响应面试验优化产琥珀酸放线杆菌GXAS137发酵粗甘油产丁二酸工艺

通过优化产琥珀酸放线杆菌GXAS137发酵粗甘油产丁二酸的培养基,提高丁二酸产量,降低生产成本。先通过单因素试验对粗甘油发酵产丁二酸的电子受体、初始粗甘油质量浓度及氮源进行了优化,再利用响应面试验确定重要参数的最佳水平。结果表明：二甲基亚砜（dimethyl sulfoxide,DMSO）为最适电子受体,玉米浆可替换酵母粉作为氮源,各因素的最佳条件为：初始粗甘油质量浓度55.43?g/L、DMSO质量浓度10.35?g/L、玉米浆质量浓度17.69?g/L。优化后丁二酸产量达到37.02?g/L,丁二酸得率为66.79%,生产强度为0.51?g/（L·h）。与初始条件下丁二酸产量（16.88?g/L）相比,优化后提高了1.19?倍。本研究为微生物发酵粗甘油原料生产丁二酸提供了理论支持。     

玉米秸秆糖醇发酵产丁二酸及表征

以玉米秸秆糖醇液为原料,考察产琥珀酸放线杆菌（Actinobacillus succinogenes）X-1对不同单一碳源的同化能力,并验证产琥珀酸放线杆菌可同化利用玉米秸秆糖醇液。利用Box-Behnken中心组合设计试验,通过响应面分析法优化发酵工艺参数为：玉米秸秆糖醇液初始还原糖质量浓度42.81 g/L、酵母膏质量浓度12.53 g/L、缓冲剂MgCO3质量浓度15.90 g/L,经5 L发酵规模实验,发酵周期48 h,丁二酸产率为85.1%,还原糖利用率为85.4%。经红外光谱和核磁共振表征其发酵产物为生物基丁二酸。     

玉米皮渣类纤维兼氧发酵产丁二酸

采用酶酸两步法水解玉米皮渣,重点考察了稀HCl水解条件变化对还原糖产率的影响,并以产琥珀酸放线杆菌为发酵菌株,探讨以玉米皮渣类纤维为原料替代葡萄糖为碳源,兼氧发酵产丁二酸的可行性。结果表明:在HCl浓度1.5%,底物浓度为12%,100℃水解4h的水解工艺下,还原糖产率达83%。在还原糖质量浓度40g/L,玉米浆为氮源,35℃发酵60h的条件下,丁二酸产率达到19.41g/L。应用玉米加工副产物玉米皮渣和玉米浆为原料发酵产丁二酸具有良好的应用前景。     

玉米浆对丁二酸发酵的影响

采用产琥珀酸放线杆菌NJ113为发酵菌种,研究了5种型号的玉米浆(由法国罗盖特公司提供的095K,048K,095E,No.120924和一种国产玉米浆)对丁二酸发酵的影响。研究了095K和No.120924玉米浆替代酵母膏作为廉价氮源的可行性。结果表明,095K玉米浆可以完全替代酵母膏,No.120924的最适替代比例(体积分数)为60%~80%。测定095K玉米浆中氨基酸、维生素和金属离子的含量,并通过正交试验研究了玉米浆中关键组分对丁二酸发酵的影响,得到了6种关键组分(谷氨酸、苏氨酸、精氨酸、甲硫氨酸、烟酸和生物素)的质量浓度优化组合,与对照组相比,丁二酸产量提高了41.8%。     

Actinobacillus succinogenes NJ113利用豆饼粉为氮源发酵制备丁二酸

考察了不同廉价氮源对A.succinogenes NJ113发酵产酸的影响,结果显示豆饼粉效果较佳。考察A.succi-nogenes NJ113以豆饼粉为氮源发酵制备丁二酸对菌体生长和产酸的影响。结果表明,A.succinogenes NJ113能够利用豆饼粉作氮源发酵制备丁二酸。单独以豆饼粉为氮源时菌体最多能消耗50 g/L初糖。在3 L发酵罐上进行分别以15.53 g/L豆饼粉和10 g/L酵母粉为氮源对A.succinogenes NJ113进行发酵,其中以豆饼粉为氮源时丁二酸产量为35.20 g/L,收率为70.40%,与酵母粉发酵效果相当,副产物甲酸、乙酸浓度分别由9.49 g/L和6.27 g/L降至4.44 g/L和1.14 g/L,乳酸浓度由0.44 g/L增加至2.91 g/L,发酵时间由20 h延长至48 h。以葡萄糖为碳源时,豆饼粉最多能替代6 g/L酵母粉进行发酵,并且最多能消耗100 g/L初糖,丁二酸产量达71.30 g/L。     

