细菌纤维素高产菌株的诱变选育和发酵条件研究

为了选育高产细菌纤维素的木葡糖酸醋杆菌((Gluconacetobacter oboediens)突变菌株,通过硫酸二乙酯和氯化锂复合诱变,得到-株产细菌纤维素能力最高的突变菌株GO2,其细菌纤维素产量为9.91 g/L,比出发菌株提高36.5%.同时确定突变菌株GO2的静置培养条件为发酵时间为6 d,接种量为80(v/v),面积/体积比为1.58～2.08 cm-1.     

细菌纤维素耐低温生产菌株的诱变选育

以实验室保存的木醋杆菌(Acetobacter xylinum)为出发菌株,利用紫外诱变的方法,以获取在低温条件下能高产细菌纤维素的突变株.通过初筛和复筛以及连续传代实验,确定了1株突变性状能稳定遗传的突变株,产量可达8.6g/L(干重),比原出发菌株产量提高了20%.     

N~+离子束辐照诱变选育细菌纤维素高产菌株

为获得细菌纤维素(Bacterial cellulose,BC)高产菌株,同时改善BC材料学性能,采用低能N+离子束辐照技术对木醋杆菌(Acetobacter xylinum)进行了诱变选育。将菌落大小、光滑度、致密度、润湿度以及BC膜形成速率、柔韧度、BC产量等作为筛选依据,建立了平板-96孔板-试管筛选体系,筛选得到2株BC产量提高且产物材料学性能改良的目标菌株5D、2D。菌株5D BC产量为4.84 g/L,比出发菌株BC产量提高了89.06%,菌株2D BC产量为4.53 g/L,比出发菌株BC产量提高了76.95%。利用FT-IR、XRD、SEM、拉力试验等方法对目标菌株产物性能进行了研究,结果表明,目标菌株5D、2D发酵BC均具有高于出发菌株发酵BC的结晶度、抗拉强度及较小的断裂伸长率,具有更为致密的层状结构以及清晰的纤维束三维网状结构,表明其具有较为优良的力学性能。目标菌株的获得对BC产量的提高和性能改良奠定了基础。     

细菌纤维素高产菌株的紫外诱变育种研究

以木醋杆菌(Acetobacter xylinum)C5为出发菌株,对其进行紫外诱变,将照射时间3min作为紫外诱变剂量,经过初筛和复筛,获得1株细菌纤维素高产菌株A.xylinumC544,该突变株的产量是原始菌株的1.5倍。     

细菌纤维素高产菌株的鉴定及产物分析

目的:对1株静置培养产生凝胶样物质的菌株CIs51进行鉴定,并对其产物进行分析,确定其工业化生产前景。方法:以CIs51为目的菌株,根据其形态学特征、生理生化特性、16SrDNA序列分析,鉴定其种属。对CIs51所产凝胶干膜进行纤维素酶水解试验、红外光谱分析、X-射线衍射分析,确定其主要成分及性质。研究菌株在柑橘果渣水培养基中的凝胶干膜产量、传代稳定性等,确定该菌株的工业化生产前景。结果:根据形态观察、生理生化特性与16SrDNA序列分析结果,CIs51被鉴定为汉逊氏葡糖酸醋杆菌(Gluconac etobacter hasenii),命名为汉逊氏葡糖酸醋杆菌CIs51。该菌株所产凝胶膜中纤维素含量达94%;红外光谱分析表明其主要成分为β构型葡聚糖,为I型纤维素,结晶度为75%。CIs51在柑橘果渣水培养基中生长良好,纤维素产量达10.17g/L,传代稳定性好。结论:汉逊氏葡糖酸醋杆菌CIs51为新型细菌纤维素高产菌株,适宜在柑橘果渣水培养基中生产细菌纤维素,具有工业化生产的潜力。     

木葡糖酸醋杆菌发酵黄酒糟酶解液产细菌纤维素的研究

该研究利用单因素比较法,分别考察了培养基组成、培养条件及黄酒糟酶解条件对木葡糖酸醋杆菌（Gluconacetobacter xylinus）发酵产细菌纤维素的影响。结果表明,木葡糖酸醋杆菌BC19-2产细菌纤维素的培养基组成为黄酒糟酶解液6%、红茶2 g/100 mL;培养条件为初始pH 6.0、培养温度30℃、接种量6%;黄酒糟酶解条件为酶解时间3 h,黄酒糟酶解液体积分数90%。在此优化条件下,细菌纤维素产量最高为26.5 g/L,且性能较好,为低成本的细菌纤维素生产奠定了基础。     

