利用木糖生产L-乳酸高产菌太空诱变育种

利用太空诱变育种技术对利用木糖产L-乳酸的野生菌株进行了诱变,通过富集、平板筛选、液体发酵筛选、遗传稳定性实验,最终得到一株正向突变菌株Lt-s.该菌株在5L发酵罐水平上,以8%的木糖为底物,于52℃发酵48h,L-乳酸产量达到70.0g/L,糖酸转化率为87.0%,L-乳酸产量较出发菌株提高约12.0%.该菌株的获得为利用木质纤维素生产L-乳酸奠定了一定基础.     

一株利用木糖产L-乳酸细菌的发酵特性研究

对高效木糖乳酸菌Lt的发酵特性进行了研究,同时对其发酵玉米芯L-乳酸进行了初步探讨。Lt菌株生长需要氧气,延迟期约为6h,16h以后进入稳定期,可利用木糖、葡萄糖、D-甘露糖、L-阿拉伯糖产L-乳酸,转化率为88.0%-98.7%。最适发酵温度为46℃,从46-52℃产酸量均较高。用6%的纯木糖发酵48h,L-乳酸产量为57.35g/L,转化率约为95%;用含6%还原糖的玉米芯磷酸水解液发酵48h,L-乳酸产量为31.30g/L。该菌株具有发酵温度高、适温范围宽、发酵时间短、转化率高、L-乳酸纯度高等优点。     

N+注入诱变选育混合糖发酵L-乳酸高产菌株

采用低能N+ 注入技术对米根霉As3.819 进行诱变选育,以提高该菌株利用混合糖(葡萄糖、木糖)发酵生产L- 乳酸的能力。实验结果表明,菌株的存活率曲线呈典型的“马鞍型”,在注入剂量为50 × 2.5 × 1013ions/cm2时具有较高的正突变率。选育获得突变株N50-7,其L- 乳酸产量为79.42g/L,比出发菌株提高了17.75%,且遗传稳定性较好。对突变株N50-7 的发酵培养基进行了初筛,在混合糖150g/L(葡萄糖100g/L、木糖50g/L)、(NH4)2SO43.0g/L、KH2PO4 0.3g/L、MgSO4·7H2O 0.3g/L、ZnSO4·7H2O 0.4g/L 的条件下发酵72h,L- 乳酸产量最高达到103.81g/L,较初筛前提高了30.71%。     

高产L-精氨酸谷氨酸棒状杆菌的构建

以产L-精氨酸诱变菌株谷氨酸棒状杆菌（Corynebacterium glutamicum）AJC为出发菌株,采用基因组编辑技术对其进行改造。 首先,敲除阻遏蛋白ArgR和FarR,解除反馈阻遏作用;然后,敲除乳酸脱氢酶编码基因ldh和整合鸟氨酸乙酰转移酶编码基因argJ,阻 断乳酸合成途径和增加前体物;最后,敲除谷氨酸分泌蛋白编码基因NCgl1221和整合乙酰谷氨酸激酶基因argB,减弱L-谷氨酸的胞 外分泌,筛选一株L-精氨酸高产菌株。 结果表明,获得一株高产L-精氨酸菌株AJC-4（C. glutamicum AJCΔargRΔfarRΔldh::PtufargJ ΔNCgl1221::PsodargB）,该菌株在5 L发酵罐中发酵64 h后,L-精氨酸产量和糖酸转化率分别为78.0 g/L和0.38 g/g,较出发菌株AJC分 别提高21.9%、18.8%;副产物乳酸和L-谷氨酸积累量分别为0.11g/L、0.16 g/L,较出发菌株AJC分别降低96.8%、96.1%。     

高产D-乳酸生产菌株的选育

以凝结芽孢杆菌JD-063D为出发菌株,采用紫外线、硫酸二乙酯、钴60γ-射线辐照、微波进行复合诱变,得到正突变菌株,进行发酵检测和遗传稳定性试验,最终筛选出一株JD-76D,该菌株产酸由出发菌株的61 g/L提高到145 g/L,D-乳酸纯度由原菌株的97.5%增加到98.7%以上。     