秸秆水解液发酵产琥珀酸工艺的神经网络分析

在基本培养基的基础上,通过单因素试验发现厌氧气室中的二氧化碳体积含量、氢气体积含量及培养基中的生物素浓度对发酵有影响。神经网络分析表明,当最佳条件为二氧化碳体积含量62％、氢气体积含量5．4％及生物素微量浓度7．8mmol／L时,发酵产酸最高为75．8g／L,神经网络具有较好的仿真及预测能力。     

利用秸秆水解液五、六碳糖共发酵产琥珀酸放线杆菌的酶活分析及定向选育

目的:在产琥珀酸放线杆菌主要酶活分析基础上选育出高产突变株对工业规模生物转化农作物秸秆制备琥珀酸具有重要意义.方法:采用酸解方法处理原料秸秆并利用高效液相检测降解糖分,在菌株主要酶活分析及调控的基础上,利用软X射线诱变结合丙烯醇抗性平板进行定向选育以降低乙醇流量,并对代谢酶活进行了分析.结果:秸秆水解液的检测表明200g的秸秆干粉酶解得约47g的葡萄糖和约26g的木糖,酶活分析表明,Pepck、Pc及Mdh是琥珀酸合成重要代谢酶且酶活可调控,发现乙醇脱氧酶(Adh)的高酶活造成了大量副产物乙醇的生成.筛选出的丙烯醇抗性突变株S.JST01的乙醇产量由8.9g/L降为1.4g/L,降低了84%,而琥珀酸流量产量由54.2g/L升至63.1g/L,升高了16%.酶活检测表明Adh的酶活力单位从614U降低到108U.结论:围绕产琥珀酸放线杆菌Adh酶活降低实施定向选育有助于提高琥珀酸的流量,突变株的末端产物琥珀酸累积达63.1g/L,具有工业应用潜力.     

产丁二酸杆菌诱变菌株的发酵特性及其代谢通量研究

以产丁二酸杆菌为出发菌株,利用紫外线诱变,经氟乙酸、丙烯醇两种方法筛选突变株。研究了诱变菌株发酵时不同的发酵条件对发酵产物产量的影响及代谢通量。实验表明,在CO2充足条件下,接种量为6%、摇床转速为200r/min、发酵72h时,目标产物丁二酸产量最高,达7.87g/L,而副产物的产量不高。代谢通量结果表明,原始菌株的葡萄糖利用率很低,经过诱变筛选以后,丁二酸代谢通量提高了4.1%。     

纤维床反应器在琥珀酸放线杆菌菌种选育中的应用

为提高琥珀酸放线杆菌对琥珀酸盐的耐受性,在微米尺度的黏胶纤维膜载体上固定琥珀酸放线杆菌并构建纤维床反应器,通过菌体对高盐浓度环境的适应性进化,选育出一株耐盐的高产菌株。结果显示,该菌株琥珀酸产量为38.4±3.14 g/L,比初始菌株提高了23.8%;在3 L发酵罐分别对进化前后的菌株进行补料分批发酵产琥珀酸的验证,发现进化后获得的菌株发酵62 h,产琥珀酸86.3 g/L,生产强度1.39 g/(L·h),糖酸转化率78.7%,相比原始菌株,进化后获得的菌株糖酸转化率提高14.2%,琥珀酸生产强度提高24.1%。     

碱预处理秸秆同步糖化发酵生产丁二酸

研究了碱预处理秸秆及用琥珀酸放线杆菌Actinobacillus sucinogenes同步糖化发酵秸秆生产丁二酸。结果表明:用1.0%NaOH溶液于120℃分别预处理玉米、小麦和水稻3种秸秆2 h,其木质素的脱除率、纤维素与半纤维素的总保留率均在85%以上。以3种碱预处理后的秸秆为原料,在补加纤维素酶与纤维二糖酶的条件下,A.sucinogenes F3-21摇瓶厌氧发酵72 h,产丁二酸浓度分别为30.74 g/L、24.98 g/L和26.57 g/L;在7 L罐中厌氧发酵72 h,丁二酸浓度分别达到40.21 g/L,30.06 g/L和39.07 g/L,每克预处理秸秆产丁二酸分别为0.50g、0.38 g和0.49 g。并用钙盐法对玉米秸秆同步糖化发酵液进行提取,得到纯度为99.98%的丁二酸结晶。说明了玉米、小麦和水稻3种秸杆为原料进行同步糖化发酵生产丁二酸的可行性。     

