生防细菌的碳源代谢表型特征,以5种7株生防芽孢杆菌[短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）、解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）、饲料类芽孢杆菌（Paenibacillus pabuli）及枯草芽孢杆菌（Bacillus subtillis）]为对象,采用Biolog代谢表型技术测定了它们的190种碳源代谢表型。结果表明,碳源代谢数量最多的是短小芽孢杆菌,为107种,其他依次为：地衣芽孢杆菌（96种）、解淀粉芽孢杆菌（89种）、饲料类芽孢杆菌菌株4（75种）,菌株5（78种）、枯草芽孢杆菌菌株1（74种）、菌株2（70种）。芽孢杆菌菌株在种间和种内的代谢表型间均存在差异,共同代谢的碳源有54种,其中高效代谢的碳源有24种,包括17种多糖类碳源（L-阿拉伯糖、D-海藻糖、D-甘露醇、甘油、D-木糖、D-核糖、D-果糖、D-葡萄糖、蔗糖等）和7种有机酸类碳源（D,L-苹果酸、L-天冬酰胺酸、柠檬酸、延胡索酸、L-苹果酸、丙酮酸和5-酮基-D-葡萄糖酸）。研究结果为芽孢杆菌类生防菌剂的开发和利用提供了理论基础。     

酵母发酵法在分离提纯低聚异麦芽糖中应用的研究

利用某些酵母菌对不同碳源的利用能力和速度不同的原理,对酵母菌进行筛选试验,选出1株只利用葡萄糖、麦芽糖而不利用低聚异麦芽糖的优良酵母菌14号,并对该菌的特性进行了研究。利用该菌株的生长和发酵过程,可全部除去低纯度低聚异麦芽糖产品中的葡萄糖和麦芽糖,使最终低聚异麦芽糖产品纯度达99%以上。     

酵母发酵法在分离提纯低聚异麦芽糖中应用的研究

本文利用某些酵母菌对不同碳源利用能力和速度不同的原理,对酵母菌进行筛选试验,选出一株只利用葡萄糖、麦芽糖而不利用低聚异麦芽糖的优良酵母菌14号,并对该菌的特性进行了研究。利用该菌株的生长和发酵过程,可全部除去低纯度低聚异麦芽糖产品中的葡萄糖和麦芽糖,使最终低聚异麦芽糖产品纯度达99%以上。     

凝结芽孢杆菌混合碳源乳酸发酵研究

为了更好的研究工业乳酸发酵中的分解代谢物阻遏效应,在实验室规模反应器对凝结芽孢杆菌混合碳源乳酸发酵进行不同通气量、p H、中和剂等条件的发酵特性研究,并研究了不同金属离子、渗透压等条件对饥饿状态下凝结芽孢杆菌自溶的影响。结果表明：凝结芽孢杆菌葡萄糖+海藻糖混合碳源乳酸发酵呈现明显的分解代谢物阻遏效应,且发酵可分为葡萄糖消耗阶段、有机酸消耗阶段和海藻糖消耗阶段。不同发酵条件在葡萄糖消耗阶段对菌体生长和乳酸生成影响较小,但对发酵后期海藻糖利用阶段菌体生长和乳酸合成有明显影响。在海藻糖消耗阶段,通气量为7.2 L/h时有较高的底物消耗速率和产酸速率;用NaOH作为中和剂在p H6.5时海藻糖消耗速率和乳酸生成速率均高于pH6.0,而p H5.5时不利用海藻糖且不生产乳酸;与NaOH作为中和剂相比,在p H6.5条件下Ca(OH)₂作为中和剂使海藻糖消耗速率和乳酸生成速率分别提高21.0%和28.3%。发现Ca₂₊、Mg₂₊等二价离子确实对菌体自溶有一定的缓解作用,且Na₊能在饥饿状态下维持菌体的活性,为研...     

曲中产香酵母分离及Biolog系统鉴定分析

采用稀释涂布法从8种酿造曲样中分离出7株产香能力强的酵母菌(CX-1-CX-7菌),其碳源利用种类和数量有较大差异,CX-5菌能显著利用D-半乳精和D-木糖/戊醛糖以及D-蜜二糖和D-木糖/戊醛糖作为碳源;麦芽糖、麦芽三糖、蔗糖、α-D-葡萄糖均能被7株菌利用:水苏糖、苦杏仁苷、L-谷氨酸、木糖醇、D-核糖等17种碳源只能分别被CX-5、CX-6、CX-7菌利用;CX-2-CX-7为不同类型的酿酒酵母;CX-1、CX-3、CX-5菌容易培养且生长稳定性好,具有进一步进行产香发酵研究的价值.     

