α-酮戊二酸对L-羟脯氨酸产量的影响

微生物合成L-羟脯氨酸时需要α-酮戊二酸的参与,而细胞内α-酮戊二酸的含量有限,限制了L-羟脯氨酸的高效合成。 因此该实 验通过在L-羟脯氨酸发酵过程中外源添加α-酮戊二酸,来考察α-酮戊二酸对发酵菌体生长、L-羟脯氨酸产量、糖酸转化率和代谢流的 影响。 结果表明,α-酮戊二酸对菌体生长有一定的抑制作用,但在一定浓度范围内,外源添加α-酮戊二酸能有效提高L-羟脯氨酸的产量和 糖酸转化率,当随糖流加5 g/L（初始发酵液）α-酮戊二酸时,L-羟脯氨酸产量能够达到最大值62.14 g/L,糖酸转化率为22.37%,与不添加 α-酮戊二酸相比,分别提高了47.85%和13.04%,同时,L-羟脯氨酸的合成代谢流提高了11.98%,副产物乙酸合成代谢流减少了29.42%。     

大肠杆菌高密度培养发酵L-色氨酸

为实现高水平的大肠杆菌高密度培养,提升发酵法产L-色氨酸的生产效率,以大肠杆菌TRTH为供试菌株,在初始发酵工艺的基础上,先后对发酵接种量和底物KH_2PO_4添加量各设置4个梯度进行发酵对比试验,并着重考察了底物KH_2PO_4添加量对菌体生长、产酸、磷酸盐消耗、糖酸转化率及副产物积累的影响。试验结果表明,在接种量为20%(体积分数),底物KH_2PO_4添加量为10 g/L时,最高菌体密度达到65. 39 g/L,最终L-色氨酸产量为59. 55 g/L,分别较优化前提高了45. 99%和31. 17%,发酵延滞期明显缩短,菌体生长迅速,原料利用率大幅提高,主要副产物积累量较低,发酵总体水平达到最优。为大肠杆菌高密度培养在L-色氨酸发酵中的应用提供了一个成本低、可行性高的新策略,同时为L-色氨酸发酵生产中底物磷酸盐的调控提供了参考。     

耐高温α-淀粉酶高密度高表达发酵条件的优化

通过摇瓶实验对产耐高温α-淀粉酶的重组菌E.coli BL21的高密度高表达发酵条件进行研究。考察不同培养基和不同发酵条件对该菌株产耐高温α-淀粉酶的影响,并利用正交试验进行优化。结果表明:在葡萄糖0.5g/L,酵母粉15g/L,pH6.5,诱导时机为接种后发酵4h,诱导时间为6h,IPTG添加量为0.8mmol/L,接种量为体积分数3%的优化条件下,该重组菌发酵液菌体生物量为原来的1.29倍,酶活力达到8.754U/mL,是原来的1.55倍,目的蛋白的表达量也为原来的1.24倍。     

玉米浆和表面活性剂添加对α-酮戊二酸发酵的影响

首先研究了添加玉米浆和表面活性剂吐温对谷氨酸棒状杆菌GKGD发酵生产α-酮戊二酸的影响.在此基础上,通过采用添加过量玉米浆,同时在产酸期添加吐温60的培养方法,显著提高了α-酮戊二酸的产量.结果表明:相比于吐温80,吐温60更有利于α-酮戊二酸的分泌;在初始发酵培养基中添加6mL/L玉米浆,在发酵10h加入1mL/L吐温60,可以使α-酮戊二酸的质量浓度达到17.9g/L.     

重组褐藻胶裂解酶基因工程菌的高密度培养

在5L发酵罐中,利用分批补料培养技术高密度培养含表达褐藻胶裂解酶重组质粒的工程菌E.coli BL21,生产褐藻胶裂解酶.利用单因素实验对补料培养基中碳源浓度进行优化,利用单因素实验和单纯形优化法对诱导时间和IPTG浓度进行了优化,从而得到最适高密度发酵条件为:发酵培养基为葡萄糖10g/L,酵母提取物5g/L,蛋白胨20g/L;补料培养基为葡萄糖150g/L,蛋白胨20g/L,酵母提取物10g/L,4～10h的流加速率为100mL/h,10～16h的加速率设定为200mL/h;诱导时间为4.5h,IPTG终浓度为0.60mmol/L,发酵过程中溶解氧控制在30％ ～40％,pH控制在7.0～7.2.IPTG未诱导时,最终发酵液中菌液稀释200倍后,OD600达0.696,菌体浓度达65.38g/L;IPTG诱导后菌液稀释200倍后,OD600达0.457,菌体浓度达60.15g/L,是分批发酵的8.43倍;菌体进行超声波破碎后制备粗酶液,酶活力达26.37U/mL,是分批发酵的5.48倍.     