细菌纤维素在造纸工业中的应用

细菌纤维素是由细菌产生的纯度很高的纳米级纤维素,具有结晶度和纯度高、机械强度大和生物相容性好等特点。在植物纤维中添加细菌纤维素,可改善纸张性能。细菌纤维素可用于制备特种纸和"电子纸"。     

复合诱变选育细菌纤维素耐酸性高产菌株的研究

首先用紫外线对出发菌株的菌体进行诱变,然后再用硫酸二乙酯对突变株进行诱变,最后经筛选获得耐酸突变株。该突变株在pH值为3.1以下生长时,产纤维素水平为9.2 g/L,比突变株U31提高了12.2%,比出发菌株提高了31.43%。对突变株UE26进行传代和稳定性试验,结果表明该菌株具有遗传稳定性,适宜作为研究细菌纤维素的高产菌株。     

RBD反应器生产细菌纤维素的研究

使用RBD反应器发酵生产细菌纤维素,优化试验菌株在RBD反应器中的工艺条件。当培养基中的初糖浓度为3%时糖转化率较高,为1∶5.3;RBD反应器转速为20 r/min、发酵过程中发酵液pH值控制在4.5时细菌纤维素的产量较高;发酵液限制糖浓度为1.5%,维持该浓度时细菌纤维素的产量可达到7.63g/L。     

一株产细菌纤维素菌株的分离和初步鉴定

细菌纤维素具有纤维素化学纯度高和拥有超微纤维网结构这种独特性,目前已成功应用到造纸、纺织品和食品工业中,作为生物材料还可用于化妆品、医药等行业。本实验从红茶茵液中分离、筛选出一株纤维素生产细菌Axy—I,通过观察其显微形态和培养特征,同时结合分子鉴定,初步鉴别出该菌株为Axy—I菌株为葡糖酸醋酸杆菌（Gluconacetobactersp．）。同时分析比较该菌株在不同培养基和培养条件下的产物得率、细菌纤维素形态和扫描电镜微结构。     

低能离子注入油脂高产菌株黏红酵母(Rhodotorula glutinis)的选育

本文对油脂高产菌株选育过程中的筛选方法进行研究,采用苏丹黑B染色作为定性分析、酸热耦合超声波作为定量分析高产油脂菌株的筛选方法,通过低能离子注入黏红酵母(Rhodotorula glutinis)进行诱变,筛选油脂高产菌株。结果表明:获得了一株油脂高产菌株D30,产量比出发菌株提高33.05%,传代试验表明了D30的遗传稳定性良好,当发酵96 h,其油脂产量达3.10 g/L。另外,对D30发酵动力学进行了研究,当发酵时间为10 d时,其生物量为47.98 g/L(菌体湿重),油脂产量达到7.81 g/L。     

醋杆菌产纤维素发酵培养基的优化

本文在已筛选出在摇瓶培养条件下高产细菌纤维素菌株--醋杆菌C2的基础上,研究了不同碳氮源及无机盐对该菌株产纤维素的影响,并优化了该菌株产纤维素的最佳培养基。醋杆菌C2的最适碳源为蔗糖,D-甘露糖醇,最适氮源为蛋白胨,酵母粉,无机盐为MgSO4•7H2O和柠檬酸三钠;经正交试验确定该菌株产酶最佳培养基配方为:蔗糖7%,酵母膏0.7%,蛋白胨1.1%,MgSO4•7H2O 0.2%,柠檬酸三钠0.1%。使用优化后的培养基配方,醋杆菌C2的纤维素产量可达9.5g/L。     

低能离子注入法选育透明质酸高产菌株

以一株兽疫链球菌(Streptococcus zooepidemicus) NN-7为出发菌株,利用30keV,剂量为8×1014N+/cm2氮离子进行诱变,筛选获得溶血素和透明质酸酶双缺陷型突变菌株,经摇瓶发酵培养筛选获得一株透明质酸高产菌株SH-9,透明质酸产量达3.23g/L,相对分子质量达2.12×106,相对于原始菌株,透明质酸产量及相对分子质量分别提高了104.4%及35.9%。6代传代实验表明诱变后得到的高产透明质酸菌株具有较好的传代稳定性。低能离子注入法可作为有效的诱变手段用于透明质酸高产菌株的选育。     

一株高产纤维素酶细菌的筛选及诱变研究

从泸州老窖酒糟中分离纯化得到1株产纤维素酶酶活较高的细菌,酶活为210.9 U/g.结果表明,在紫外线照射4 min与亚硝酸钠4g/L的复合诱变条件下,该菌酶活达到261.7 U/g;纤维素降解率由原来的40.45％升至69.09％;发酵酒糟还原糖含量由原来的0.16％升至2.16％.蛋白质含量由原来的11.45％升至17.85％.     