碳源与罗伊氏乳杆菌LYS-1发酵上清液抑菌效果的关系

本研究考察了碳源对罗伊氏乳杆菌LYS-1发酵特性和发酵上清液抑菌效果的影响,以此探讨碳源与LYS-1代谢产生抑菌物质的关系。LYS-1接种于不同碳源配方的培养基中,测定发酵过程中酸度、活菌数的变化以及发酵上清液的抑菌效果。结果显示,LYS-1以蔗糖、麦芽糖和葡萄糖为碳源时抑菌圈直径依次为9.84 mm、8.55 mm和7.65 mm,以果糖、乳糖和甘油为碳源时则无抑菌圈。活菌数≥1.00×10^9CFU/mL时抑菌圈才会出现,且活菌数的增加有利于抑菌圈直径的增大。葡萄糖和蔗糖复配具有较优的抑菌效果,且蔗糖添加量在5%~10%范围内增加可以提高抑菌效果。以葡萄糖和果糖等当量替换蔗糖具有同等的抑菌效果,碳源为1.00%葡萄糖+10.00%蔗糖或6.26%葡萄糖+5.26%果糖时发酵上清液的抑菌效果最强。碳源影响LYS-1代谢产生抑菌物质,葡萄糖和果糖是影响发酵上清液抑菌效果的关键性因素。     

真空冷冻干燥法制备益生菌粉的冻干保护剂配方优化

为提高益生菌冻干粉存活率。本文采用真空冷冻干燥法,分别以植物乳杆菌SC1、凝结芽孢杆菌XP2、酿酒酵母菌SA1为实验菌株,研究冻干保护剂脱脂乳粉、低聚木糖、可溶性淀粉和V_C钠盐对三种益生菌冻干存活率的影响。通过单因素和正交试验筛选出最优组合。结果表明经-70℃预冷冻2 h,-50℃,10 Pa条件下冷冻干燥38 h,保护剂最佳配方组合分别为,植物乳杆菌:可溶性淀粉10%,V_C钠盐3%,脱脂乳粉12%,低聚木糖14%;凝结芽孢杆菌:低聚木糖8%,V_C钠盐4%,可溶性淀粉14%,脱脂乳粉8%;酿酒酵母菌:低聚木糖10%,V_C钠盐2%,脱脂乳粉12%,可溶性淀粉12%。添加最优保护剂组合,三株菌的冻干存活率分别为83.2%、83.7%和86.7%,活菌数均高于1.0×108 CFU/g,具有较好的应用价值。     

清香型白酒乳酸利用菌的筛选及鉴定

利用透明圈法,从清香型白酒大曲中筛选出两株可以产生透明圈的菌株B4-1和B36-1。通过对两株菌株进行16S rRNA基因测序鉴定,并构建系统发育树,结合生理生化试验结果,最终确定两菌株均为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）。单一碳源发酵及葡萄糖-乳酸混合发酵试验结果表明,在葡萄糖存在的情况下菌株B4-1和B36-1的乳酸利用量分别为1.91 g/L和1.26 g/L,符合乳酸利用菌的筛选特征。因此两株菌均可以作为清香型白酒的乳酸利用菌。     

外源甘露醇复壮草菇退化菌株的研究

甘露醇是一种天然的六碳糖醇，具有调节渗透压、清除活性氧等功能。以同等碳量的6种碳源(海藻糖、甘露醇、蔗糖、果糖、麦芽糖及可溶性淀粉)代替传统马铃薯葡萄糖琼脂培养基中的葡萄糖，对草菇退化菌株进行复壮研究。结果表明，甘露醇、海藻糖、蔗糖均可有效提高退化菌株的气生菌丝密度、菌丝生长速度和生物量，以甘露醇的复壮效果最佳，对其色度培养基(liquid medium supplemented with bromothymol blue and lactose, LBL)脱色能力及基质降解相关酶活力进行进一步测定。结果表明，甘露醇处理组对草菇退化菌株D2、D3的LBL脱色能力显著提高，并且能较大程度恢复滤纸酶、内切葡聚糖酶、漆酶和锰过氧化物酶活力。对退化程度较轻的D1、D2菌株，将碳源更换为甘露醇后，其性状可复壮至原菌株D0的状态。     