氯化胆碱对L-缬氨酸发酵的影响

为探究氯化胆碱在微生物菌体培养方面的作用,采用微生物发酵法生产L-缬氨酸,以谷氨酸棒状杆菌XV0505(Leu~-+Ile~-+2-TA~r+α-AB~r+SG~r)为供试菌株,探究了其在不同氯化胆碱添加量以及在底物添加与联合随糖流加2种添加方式下生长、耗糖、产酸的情况。结果表明,发酵过程中氯化胆碱的添加方式为底物添加联合随糖流加,底物中氯化胆碱最适添加浓度为0. 5 g/L。此方式下,发酵周期内产酸量增加了18 g/L,较未添加氯化胆碱批次提升了26. 4%。氯化胆碱的外源添加能够有效增强菌体的活力,加快菌体生长,提高菌体产酸速率,为L-缬氨酸的生产提供了参考。     

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。     

生物素对L-缬氨酸发酵的影响

为研究生物素添加量对谷氨酸棒状杆菌（Corynebacterium glutamate）发酵生产L-缬氨酸的影响,以谷氨酸棒状杆菌XV0505（Leu－＋Ile－＋2-TAr＋α-ABr＋SGr）为供试菌株,考察不同生物素添加量条件下菌体量、耗糖、产酸以及副产物L-丙氨酸的情况,确定了生物素最适添加量为50 μg/L;利用膜偶联透析发酵方式有效解除了发酵生产过程中产生的反馈抑制现象,降低了副产物的产量,提高了L-缬氨酸的转化率及产量。与原单批次发酵的工艺相比,新工艺的最终L-缬氨酸总量达到106.1 g/L,产量提高了47.4%,糖酸转化率提高到34.5%。     

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。     

茶多酚对保加利亚乳杆菌生长的影响

本文通过测定脱脂乳培养基中保加利亚乳杆菌菌体数目变化及产酸能力变化,研究茶多酚对保加利亚乳杆菌生长的影响。结果表明,高含量茶多酚对保加利亚乳杆菌酸牛乳发酵具有明显的抑制作用,低含量茶多酚抑制作用较小。随着茶多酚浓度的增加,相同发酵时间的菌体数目先增大后减小,当茶多酚添加量为2.0g/L的时候,菌体数目最多;茶多酚浓度相同时,随发酵时间的进行,酸牛乳的酸度逐渐增大,到发酵后期酸度趋于稳定,当茶多酚添加量为2.0g/L时,最终酸度最大;发酵后期,菌体形态极不稳定,大量保加利亚乳杆菌衰亡。茶多酚添加量过多,保加利亚乳杆菌产酸能力下降。而且茶多酚的颜色影响酸牛乳的色泽。     

代谢工程大肠杆菌高效利用甘油合成丁二酸

为了构建高产丁二酸的重组大肠杆菌,以删除了乙酸激酶和磷酸乙酰转移酶基因(ackA-pta)、乳酸脱氢酶基因(ldhA)和丙酮酸甲酸裂解酶基因(pflB)的大肠杆菌CICIM B0013-025为出发菌株,将其磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(ppc)基因的启动子替换为温度诱导的λ噬菌体启动子P_L-P_R,获得温度调控型的丁二酸合成菌株B0013-026。继而通过发酵条件优化,建立了两阶段发酵法:菌株的生长温度和诱导温度分别为37和42 ℃,以甘油为碳源并添加入5 g/L蛋白胨,发酵产酸阶段在微供氧(100 r/min)条件下进行。在5 L发酵罐中采用最优条件进行发酵,丁二酸的产量、生产强度和甘油转化率分别为62.5 g/L、1.04 g/(L·h)和64.2%,而且发酵液中仅有少量的α-酮戊二酸(3.0 g/L)和乙酸(1.8 g/L)等副产物积累,实现了以甘油为唯一碳源高效合成丁二酸,为其工业化生产提供了重要参考。     