凝结芽孢杆菌的筛选及发酵特性的研究

本研究探讨了六株凝结芽孢杆菌耐高温和高效利用玉米粉生产L-乳酸的特性。首先通过平板初筛后,获得了HL1、HL3、HL4、HL5四株菌。然后进行50、53、55℃发酵培养,结果表明HL5的温度耐受性更强。再以玉米粉糖化液为底物进行5L罐50℃分批发酵,发现HL5的L-乳酸产量、产率以及转化率均最高,分别为115g/L、3.59g/L/h、100.1%。基于上述结果,选择HL5作为适合的耐高温L-乳酸生产菌株。最后本文考察了HL5对玉米粉、木薯粉和纤维素来源糖化液的利用情况,它们的产酸速率分别为4.19、3.75、5.00g/L/h,说明HL5对三种来源糖类均能利用。因此,HL5为乳酸的工业生产提供了菌种基础。     

高产D-乳酸生产菌株的选育

以凝结芽孢杆菌JD-063D为出发菌株,采用紫外线、硫酸二乙酯、钴60γ-射线辐照、微波进行复合诱变,得到正突变菌株,进行发酵检测,遗传稳定性试验,最终筛选出一株JD-76D,产酸由出发菌株的61g/L提高到145g/L,D-乳酸纯度由原菌株的97.5%增加到98.7%以上.     

链霉素抗性对棒杆菌产L-赖氨酸的影响研究

北京棒杆菌CICC21721经亚硝基胍(NTG)诱变,涂布在含有不同浓度链霉素的完全培养基上,对生长出来的茵落进行摇瓶发酵并测定赖氨酸、乳酸、残糖含量.赖氨酸产酸最高的一株突变株产量为40.2 g/L,较出发菌株提高了12.2％,糖酸转化率达到58.7％.     

葡萄糖和木糖共发酵生产L-乳酸的培养基和培养条件响应面优化

为提高米根霉利用葡萄糖、木糖共发酵产L-乳酸的产量,在单因素试验基础上,采用响应面法进行培养基和培养条件优化的试验方案设计。利用Design Expert软件对其结果进行二次回归分析,获得的最佳产酸条件为：葡萄糖100g/L、木糖50g/L、 (NH4)2SO4 3.0g/L、KH2PO4 0.3g/L、摇床转速180r/min、温度32℃、接种量12%、装液量50mL。该条件下摇瓶发酵72h,L-乳酸产量为119.216g/L,转化率为79.48%。     

发酵乳清产L(+)-乳酸菌株的诱变选育

以乳清水解液为发酵原料,米根霉为初始菌株,采用超声波(US)-硫酸二乙酯(DES)进行复合诱变,筛选出1株发酵乳清水解液产L(+)-乳酸的米根霉NF3.14菌株。经过摇瓶发酵,该突变株较初始菌株能更好地利用乳清发酵产L(+)-乳酸,产量提高了16.24g/L,糖酸转化率提高了13.5%。     

一株仅产L-乳酸的乳酸乳球菌发酵培养基的优化

为了研究一株分离自新疆牧民家庭自制酸马奶中的乳酸乳球菌KLDS 4.0325产L-乳酸的能力,以L-/D-乳酸试剂盒验证该菌种在发酵过程中所产L-乳酸的光学纯度为100%。利用Plackett-Burman设计法对影响该菌株发酵的培养基主要组分进行筛选,确定影响L-乳酸产量的主要因素为蔗糖、酵母粉、K2HPO4。在此基础上,采用响应面法优化发酵培养基的组成,结果表明：当蔗糖添加量为102.9 g/L、酵母粉添加量为2.5 g/L、K2HPO4添加量为7.9 g/L时,L-乳酸产量最大,可达86.6 g/L,在最优发酵条件下获得的实测值与模型预测值（86.3 g/L）吻合,说明所建立的模型是切实可行的。     

ptsG/mglB双基因敲除对大肠杆菌发酵混合糖产L-乳酸的影响

为增强大肠杆菌（Escherichia coli）JH16利用混合糖产L-乳酸的能力,通过Red同源重组技术敲除葡萄糖转运酶基因ptsG和半乳糖转运基因mglB,构建重组菌E. coli JH2705。结果表明,以8%混合糖（5.6%葡萄糖和2.4%木糖）为碳源,ptsG/mglB双基因缺陷重组菌E. coli JH2705同时可利用葡萄糖和木糖,大幅减小葡萄糖效应带来的不利影响,其木糖利用速率为0.60 g/（L·h）,L-乳酸生产强度为1.27 g/（L·h）,较出发菌株E. coli JH16分别提高50%和79.1%,E. coli JH2705的糖酸转化率高达70%,为利用木质纤维素等可再生原料高效生产L-乳酸提供技术参考。     