醋杆菌产纤维素发酵条件的优化

本文在已筛选出在摇瓶培养条件下高产细菌纤维素菌株--醋杆菌C2的基础上,研究了不同发酵条件对该菌株产纤维素的影响。实验结果表明,醋杆菌C2 发酵产生细菌纤维素的最适温度为27℃,最适pH为4.5,装液量50ml/250ml三角瓶,转速为160r/min,发酵终点204h。     

产脂肪酶菌株的常压室温等离子体诱变及高通量筛选方法的建立

脂肪酶由于可催化的反应种类和底物类别多,且具有位置选择性和异构体选择性等特点而常用于结构酯的合成和油脂改性等领域。丝孢酵母(Trichosporon sp.)是一种产脂肪酶菌种,但生产能力偏低是限制该菌实现工业化生产的重要因素。本研究利用常压室温等离子体(ARTP)对丝孢酵母野生菌进行诱变处理,并建立了96孔板培养结合对硝基苯酚棕榈酸酯(P-NPP)法测定酶活力的高通量筛选方法,实现了60个突变菌株的初筛。以酶活力为筛选指标时,突变率和正突变率分别为51.7%和28.3%。8株初筛菌株的摇瓶发酵结果显示,A13和A5的产酶提高最显著,培养96 h后分别比野生菌增加2.64倍和1.54倍,且2个突变菌株的遗传稳定性良好。对比研究发现,突变菌株A13相较野生菌的最大优势在于提前24 h便能达到最高产酶量。     

一株纤维素高产菌株的鉴定及发酵条件优化

从实验室自制醋中筛选出1株纤维素高产菌株J2,经形态学特征及分子生物学鉴定,确定为汉森氏葡糖醋杆菌(Gluconacetobacter hansenii,Gen Bank登录号为GU213109)。通过PB(Plackett-Burman)和BB(Box-Behnken)试验设计优化菌株J2的发酵培养条件,结果表明,培养基中酵母膏和无水乙醇的含量对BC(细菌纤维素,bacterial cellulose)产量影响极显著,Zn SO4的含量影响显著。通过多元二次方程方差分析及回归方程系数显著性检验,表明所建模型与实际拟合良好,且发酵培养基优化后配方中酵母膏3.3 g/L,Zn SO40.9 g/L,无水乙醇0.7%;使用优化后的发酵培养基,菌株J2的BC产量增加到10.41 g/100 m L,提高了22.18%。发酵动力学试验表明,菌株J2最佳发酵时间为7 d,BC产量可达12 g/100 m L。     

氮离子注入蛹虫草选育高效富硒菌株的研究

为了更好地开发蛹虫草资源,对蛹虫草菌株富集微量元素硒的培养条件进行了优化,选择最佳参数的低能离子束注入蛹虫草,通过石墨炉原子吸收光谱法检测注入前后菌丝体中硒元素的含量。结果表明：蛹虫草发酵富硒的最优培养条件为蛋白胨质量浓度3 g/100 mL、葡萄糖质量浓度3 g/100 mL、亚硒酸钠质量浓度为8 μg/mL、pH值为7,此时,富硒率为21.58%。离子束最佳注入参数为：注入离子为N+,注入能量10 keV,注入剂量1.82×1015 ions/cm2,选育出富集微量元素硒较高的10 株菌株,最高富硒率为30.97%,比出发菌株提高了近42%。     

复合诱变选育短梗霉多糖高产菌株

以本实验室保存的出芽短梗霉AP8为出发菌株,采用甲基磺酸乙酯(EMS)和紫外线(UV)复合诱变,在EMS终浓度0.4mol/L、作用时间40～60min和30W的紫外灯照射距离30cm、照射时间1.5～2.5min条件下诱变效果好,获得一株稳定遗传的多糖产量高、色素含量低的出芽短梗霉突变株UV60,产量为22.1g/L,对菌落特征和发酵特征的比较发现,突变株UV60在菌落颜色、大小、质地和发酵特性上均明显优于出发菌株AP8。通过对变异株培养基碳氮比和培养基的组成进行单因素和正交试验,其最佳摇瓶发酵培养基组成为：蔗糖50.0g/L、酵母膏1.5g/L、NaCl 1.5g/L、MgSO4 0.3g/L、K2HPO4 2.0g/L、(NH4)2SO4 0.7g/L。采用上述优化的发酵培养基,突变株UV60获得的短梗霉多糖产量为27.24g/L,多糖转化率达54.48%。