谷氨酸发酵过程不同溶氧水平产有机酸

运用HPLC法对标准溶氧水平和低溶氧水平谷氨酸发酵液中的α-酮戊二酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸进行了跟踪检测。结果发现,在不同溶氧水平谷氨酸发酵过程中,四种有机酸的变化趋势比较相似,但其浓度有一定差别。产酸期有机酸分泌到胞外;发酵后期琥珀酸和柠檬酸作为碳源被细胞吸收利用,而乳酸较少被吸收到胞内。低溶氧水平发酵液中乳酸的大量积累,耗糖快、最终糖酸转化率偏低。     

提高L- 谷氨酸产量的后期发酵工艺参数研究

以谷氨酸生产菌S9114 为供试菌株,利用50m3 发酵罐研究了L- 谷氨酸的发酵过程,确定发酵后期产酸速率过低是影响L- 谷氨酸产量的主要原因。优化发酵工艺的参数以提高L- 谷氨酸后期发酵的比产酸速率,结果表明：采用溶氧控制的葡萄糖流加方式,控制发酵后期的pH 值,在发酵的适当时期流加一定量的生物素和KCl 等措施可有效提高L- 谷氨酸的后期产酸水平。在最优条件下,单罐最高产量可达148g/L,糖酸转化率为60.5%。     

不同溶氧条件下谷氨酸棒杆菌发酵过程代谢物及关键酶酶活分析

分别在10%和30%溶氧条件下,使用2L罐进行谷氨酸发酵,分析了这2种发酵状态下细胞外和细胞内代谢物含量和关键酶活性变化。结果表明,10%溶氧和30%溶氧情况下产酸分别达到36.02 g/L和38.22 g/L,表明高溶氧适合产酸。溶氧低时,乳酸脱氢酶在发酵中期活性很高,从酶学角度揭示溶氧低易生成乳酸,却不利于谷氨酸的积累。不同溶氧水平下,α-酮戊二酸、丙酮酸乳酸、柠檬酸、琥珀酸表现出相似的变化规律,但其在成峰时间和最大浓度有一定差别。发酵后期胞外各有机酸含量出现一定程度的下降,表明其可作为碳源被细胞重新利用。     

谷氨酸发酵过程中溶氧控制条件优化

在谷氨酸发酵过程中,溶氧水平是影响发酵的重要因素之一,不同溶氧条件对产物谷氨酸和菌体生成积累影响很大。因此优化发酵过程中的溶氧控制策略,对谷氨酸发酵具有重要意义。通过研究不同溶氧条件下的谷氨酸发酵中谷氨酸生成和菌体生长的变化规律,优化出谷氨酸发酵过程中的溶氧控制条件,提高了谷氨酸产率和转化率。     

二次接种叠加生物素的谷氨酸发酵工艺研究

由于受到发酵罐溶氧条件的限制,在高浓度生物素的谷氨酸发酵中往往出现产酸与糖酸转化率不协调的现象,针对这一现象,研究了二次接种叠加生物素的谷氨酸发酵工艺。在试验所用的发酵罐中,采用8.0μg/L生物素浓度的培养基作为发酵基础培养,经过一段时间发酵后,接入第二次种子液以及3.0μg/L(发酵液初始体积)的生物素量,通过适当的发酵控制,产酸水平达到139.6g/L,糖酸转化率高达62.80%,单罐谷氨酸产量比一次接种添加8.0μg/L生物素的发酵工艺提高了15.78%。     

金属离子及添加表面活性剂对谷氨酸发酵的影响

在谷氧酸发酵过程中,用单因素实验方法研究不同金属离子和表面活性剂对谷氧酸发酵的影响,利用DesignExpert 7.0软件响应面分析法优化最适合谷氨酸合成的金属离子浓度以及表面活性剂的加入时机对谷氨酸发酵的影响.研究表明,发酵培养基中金属离子Mg2+浓度为0.204g/L,K+浓度为1.003g/L,最适宜于谷氡酸棒杆菌合成谷氨酸,提高发酵水平,并且在发酵过程中OD为0.40时,添加0.2g/L的Tween-80可以增加谷氨酸的产量.     

