丙酮酸分批发酵的供氧控制模式

以一株光滑球拟酵母的多重维生素营养缺陷型为研究菌株,考察了分批发酵中不同体积传氧系数(KL_a)对其产丙酮酸性能的影响.高KL_a(450 h^-1)下,丙酮酸产率较高(0.797 g·g^-1),但葡萄糖消耗速度较慢(1.14 g·L^-1·h^-1);低KL_a(200 h^-1)下,葡萄糖消耗速度快(1.97 g·L^-1·h^-1),然而丙酮酸产率(0.483 g·g^-1)却明显下降.根据发酵过程主要参数和碳流分配的变化特性提出了发酵前16h控制KL_a为450h^-1、16h后控制KL_a为200 h^-1的分阶段供氧控制模式,结果实现了高产量(69.4 g·L^-1)、高产率(0.636 g·g^-1)和高葡萄糖消耗速度(1.95g·L^-1·h^-1)的相对统一,丙酮酸生产强度(1.24g·L^-1·h^-1)比控制KL_a恒定为450、300和200h^-1的过程分别提高了36％、23％和31％.实验数据表明,供氧良好状态下细胞产丙酮酸性能出现的差异可能是由维生素处于亚适量水平时酵解产生的NADH去路不同,导致细胞处于不同的能量水平而引起的.     

产1,3-丙二醇新型重组大肠杆菌JM109(pHsh-dhaB-yqhD)的构建及其转化甘油

利用温控载体pHsh将编码甘油脱水酶的基因dhaB和编码1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶的基因yqhD串联构建重组质粒pHsh-dhaB-yqhD, 将其转化大肠杆菌得到新型产1,3-丙二醇重组大肠杆菌JM109(pHsh-dhaB-yqhD), 并对影响该重组菌发酵的营养因子进行研究.实验结果表明：该重组菌转化甘油合成1,3-丙二醇的适宜培养基组成为甘油60 g·L^-1、酵母膏5.0 g·L^-1、维生素B₁₂ 0.05 g·L^-1以及KH₂PO₄ 7.5 g·L^-1; 以此培养基在5 L发酵罐上进行放大, 1,3-丙二醇产量、转化率和生产能力分别达到43.26 g·L^-1、72.2 %和1.55 g·L^-1·h^-1.     

表达GLP-1融合蛋白的重组大肠杆菌分批补料培养工艺优化

人胰高血糖素样肽-1(Glucagon Like Peptide-1,GLP-1)是一种有潜在应用价值的治疗糖尿病的药物。今以一株表达GLP-1融合蛋白的重组大肠杆菌为研究对象,在分批培养条件下,通过流加甘油并在诱导前0.5h添加氮源使菌体密度、融合蛋白表达水平、融合蛋白体积得率和融合蛋白细胞得率分别提高了138.0%、29.5%、216.9%和29.6%。在此基础上,进一步考察了甘油补加策略、氮源补料方式以及补氮液浓度等过程因素对菌体生长以及GLP-1融合蛋白表达的影响,发现氮源流加过程是提高融合蛋白表达水平的关键因素。进而通过对补料过程的优化,建立了高密度高表达的分批补料培养工艺,最终使菌体密度、融合蛋白表达水平、融合蛋白体积得率和融合蛋白细胞得率分别达到51.93g·L-1、34.6%、2.937g·L-1和0.057g·g-1cell,较分批培养分别提高了314.5%、100.0%、784.6%和111.1%。研究结果对GLP-1融合蛋白的产业化开发有一定的指导意义。     

重组大肠杆菌VG1(pTU14)产PHB的补料分批培养

利用已构建的同时含有透明颤菌血红蛋白基因 (vgb)、λ噬菌体裂解基因 (S-RRz)和PHB合成基因(phbCAB)的产PHB基因工程大肠杆菌VG1(pTU14 ) ,在 5L发酵罐里进行补料分批培养 .研究发现 :碳氮比(C/N) ,DO(溶氧 )及碳源和氮源的浓度是影响菌体生长和PHB积累的重要因素 ;补料时间可以通过DO和 pH值两个参数的变化在线综合识别 ;流加策略应使发酵前期菌体大量生长 ,发酵后期PHB大量积累 .在优化条件下 ,对VG1(pTU14 )进行 6 0h的补料分批培养 ,菌体细胞浓度、PHB浓度和PHB占细胞干质的分数分别高达2 15 .9g·L^-1、 193.7g·L^-1和 89.7% .     