产海藻糖合酶菌株的筛选及发酵条件的优化

从土壤中分离筛选得到一株能合成海藻糖的菌株,经生物转化途径验证,该菌株含有特异性地将麦芽糖转化为海藻糖的海藻糖合酶,以海藻糖转化率为评价指标,对其进行摇瓶发酵条件的优化。结果表明,其发酵最适条件为：碳源为2%麦芽糖,氮源为0.5%酵母粉和1%蛋白胨,发酵初始pH值为7.0,接种量4%,发酵温度35 ℃,发酵时间48 h,在此优化条件下,海藻糖的转化率为50%。     

产海藻糖合酶菌株发酵培养基的研究

在已筛选出产海藻糖合酶菌株———恶臭假单胞杆菌的基础上 ,研究了该菌株最佳发酵培养基。恶臭假单胞杆菌H76的最适碳源为麦芽糖和葡萄糖 ,最适氮源为蛋白胨和酵母粉 ,无机盐为MgSO4 ·7H2 O ;该菌株产酶最佳培养基配方为 :麦芽糖 3 % ,葡萄糖 3 % ,Mg SO4 7H2 O 0 2 % ,蛋白胨 2 % ,酵母粉 0 7%。     

混合糖发酵产油脂酵母菌的筛选

对6株产油脂酵母利用葡萄糖、木糖及不同比例混合糖(葡萄糖与木糖)发酵的菌体生长和产油特性进行研究,筛选到一株能够转化混合糖的高产油脂酵母JM-D.该菌株在混合糖比例为3∶1的条件下发酵120h,菌体油脂含量可达23.38％,油脂产量可达2.7g/L;菌体油脂中饱和脂肪酸含量占脂肪酸总量的49.2％;混合糖比葡萄糖更容易被转化生成饱和脂肪酸含量较多的油脂.     

Candida shehatae 的纯化及其利用木糖和葡萄糖发酵的特性研究

通过对休哈塔假丝酵母TZ1 分离纯化以获取高产乙醇菌株,并对木糖、葡萄糖以及不同比例的混合糖发酵产乙醇进行实验研究。结果显示,筛选出的TZ8-13 对木糖和葡萄糖都有良好的发酵性能,糖浓度为60g/L 时的乙醇产量分别达到了21.6g/L 和24.2g/L,糖利用率分别为97.81%(72h)和99.13%(36h),较初始菌株TZ1 发酵木糖乙醇产量提高了55.38%、木糖利用率提高了19.54%;混合糖发酵存在糖的二次利用关系,TZ8-13 首先利用葡萄糖。木糖和葡萄糖比为1:1 时乙醇产量为22.8g/L。     

发酵肉用凝结芽孢杆菌的筛选及其发酵特性

通过测定菌株的发酵特性进行初筛和复筛,最终筛选得到1 株能耐受5 g/100 mL NaCl和150 mg/kg NaNO2、抑菌特性优良、发酵酶系丰富的菌株L-H7,经形态特征、生理生化、16S rDNA鉴定为凝结芽孢杆菌。 模拟发酵香肠实验结果显示,采用凝结芽孢杆菌L-H7、戊糖片球菌和木糖葡萄球菌复配发酵制备的香肠在发酵期 间具有良好的产香气特性,其挥发性风味物质中含有1-辛烯-3-醇、癸酸乙酯、壬醛、（E,E）-2,4-癸二烯醛等特有 的香气物质,说明凝结芽孢杆菌L-H7具有作为发酵香肠功能性发酵剂的潜力。     

Evaluation of Brazilian ethanol production yeasts for maltose fermentation in media containing structurally complex nitrogen sources

Maltose and glucose fermentations are strongly affected by the structural complexity of the nitrogen source and by the presence of oxygen. In this study five industrial Saccharomyces cerevisiae strains were grown in synthetic medium, containing maltose or glucose, supplemented with different nitrogen sources, with or without agitation. All strains were able to grow and efficiently ferment glucose, but not all strains were able to grow and ferment maltose well. Peptone and ammonium sulfate induced improved fermentation for all strains and conditions. Under agitation, as expected, higher biomass accumulation was detected. Casamino acids supplementation induced efficient maltose fermentation for all of the strains under aerated conditions, but differing maltose utilization patterns were observed for the static cultures. Copyright © 2012 The Institute of Brewing & Distilling