菌体蛋白水解液应用于谷氨酸发酵的研究

谷氨酸菌体蛋白来自温敏型谷氨酸发酵生产废渣,经水解后替代适量豆粕水解液用于温敏型谷氨酸发酵培养基中。通过进行发酵工艺优化,实验结果表明在温敏型谷氨酸发酵培养基中添加一定量的谷氨酸菌体蛋白水解液,发酵的产酸和转化率有显著的提高。经过工艺优化,温敏型谷氨酸发酵培养基组成确定为:淀粉水解糖55g/L,玉米浆20mL/L,谷氨酸菌体蛋白水解液10g/L,豆粕水解液10g/L,糖蜜15g/L,Na2HPO47g/L,KCl 4g/L,MgSO4·7H2O 1.5g/L,MnSO4·7H2O 30mg/L,FeSO4·7H2O 30mg/L,维生素B1350μg/L,维生素H 500μg/L,消泡剂0.1mL/L。在此培养条件下,谷氨酸的产酸率达18g/L,转化率达65%,温敏型谷氨酸发酵综合水平有所提高。     

提高谷氨酸发酵罐溶解氧的探讨

谷氨酸发酵是好氧性发酵。发酵过程的细胞可分为三个阶段：长菌型细胞，转移型细胞和产酸型细胞。谷氨酸发酵的需氧量较大，不仅菌体细胞在生长期需要适量的消耗氧气，而且在谷氨酸生成期(产酸期)需要消耗更多量的氧气。发酵过程中通气量的大小，对谷氨酸发酵有明显的影响，在菌体呼吸充足时显示最大的产量，氧满足程度为1．0。     

生料醋醅中优势醋酸菌的筛选及其产酸特性

从生料醋醅中筛选出优势产酸醋酸菌,经过形态学和16S rDNA生物学鉴定,确定分离纯化出的菌株为巴氏醋杆菌(Acetobacter pasteurianus)。通过菌落计数器计得的菌落数和高效液相色谱法测定的产酸类型和产酸量,绘制生长曲线和产酸曲线。结果显示,巴氏醋杆菌的生物量在16 h达到最大。发酵过程产生的有机酸中,乳酸质量浓度最高,可达2.1 mg/mL,发酵116 h时乙酸含量达到1.8 mg/mL。草酸质量浓度最低,范围为0.4~1.23 mg/100 mL。柠檬酸质量浓度没有明显变化,维持在0.08~0.11 mg/mL之间。琥珀酸在发酵过程中质量浓度从0.04 mg/mL增加到0.31 mg/mL,主要起调和口感的作用。本研究旨在为生料醋质量评价提供数据参考。     

响应面优化生物素亚适量法生产谷氨酸工艺

基于生物量在线检测技术对谷氨酸发酵工艺进行研究,经Plackett-Burman试验设计发现硫酸镁、维生素B1和玉米浆为三个影响谷氨酸产酸的主要因素。采用最陡爬坡实验逼近最大响应区,借助Box-Behnken试验设计进行响应面优化回归分析,探讨该工艺的最佳条件值,结果显示:谷氨酸产酸最大理论值为86.52g/L,硫酸镁最佳浓度4.26g/L,维生素B1最佳浓度18.03mg/L,玉米浆最佳浓度33.91mL/L,在10L发酵罐S9114谷氨酸棒状杆菌32℃发酵实验上验证,实测值与理论值呈现很好的一致性,在优化条件下谷氨酸产酸提高了19.7%,为谷氨酸发酵提供了参考。     

利用溶氧控制策略进行高密度和高强度乙醇发酵的初步研究

在搅拌罐式生物反应器中,考察了乙醇发酵过程中不同溶氧控制条件对菌体量和其它发酵参数的影响。结果表明,溶氧浓度和通气时间是影响菌体生长和乙醇发酵强度的重要因素。通过将溶氧控制在较为合适的水平,发酵48h,菌体密度达到5.5～6亿个/mL,发酵强度为2.7lg/(L·h),比传统发酵分别提高了200%和48.9%。为进一步深入研究溶氧控制策略,实现高密度和高强度乙醇发酵提供了依据。     