添加表面活性剂对α-熊果苷发酵的影响

探讨了不同表面活性剂对嗜麦芽黄单胞菌BT-112(Xanthomonas mahophilia BT-112) 催化合成α-熊果苷的影响。通过比较不同种类、不同浓度的表面活性剂及其加入时间，实验得出最佳表面活性剂为Tween80，最适反应条件为：Tween80浓度为3 g·L^-1，加入时间为12h，流加次数为3次，每次浓度1 g·L^-1。在此条件下对苯二酚的转化率为96.2 %，菌体对对苯二酚的最大耐受度为60 mmol·L^-1 ,分别比空白提高了3.53%和25.0%，发酵周期为36h，比空白缩短了25%。     

表达人肝细胞生长因子突变体——NK4工程菌的发酵工艺研究

目的　建立重组NK4融合基因工程菌的发酵工艺。方法　采用锥形瓶、发酵罐发酵 ,对工程菌生长和表达条件如pH、诱导时间及诱导剂浓度等方面进行优化。确定其最佳诱导表达条件 ,在 15L自控发酵罐中进行分批补料培养。结果　在 15L发酵罐进行工程菌发酵 ,菌体收获量湿重可达 2 4 .6g L± 0 .98g L ,目的蛋白的表达量保持在菌体总蛋白的 5 0 %左右 ,发酵时间为 11h。结论　建立了周期短、产率高且稳定可靠的发酵工艺。     

基于动力学模型的丙酮酸分批发酵温度控制策略

在对不同温度下Torulopsis glabrata分批发酵生产丙酮酸过程进行详尽分析的基础上,建立丙酮酸分批发酵动力学模型,并分析了温度与动力学参数之间的函数关系,提出T.glabrata高产量、高产率和高强度发酵生产丙酮酸的温度控制轨迹：在发酵初始阶段(0～8 h) 控制发酵温度为34℃以维持较高的菌体生长速率和丙酮酸合成速率;发酵中期(8～42 h),逐步将发酵温度降到27℃以获取代谢流强化和细胞衰亡之间的最佳平衡;然后维持27℃至发酵结束以提高细胞后续产酸能力。采用这一最佳温度控制轨迹,丙酮酸产量(89.4 g •L^-1)、对葡萄糖产率(0.76 g •g^-1)和生产强度(1.32 g •L^-1 •h^-1)比30℃恒温发酵分别提高了25.7%、16.9%和48.3%。     

循环生物曝气滤池和过滤组合工艺处理炼油轻度污染废水

采用新型的循环生物曝气滤池（CBAF）和过滤组合工艺对炼油轻度污染废水进行净化回用工业试验。研究了填料粒径和高度、水力停留时间和溶解氧浓度对CBAF工艺处理效果的影响。结果表明CBAF工艺具有碳化作用、硝化作用和过滤作用。CBAF工艺净化该废水适宜的操作条件为：水力停留时间100 min,溶解氧浓度3 mg·L^-1左右,反冲洗周期2～3 d。炼油轻度污染废水经该组合工艺处理后,COD、石油类污染物、NH₃-N和SS平均去除率分别为62.6%、71.7%、92.6%和97.0%,出水COD、石油类污染物、NH₃-N和SS平均质量浓度分别为14.4 mg·L^-1、0.75 mg·L^-1、0.49 mg·L^-1 和2.4 mg·L^-1,经处理后出水水质达到工业回用水要求。     