耐酒精高产L-乳酸菌株的筛选及发酵培养基优化

为提高L-乳酸产量,降低L-乳酸的生产成本,该研究经过筛选、驯化获得一株耐酒精且高产L-乳酸的菌株鼠李糖乳杆菌AK-0779。使用玉米酒糟代替部分酵母粉作为菌株AK-0779发酵培养基的氮源。在单因素实验基础上,对葡萄糖添加量、酵母粉添加量和玉米酒糟添加量进行三因素三水平响应面优化试验。结果表明,最适发酵培养基为：葡萄糖添加量9.80%,玉米酒糟添加量0.98%,酵母粉添加量1.72%,L-乳酸产量为78.91 g/L,糖酸转换率为80.52%。与酵母粉完全充当氮源产L-乳酸82.36 g/L相比,产量无显著差异,说明玉米酒糟能有效代替部分酵母粉作为发酵培养基的氮源,降低L-乳酸生产成本。     

副干酪乳杆菌ZG19发酵烟草废水产L-乳酸的响应面优化

烟草废水中含有大量的可溶性糖、含氮化合物和矿物质等营养成分。为资源化利用烟草废水,以本实验室分离并保藏的一株产L-乳酸的副干酪乳杆菌（Lactobacillusparacasei）ZG19为发酵菌株,以烟草废水为发酵底料,L-乳酸产量为响应值,采用响应面法（RSM）优化发酵工艺。 通过Plackett-Burman试验筛选出对L-乳酸产量影响最显著的因素,进一步设计爬坡试验逼近最优区域,然后设计Box-Behnken响应面优化,分析并确定最佳发酵工艺。 结果表明,在发酵温度39 ℃、发酵时间30 h、菌种接种量10%条件下,得到 L-乳酸实际产量为15.16 g/L,与预测值（15.35 g/L）拟合度达到98.76%,L-乳酸产量显著提高。 因此,采用此方法得到的优化工艺合理而有效,具有实际应用价值。     

1 株高产L-乳酸菌株的分离鉴定及其发酵培养基优化

从辣白菜样品中筛选出1 株高产乳酸的菌株LB-103,经L-/D-乳酸试剂盒检测该菌株发酵产L-乳酸的光学纯度为100%。通过形态学观察、VITEK 2生理生化鉴定和16S rDNA序列分析,确定该菌株为鼠李糖乳酸杆菌（Lactobacillus rhamnosus）,将其命名为鼠李糖乳酸杆菌DLF-15038。对其发酵培养基进行初步优化,发现廉价的棉籽饼粉可以部分替代酵母粉,采用15?g/L棉籽饼粉和10?g/L的酵母粉为复合氮源,L-乳酸的产量得以维持且明显降低成本,最适无机盐质量浓度分别为CH3COONa?3?g/L、KH2PO4?2?g/L、MnSO4?0.3?g/L、MgSO4?0.2?g/L。在该优化条件下,进行了5?L发酵罐中的批式流加发酵实验,发酵72?h,L-乳酸产量为165.15?g/L,生产强度为2.29?g/（L·h）,糖酸转化率为93.34%。     

高产α-葡萄糖苷酶黑曲霉的微波选育及发酵条件优化

采用微波诱变技术对黑曲霉J2进行选育,得到1株α-葡萄糖苷酶活力较高的突变菌株ANY-4,酶活力达到305 U/mL,比出发菌株提高了38.6%,且稳定性良好。通过单因素和正交试验得到最适培养条件为:玉米淀粉80 g/L、玉米浆干粉40 g/L、初始pH 4.5、装液量50 mL/500 mL、接种量3%、培养温度36℃、摇床转速240 r/min、培养时间40 h。在最优培养条件下进行发酵,α-葡萄糖苷酶活力达到427 U/mL,比优化前提高了40%。     

耐氨米根霉的分批补料发酵及发酵动力学初探

以氨水为中和剂,替代CaCO3,对耐氨米根霉R.oryzaeJS-N0-2-02进行15L自动发酵罐的分批和分批补料发酵及其发酵动力学的初步研究,结果表明,降低起始糖浓度,产酸期补糖可明显提高菌体L-乳酸比生产速率和耗糖产酸能力,提高L-乳酸产量和纯度,降低残糖。在发酵起始时添加1 g/L CaCO3能进一步提高补糖发酵的L-乳酸比生产速率,增强发酵后期菌体耗糖产酸能力,从而进一步提高L-乳酸产量和纯度,降低残糖。发酵结果:起始糖浓度为120 g/L,25h时补糖使最终发酵总糖浓度达137 g/L,发酵培养60 h,L-乳酸产量可达101.8 g/L,纯度97.3%,菌体耗糖转化率76%,比生产速率0.27 g/g.h,残糖降至3 g/L。