纳豆芽孢杆菌（Bacillus natto）发酵鱿鱼碎肉的工艺优化

为进一步提高鱿鱼碎肉的利用价值,本实验以鱿鱼碎肉作为纳豆芽孢杆菌发酵基质,研究料液比、葡萄糖添加量、发酵pH值、发酵时间和发酵温度对鱿鱼碎肉发酵效果的影响。在以单因素试验确定发酵时间72 h和发酵温度37 ℃的条件后,再对料液比、发酵pH值和加糖量进行三因素三水平的Box-Behnken响应面试验分析,以发酵液的氨基态氮含量为响应值,得到纳豆芽孢杆菌发酵鱿鱼碎肉最佳条件为：料液比1∶1.2（m/V）、发酵pH 8.8和加糖量3.13%。在最优发酵条件下,鱿鱼碎肉发酵液的氨基态氮实际含量达到2.457 mg/mL。氨基酸分析结果显示鱿鱼碎肉发酵液富含具有鲜味和甜味特征的谷氨酸（84.141 mg/g）、天冬氨酸（49.480 mg/g）和甘氨酸（49.425 mg/g）,达到氨基酸总量的39.05%。必需氨基酸总量为149.320 mg/g,占氨基酸总量的31.86%。Sephadex G25凝胶过滤层析显示鱿鱼碎肉纳豆芽孢杆菌发酵液由多肽、小肽及游离氨基酸组成。     

Effects of pH and dissolved oxygen on cellulose production by Acetobacter xylinum BRC5 in agitated culture

Acetobacter xylinum BRC5 was cultivated in a jar fermentor using glucose as the sole carbon source. Strain BRC5 oxidized almost all of the glucose to gluconic acid; thereafter, it biosynthesized cellulose by utilizing gluconic acid accumulated in the broth. The optimal pH for metabolizing glucose to gluconic acid was 4.0, while a pH of 5.5 was preferred for cell growth and cellulose production from the accumulated gluconic acid in the medium. Shifting the pH from 4.0 to 5.5 during the cellulose production phase in batch cultures improved cellulose production and reduced the total fermentation time, compared to batch cultures at constant pH. In constant fed-batch culture, 10 g/l of cellulose was obtained from 40 g/l of glucose, a yield which was approximately 2-fold higher than in batch culture with the same initial glucose concentration, even without control of the level of dissolved oxygen. The highest cellulose yield was obtained in fed-batch cultures in which the dissolved oxygen concentration was controlled at 10% saturation. Control of pH and dissolved oxygen to optimal levels was effective for improving the production rate and yield of cellulose, to achieve a high cellulose productivity of 0.3 g cellulose/l x h. Approximately 15 g/l of cellulose was considered to be the highest yield obtainable using conventional fermentors because the culture broth then became too viscous to allow satisfactory aeration.     

谷氨酸产生菌FM84-415的一次性高糖发酵工艺及其代谢控制的研究

本文采用复旦大学与常州味精厂共同选育的FM 84—415菌株,在35吨发酵罐中进行了一次性高糖发酵和代谢控制的研究;当初糖浓度为17.94％时,连续5罐的平均产酸率为8.23％,转化率为47.36％;当初糖浓度为19.16％时,连续五罐的平均产酸率为8.65％,转化率为50.02％。 上述结果达到高糖发酵的较高水平,同时在研究过程中还摸索了发酵规律,提出了高糖发酵的代谢控制要点,其工艺控制适合我国的实际情况,便于推广使用,我们认为本文结果将有助于探索谷氨酸一次性水解糖的高糖发酵的新技术途径。     

流加混合碳源的谷氨酸发酵工艺研究

采用糖蜜与葡萄糖的混合液作为流加碳源，对谷氨酸发酵工艺进行了探索。试验采用葡萄糖为基础碳源，以发酵初糖浓度为160g／L的培养基进行谷氨酸发酵，以糖蜜与葡萄糖的混合液为流加碳源，结果表明当糖蜜中还原糖占混合液总还原糖30％时，发酵产酸水平和糖酸转化率分别达到142.2g／L和64．88％，与葡萄糖作为唯一流加碳源的谷氨酸发酵工艺比较，其发酵水平十分相近。但生产谷氨酸的碳源成本可降低5％左右。     