利用荧光素异硫氰酸酯检测季铵盐阳离子表面活性剂的方法

使用荧光素异硫氰酸酯（FITC）实现了对季铵盐阳离子表面活性剂（QAS）在水溶液中临界胶束浓度（CMC）的准确测量及其在CMC以下的浓度定量。用该法测得十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）在水中的CMC分别为12～13 mmol·L^-1和0.70～096 mmol·L^-1,与电导率法、表面张力法和芘荧光法的检测值相近。对DTAB和CTAB的检测下限分别是011 mmol·L^-1和1.7 μmol·L^-1,定量范围分别为0.11～9.73 mmol·L^-1（0.034～3.0 g·L^-1）和1.7 μmol·L^-1～0.27 mmol·L^-1（6.2×10^-4～0.1 g·L^-1）。结果表明,使用FITC荧光探针检测QAS具有安全、简便、灵敏度和准确度高的优点。     

海藻酸钠-聚乙烯醇共固定化细胞脱除燃料油中的有机硫

从孤岛油田油浸土壤中筛选得到能降解二苯并噻吩(DBT)的红平红球菌DS-3, 对其进行了固定化研究.选取海藻酸钠(SA〖DK〗)-聚乙烯醇(PVA)为包埋固定化载体, 以1 mmol·L^-1二甲基亚砜培养菌体, 固定化最佳操作条件为4℃交联, 8%PVA和2%SA混合, 细胞在胶液中的浓度为0.1 g·ml^-1, 氯化钙含量为2%,此时固定化细胞不但具有良好的脱硫性能, 而且脱硫重复性好, 其寿命可以达到250 h以上.固定化细胞在3次循环后能使模拟柴油中的DBT含量从0.5 mmol·L^-1降至0.011 mmol·L^-1, 总脱硫率达到93％, 平均脱硫效率约为0.225 mg DBT· (g DCW)^-1·h^-1.同样条件下能将精制柴油的硫含量由340 mg·L^-1降到42 mg·L^-1, 总脱硫率为87.64%.DS-3能利用醇类、饱和的C₈～C₁₅脂肪烃, 但不能利用环烷烃、芳香烃、小于C₈或大于C₁₅的脂肪烃, DS-3优先利用碳源的顺序是乙醇、葡萄糖和烷烃.脱硫前后的精制柴油经GC-FID分析证实, 固定化细胞对C—S键具特异性, 不降低柴油的热值.     

重组柠檬酸杆菌合成紫色杆菌素的工艺条件优化

以L-色氨酸为前体物,对弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)基因工程菌株生产紫色杆菌素的工艺条件进行了优化。通过单因素实验研究了培养基种类、培养温度、碳源、溶氧、种子液的状态、接种量、诱导时机、诱导剂的浓度及初始pH对细胞生长和紫色杆菌素产量的影响,通过正交实验研究了这些因素中可能存在交互作用的4个因素(种子液OD660、接种量、诱导时机、诱导剂浓度)的影响主次,确定了这些因素、水平的最佳搭配方案。结果表明,重组柠檬酸杆菌合成紫色杆菌素的最优培养条件为:种子液培养至OD660=3.6时,以3%的接种量接种于以甘油为碳源、初始pH为6.5的磷酸盐发酵培养基E2(25μg.ml-1卡那霉素),先在37℃、200r.min-1下培养至OD660=1.4,然后加入0.5μl.ml-1的诱导剂正辛烷,同时转入20℃,在150r.min-1下诱导培养31h。在此最优条件下,紫色杆菌素粗提物(紫色杆菌素及脱氧紫色杆菌素的混合物)产量可达1.809g.L-1,比优化前(0.514g.L-1)提高了252%,是目前国际上其他研究小组报道的最高摇瓶产量(0.43g.L-1)的4.2倍。质粒稳定性实验结果表明重组柠檬酸杆菌在抗生素选择压力条件下具有良好的遗传稳定性。     

以氯化钠为渗透压调节剂的甘油间歇和连续发酵

引　言耐高渗酵母发酵生产甘油是于 2 0世纪 5 0年代开始研究的[1] ,到目前为止取得了很大的进展 .但是对其研究主要集中在间歇工艺方面 ,而连续化法作为一种有效的操作方式一直是人们追求的目标 .早在 2 0世纪 60年代 ,Ｄａｗｓｏｎ[2 ] 就对Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｒｏｕ     