球形节杆菌C224分批发酵2-酮基-D-葡萄糖酸的条件优化及其动力学模型的构建

通过优化发酵条件,提高球形节杆菌C224菌株利用大米淀粉水解糖分批发酵2-酮基-D-葡萄糖酸的生产强度,并在此基础上构建其发酵动力学模型。在50 L的发酵罐上考察了通气量与葡萄糖浓度对2-酮基-D-葡萄糖酸发酵的影响,并基于Logistic方程、Luedeking-Piret方程和物料平衡计算分别构建了菌体生长、产物形成和底物消耗的动力学模型。研究结果表明,通气量低于1.5 v.v-1.m-1时,发酵生产强度明显减小,糖酸转化率有所降低;发酵培养基中的葡萄糖浓度以120.0～180.0 g/L为宜,过高或过低对生产强度和糖酸转化率均有不利影响。在适宜的发酵条件下,球形节杆菌C224菌株分批发酵生产2-酮基-D-葡萄糖酸的生产强度达6.36～6.54 g/(L.h),糖酸转化率为0.96～0.97 g/g。所构建动力学模型的计算值与实验值拟合效果良好,各项模型的相关系数R2均大于0.95,说明其能够揭示球形节杆菌C224分批发酵2-酮基-D-葡萄糖酸代谢基本特征。     

酵母膏对α溶血性链球菌发酵代谢甘露聚糖肽的影响

研究发酵培养基中酵母膏的添加量对α-溶血性链球菌生长及其代谢甘露聚糖肽的影响规律。结果表明:当酵母膏的添加量小于7g/L时,随着酵母膏添加量的增加,α-溶血性链球菌的菌落数明显增加,最大菌落数为1.9×109,比对照组7.6×108增加了1.5倍,而且α-溶血性链球的延迟期由8h缩短到5h之内,对数期的生长速率由2.83增加到11.02,进入稳定期的时间也由27h以上缩短到23h。当酵母膏添加量大于7g/L时,这一规律就不再明显。同时,酵母膏使菌体量快速增加的时间提前了2~4h,当酵母膏添加量为7g/L时,在发酵4h时,比生长速率最大,为0.38;在发酵27h时,甘露聚糖肽的代谢量最大,为1.04g/L。     

L-乳酸细菌培养条件的研究

对突变株干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)FH2-8-9菌体培养条件、液体培养基成分进行了研究.结果证明,发酵过程中pH的调节及H 和游离乳酸的添加可以促进菌体生长,并提高了L-乳酸的产量;培养基中添加乳糖和果糖、酵母膏和蛋白胨、CaCO3对菌体生长和产酸均有重要影响;调节葡萄糖与丙酮酸钠的比例为9:3,并在发酵42 h时添加丙酮酸钠,L-乳酸产量可达75 g/L.     

微液滴适应性进化强化大肠杆菌耐受高浓度L-山梨糖

前期研究构建了1株组成型表达山梨糖脱氢酶(sorbose dehydrogenase,SDH)的大肠杆菌工程菌,该菌株能利用L-山梨糖生产维生素C前体2-酮基-L-古龙酸(2-keto-L-gulonic acid,2-KLG),但对底物L-山梨糖的耐受性较差。为解决这一问题,对该菌株进行适应性进化,并强化了进化菌株发酵生产2-KLG的能力。首先,应用基于微流控技术的全自动高通量微生物液滴培养系统,将出发菌株在不同浓度梯度的L-山梨糖培养基中生长、传代,获得能够耐受高浓度L-山梨糖的进化菌株。在摇瓶上进一步验证,最终获得了1株能耐受高浓度L-山梨糖的进化菌株2-F6。然后在2-F6中共表达了能促进2-酮基-L-古龙酸积累的山梨酮脱氢酶(sorbosone dehydrogenase,SNDH),并在摇瓶水平上对接种量、发酵温度、SNDH诱导时间、IPTG诱导浓度以及L-山梨糖添加量进化了优化,在最优条件下,2-KLG的产量达6. 05 g/L。最终,将摇瓶发酵条件放大至5 L发酵罐后,2-KLG的产量为5. 70 g/L。研究结果为一菌一步发酵法生产维生素C前体2-KLG提供了参考。     