溶氧对耶氏解脂酵母油脂积累和柠檬酸分泌的影响

产油耶氏解脂酵母能将培养基中过量的碳源转化为油脂储存于细胞内并分泌大量的柠檬酸。在耶氏解脂酵母发酵过程中通过关联搅拌转速和通气量调控培养基中的溶氧含量处于5%、10%、20%、30%和不控制5种水平,来研究溶氧对其油脂积累和柠檬酸分泌的影响。结果表明,随着发酵培养基中溶氧的增加,耶氏解脂酵母细胞内油脂含量和柠檬酸分泌量均有所增加,且不控制培养基中溶氧时,细胞内油脂含量和柠檬酸产量均最高,油脂含量达到细胞干重的11.62%(w/w),柠檬酸产量达到21.0 g/L。培养基中不同的溶氧含量还会影响油脂的脂肪酸组成,高溶氧能够促进油酸含量的增加,溶氧不控制时油酸的含量最高,达到48.62%。本研究为耶氏解脂酵母产脂发酵培养过程中溶氧的控制提供了重要的实验依据。     

谷氨酸清洁发酵工艺研究

为了解决谷氨酸发酵培养基中色素、杂质多所引起的发酵过程稳定性差、产酸低等问题,该研究采用生物氮素对发酵培养基中的主要氮源（玉米浆和豆粕水解液）进行替代,并通过单因素试验和正交试验对清洁发酵培养基中的关键因素生物氮素、生物素、VB1和甲硫氨酸的添加量进行优化,进而获得谷氨酸清洁发酵培养基,进行谷氨酸的清洁发酵工艺研究。结果表明,清洁发酵培养基中关键成分的最佳添加量为生物氮素2.0 g/L、生物素7 μg/L、VB1 10 mg/L、甲硫氨酸0.6 g/L。在最优工艺条件下,清洁发酵菌液OD600 nm值为84.2,谷氨酸产量为171 g/L,糖酸转化率为68.5%,分别较对照提高16.14%、12.50%、4.74%,发酵上清液透光率由0.9%提高至31%,说明清洁发酵培养基能够较好地提升谷氨酸发酵性能。     

红曲霉菌9903发酵工艺条件对色素及桔霉素生产的影响

筛选到一株高产色素、低产桔霉素的红曲霉菌9903，并鉴定该菌种为红曲红曲菌。为提高色素含量、降低桔霉素含量，对该菌的发酵培养基成分进行了研究，通过三因素三水平正交实验得到了摇瓶最佳培养基配方，在10L的自动发酵罐实验中，以玉米淀粉和谷氨酸单钠盐为主要成分的发酵液色价达到184U／mL，桔霉素质量浓度低于1mg/L，发酵动力学的初步研究表明，色素及桔霉素的生产与菌体生长有一定的偶联关系，而且桔霉素在发酵后期有一定程度的降解。此外，溶氧条件对红曲霉产色素和桔霉素的影响的初步研究表明，高溶氧对色素和桔霉素的生产都有促进作用。     

葡萄糖流加方式对黄色短杆菌生产L-亮氨酸的影响

利用30 L发酵罐,研究了黄色短杆菌TK0303生产L-亮氨酸的发酵工艺。考察了初始葡萄糖浓度和发酵过程中3种补料策略(分批间歇流加补料、恒葡萄糖浓度流加补料和DO-在线识别流加补料)对菌体生物量、L-亮氨酸产量、副产物含量及糖酸转化率的影响。最终确定:分批补料发酵的初始葡萄糖浓度为60 g/L,葡萄糖补加采用DO-在线识别流加方式。根据溶氧响应信号的特征反馈控制葡萄糖的流加速率,可实现葡萄糖的限制培养,有效减少了发酵副产物的含量,菌体生物量和L-亮氨酸产量得到显著提高,分别为21.8 g/L和41.3 g/L,且糖酸转化率高达22.4%。