利用甘蔗糖蜜半连续发酵生产琥珀酸

为获得较高的琥珀酸发酵产量和生产强度,对Actinobacillus succinogenes CGMCC1593两级双流半连续发酵甘蔗糖蜜生产琥珀酸的工艺过程进行了研究。通过对一级罐初始总糖浓度、补加培养基体积分数和批次发酵时间等发酵条件的优化,琥珀酸产量较分批发酵36 h提高12.9％,与补料分批发酵结果接近;生产强度较分批发酵和补料分批发酵分别提高111％和114%。     

微胶囊固定化克雷伯杆菌生产1,3-丙二醇

引 言 1,3-丙二醇是合成新型聚酯材料--聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)的单体.近几年,利用微生物法生产1,3-丙二醇已成为国内外研究的热点[1-2].     

普那霉素发酵与吸附分离耦合过程动力学

根据S.pristinaespiralis E-71普那霉素发酵过程的代谢特性提出了一个针对产物合成期的普那霉素合成动力学方程,结合液膜-孔扩散理论,建立了描述2.5L通气搅拌发酵罐中JD-1大孔吸附树脂吸附分离原位耦合发酵过程的动力学模型,并获得产物生成速率常数、产物抑制常数及液膜传质和孔内扩散系数。结果表明该发酵-吸附耦合过程动力学模型能较好地描述这一原位分离耦合发酵生产普纳霉素过程。在此基础上,考察了树脂添加量及树脂半径对原位分离耦合发酵过程的影响,结果表明添加JD-1树脂能有效移走发酵液主体相中高达90%的普那霉素,且原位分离效果随树脂粒径减小而增强,在一定范围内随树脂添加量的增加而增强,当添加70g.L-1半径为0.195mm的树脂时,普纳霉素产量达到1.01g.L-1,其中被树脂吸附的高于95%。     

共固定化细胞协同糖化发酵纤维素原料产乳酸

为提高纤维素原料对乳酸的转化率,将富含纤维二糖酶的黑曲霉（Aspergillus niger ZU-07）孢子和德氏乳酸杆菌（Lactobacillus delbrium）细胞共固定在海藻酸钙凝胶珠中,将共固定化细胞体系与纤维素原料的酶水解相耦联,组建成新型串联式生物反应器。研究表明,共固定化细胞中的纤维二糖酶可将纤维素水解液中的纤维二糖迅速转化成葡萄糖,而葡萄糖又能被乳酸杆菌迅速转化成乳酸,从而解除了纤维二糖及葡萄糖对纤维素酶的反馈抑制作用。当酶解罐和共固定化细胞反应柱的温度分别控制在50 ℃和48 ℃,共固定化细胞反应柱的装填量为40％时,串联式生物反应器中生成的乳酸浓度和纤维素对乳酸的转化率分别达到55.7 g·L^-1和91.5%。采用分批添料工艺,乳酸终浓度和反应器生产效率分别提高到106.7 g·L^-1和1.270 g·L^-1·h^-1,而单位底物的纤维素酶用量降低了25%。     

基于膜分离技术的生物聚合铁的制备

开展基于膜分离技术优化反复序批式工艺制备生物聚合铁（BPFS）的技术研究。考察了应用聚偏氟乙烯中空纤维微滤膜（PVDF）对微生物的分离效果,Fe^2+的生物催化氧化速率,制备周期及膜的污染与处理的情况。研究表明,PVDF膜可有效分离微生物,显著提高原液中的生物量。在优化工艺的基础上,制备了全铁含量分别为60、80、100 kg·m^-3 BPFS,Fe^2+的生物催化氧化速率分别达到1.75、1.85、1.43 g·L^-1·h^-1,制备周期分别为15.5、21、40 h,比工艺优化前分别缩短了38%、42%、18%,反应液中的生物量达到10⁸ 个·ml^-1数量级。实验中发现,随着分离次数和全铁含量的增加,膜污染加剧,膜通量下降;采用0.2 mol·L^-1的草酸钠和0.2 mol·L^-1硫酸的混合溶液对PVDF膜进行清洗,可基本清除膜表面的污染物,满足分离要求。