磷酸盐和pH值协同调控大肠杆菌发酵合成5-羟基色氨酸

为了提高大肠杆菌合成5-羟基色氨酸能力，该研究设计构建了pSTV28-TPH150过表达质粒，增强了羟化酶基因TPH150的表达，以HTP10为出发菌株(代谢工程实验室保藏，专利号：CN202110714155.1),电转化pSTV28-TPH150质粒得到菌株HTP10-1,发酵结果显示，存在副产物L-色氨酸积累过多，质粒不稳定等问题，因此在初始发酵工艺的基础上，通过设计4个pH梯度进行发酵对比试验和4种不同磷酸二氢钾流加策略来探究最适发酵工艺。实验结果表明，在菌株HTP10-1发酵pH值为6.7,并于发酵培养基中添加1 g/L磷酸二氢钾，葡萄糖补料瓶中添加3 g/L磷酸二氢钾时，菌体比生长速率达到最优，发酵结束后5-羟基色氨酸积累量最高达到5.46 g/L,副产物L-色氨酸积累量减少到1.37 g/L,质粒丢失率较对照组减少32%,极大地提高了菌株HTP10-1的质粒稳定性，验证了磷酸盐与发酵pH调控菌体生长的可行性，对质粒工程菌的发酵控制具有重要参考意义。     

琥珀酸对产酸克雷伯氏菌好氧发酵甘油产1，3-丙二醇的影响

好氧条件下,通过产酸克雷伯氏菌发酵甘油产1,3-丙二醇的摇瓶实验中发现,添加副产物琥珀酸对菌体生长和1,3-丙二醇合成有促进作用,在5L自动发酵罐上做批式发酵,也得到相似的结果。为探讨其原因,进行了类似的摇瓶实验,分别添加副产物乳酸和乙酸,菌体生长和1,3-丙二醇合成均受到抑制,添加琥珀酸、柠檬酸和苹果酸,对菌体生长和1,3-丙二醇合成均有促进作用。上述结果初步表明,琥珀酸强化了三羧酸循环产生更多的能量,促进了甘油脱水酶的复活,引起1,3-丙二醇产量的增加。     

L-色氨酸营养缺陷型高产菌株的发酵工艺研究

目的以L-色氨酸营养缺陷型高产菌HX22-118为出发菌株,研究探讨L-色氨酸补料分批发酵工艺。方法通过对L-色氨酸补料分批发酵工艺中不同初糖浓度、不同补料方式、碳氮源比例、不同p H值调节方式、添加L-苯丙氨酸、L-酪氨酸对发酵的影响进行了研究。结果通过补料分批发酵工艺能有效地解除了高糖对菌体生长的抑制,促进菌体生长产酸,选择初糖淀粉浓度为90 g/L,保持葡萄糖总浓度160 g/L,在发酵第24 h开始连续流加剩余的糖,并于发酵第12 h和24 h分2次补加各50 mg/L的L-苯丙氨酸、L-酪氨酸,同时用氨水与Na OH控制发酵过程的p H,发酵产酸较分批发酵的33.5 g/L提高49.5%,达到50.1 g/L,缩短了发酵周期,提高了原料利用率。结论形成一套先进的L-色氨酸工业化发酵生产工艺技术,产酸高,生产运行稳定。     

调控辅因子水平减少酿酒酵母积累副产物乙醇

C4二元羧酸广泛用于食品、医药和化学等行业,市场潜在需求量巨大。酿酒酵母被认为是发酵生产C4二元羧酸的潜在最适微生物,却产生大量的乙醇,导致了碳流的损失。通过敲除硫胺素合成途径中的调控基因THI2,阻断了硫胺素的合成,使得副产物乙醇产量从5.27±0.23 g/L下降到0.53±0.12 g/L,但影响了葡萄糖消耗和菌体的生长。在此基础上,通过外源添加0.04μmol/L的硫胺素二磷酸,促进了葡萄糖的消耗和菌体生长;进一步通过外源添加1 000μg/L的NAD+,使得葡萄糖的消耗量和菌体的生长分别提高了48.6%和47.2%,而乙醇产量仅增加了0.56 g/L。通过调控辅因子水平(硫胺素和NAD+)可以有效减少副产物乙醇的积累,为解决利用酿酒酵母生产C4二元羧酸中副产物乙醇积累这一普遍性问题提供了一个新的策略。     

响应面法优化大肠杆菌生产顺,顺-粘康酸

运用响应面法对大肠杆菌ATCC69875生产顺,顺-粘康酸(CCMA)的发酵条件进行了优化研究。首先利用单因素实验,研究大肠杆菌在不同起始菌体浓度、底物葡萄糖浓度以及诱导剂IPTG(Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside)浓度下对CCMA生产的影响。在此基础上,综合考虑3个因素对大肠杆菌ATCC69875产CCMA的影响,采用Box-Behnken设计以及响应面分析法,确定其优化后发酵条件为:菌体浓度为17.85 OD,葡萄糖为15.93 g/L,IPTG为0.15 mmol。优化后CCMA产量为3.94 g/L,比优化前产量提高了3倍。