有机酸对Actinobacillus succinogenes厌氧发酵过程的抑制作用

通过在发酵培养基中分别添加不同浓度的丁二酸、甲酸和乙酸,考察了3种有机酸对菌体生长及代谢产物积累的影响。结果表明,在初始葡萄糖浓度为40 g/L厌氧发酵产丁二酸体系中,甲酸抑制作用最强,乙酸次之,丁二酸无明显抑制作用。当甲酸和乙酸总浓度超过13.70 g/L时,菌体开始衰亡。利用膜循环生物反应器在发酵过程甲酸和乙酸总浓度达到13.70 g/L时移出部分抑制性代谢产物,有效地降低了有机酸对A.succi-nogenes NJ113生长代谢的抑制作用,丁二酸生产强度达1.70 g/(L.h),比分批发酵提高了17.2%。     

产琥珀酸菌的快速筛选及鉴定

琥珀酸是重要的化工原料,广泛应用于食品、医药等领域。采用简单、高效的筛选方法,从牛瘤胃内容物分离获得1株有潜力的琥珀酸生产菌。通过生理生化分析和16SrDNA同源性比对,鉴定为琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes)。     

有机酸对Actinbacillus succinogenes厌氧发酵过程的抑制作用

通过在发酵培养基中分别添加不同浓度的丁二酸、甲酸和乙酸,考察了3种有机酸对茵体生长及代谢产物积累的影响.结果表明,在初始葡萄糖浓度为40 g/L厌氧发酵产丁二酸体系中,甲酸抑制作用最强,乙酸次之,丁二酸无明显抑制作用.当甲酸和乙酸总浓度超过13.70 g/L时,菌体开始衰亡.利用膜循环生物反应器在发酵过程甲酸和乙酸总浓度达到13.70 g/L时移出部分抑制性代谢产物,有效地降低了有机酸对A.succinogenes NJ113生长代谢的抑制作用,丁二酸生产强度达1.70 g/(L·h),比分批发酵提高了17.2%.     

生物法制造丁二酸研究进展

为了优化产琥珀酸放线杆菌（Actinobacillus succinogenes）发酵甘薯粉生产丁二酸的发酵培养基,提高丁二酸产量,降低生产成本,本研究首先通过单因素实验对甘薯粉发酵产丁二酸的甘薯粉、MgCO₃、液化酶、糖化酶、氮源浓度和发酵时间进行了优化,再利用正交试验确定重要参数的最佳水平,最后利用2 L发酵罐对获得最佳发酵工艺进行放大实验。结果表明,混合氮源（酵母粉:玉米浆=1:2）可满足甘薯粉丁二酸发酵营养需求,影响丁二酸产量的重要参数是甘薯粉、MgCO₃、液化酶、糖化酶、混合氮源（酵母粉:玉米浆=1:2）的浓度。各因素最佳水平为：甘薯粉115 g/L、MgCO₃ 60 g/L,液化酶0.008 KUN-S/g底物,糖化酶3.09 AGU/g底物,混合氮源33 g/L。优化后丁二酸产量可达69.89 g/L,与优化前相比（42.46 g/L）,丁二酸浓度提高了64.6%。2 L发酵罐发酵72 h,丁二酸可达71.42 g/L,丁二酸产率为79.87%,生产强度为0.99 g/（L·h）。因此,利用 A. succinogenes发酵甘薯粉产丁二酸具有较好的工业化应用前景。     

生物发酵法制丁二酸生产工艺的研究与应用

丁二酸是一种重要的化工原料,广泛用于食品、医药和化工等行业,市场前景广阔。微生物发酵法生产丁二酸具有高效、环保、可持续利用的特点,是一种新型的绿色化工生产工艺。本文介绍了微生物发酵法制备丁二酸的生产工艺并对其应用前景进行了展望。     

耐酸性高产琥珀酸放线杆菌的诱变选育

在确定产琥珀酸放线杆菌ATCC55618菌株生长的临界pH为4.5之后,对其进行紫外诱变,筛选出耐pH3.5强酸的菌株M1,产量为17.25g/L,较原始菌株提高了12.09%,之后用含0.1%的溴甲酚绿变色平板筛选,对M1进行两轮紫外-亚硝基胍复合诱变,筛选出琥珀酸高产菌株R2,该菌株琥珀酸产量为27.35g/L,较原始菌株产量提高了77.71%。