丛梗孢酵母发酵产赤藓糖醇条件的优化

丛梗孢酵母BH010是从蜂蜜样品中分离得到的产赤藓糖醇菌株。该实验研究了发酵培养基及发酵条件对丛梗孢酵母赤藓糖醇产量的影响。单因素实验及正交实验的结果表明,最佳发酵培养基及发酵条件为:葡萄糖含量(质量浓度)35%、酵母膏含量(质量浓度)1%、CaCl2.2H2O(质量浓度)0.2%,初始pH6.0,接种量1%,30℃摇瓶培养9d。最终赤藓糖醇产量为110.61g/L发酵液,比普通发酵条件下提高85.56%。     

产赤藓糖醇菌株的筛选与鉴定

利用含有300g/L 葡萄糖的高渗培养基从蜂蜜、花粉、土壤等样品中筛选耐高渗酵母菌,经薄层层析和高效液相色谱分析得到两株产赤藓糖醇且不产甘油的酵母菌,通过高碘酸氧化法筛选出其中赤藓糖醇产量较高的一株菌株E54。菌株E54 在含葡萄糖200g/L、酵母膏5g/L 的发酵培养基中发酵90h,赤藓糖醇产量为41.1g/L,转化率为22.8%。通过形态观察、生理生化实验、5.8S rDNA 序列分析并构建系统进化树,初步鉴定E54 为Moniliellaacetoabutans(丛梗孢酵母)。     

耐高渗酵母B845产赤藓糖醇的研究

以自然界中筛选分离到的耐高渗酵母B8为出发菌株,经过紫外诱变,得到了赤藓糖醇产量较高的突变株B845。对B845进了一系列的发酵工艺条件试验。经初步研究,B845在葡萄糖20%,酵母膏0.5%,脲0.1%、pH6.0的发酵液中经35℃摇瓶5天,可产赤藓糖醇75mg/ml,对糖转化率41.2%。     

耐高渗酵母产赤藓糖醇的影响因素

球拟酵母OS-194是一株单产赤藓糖醇的耐高渗酵母,该菌株高产赤藓糖醇的最佳培养基配方为葡萄糖10g/dL,酵母膏0.5g/dL,尿素0.1g/dL.最适培养条件是在摇瓶转速150r/min的条件下于35℃培养4d.在上述培养条件下,该菌株赤藓糖醇的耗糖转化率高达29.6%.磷是限制OS-194菌株高产赤藓糖醇的主要因素,当培养液中的磷质量浓度低于31.5mg/L时,赤藓糖醇的产量最高;随着磷质量浓度的升高,该菌株赤藓糖醇的产量降低,而酒精的产量和生物量却有明显升高.同时,OS-194菌株还能利用果糖、蔗糖和D-甘露糖产赤藓糖醇.     

Torulopsis sp.ERY237产赤藓糖醇工艺条件的研究

以Torulopsis sp.ERY237作为出发菌株,考察了不同碳源、氮源、无机盐类以及温度等因素对菌种产赤藓糖醇的影响,建立和优化了赤藓糖醇摇瓶发酵培养基配方、发酵工艺条件,同时研究了发酵过程中菌体生物量、pH值、产物浓度的动态变化。结果表明,菌株的最适培养基配方为(g/L):葡萄糖300,玉米浆3.5,C_([Cu~(2+)])1.5,C_([Mn~(2+)])10;适宜的培养条件为初始pH值自然,温度30℃,装液量50 mL/500 mL,转速200 r/min,在此条件下培养132 h赤藓糖醇产量达87.8 g/L,是优化前产量的1.9倍,发酵时间缩短了12 h。     

海藻糖与赤藓糖醇偶联发酵工艺研究

对陶瓷膜过滤后的海藻糖糖化液进行成分分析，确定主要成分及营养指标。结合成分分析结果，补加氮源进行偶联发酵并对氮源补加量进行优化，在确定的最佳氮源添加量下进行小试工艺的研究与优化。结果表明，偶联发酵最适氮源补加量为酵母浸膏、酵母浸粉各3 g/L；偶联发酵能够实现消耗葡萄糖的目的，发酵72 h，对照组及补氮组残糖分别降至0.09 g/L、0.05 g/L。此外，补充氮源提升了赤藓糖醇得率，但赤藓糖醇水平较低，仅为25.4 g/L，糖醇转化率为30.70%。在补充氮源的基础上，向底料培养基补加葡萄糖至终浓度200 g/L进行发酵，赤藓糖醇得率大幅度提升，发酵液赤藓糖醇浓度提升至104.62 g/L，糖醇转化率50.18%，较优化前分别提升了97.32 g/L,42.26%。该优化偶联发酵工艺降低了下游海藻糖分离纯化的难度，提高了海藻糖的生产效益。本研究为其他稀有糖的生产提供了新的思路。     

甘氨酸、脯氨酸促进高渗环境下Yarrowia lipolytica发酵甘油产赤藓糖醇

解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)可很好地发酵甘油生产赤藓糖醇。NaCl作为渗透压调节剂提升发酵体系渗透压有利于提高赤藓糖醇产量,但高渗会抑制酵母生长,延长发酵周期,降低生产强度。该研究以甘氨酸、脯氨酸为渗透压保护剂,在高渗环境下,研究其如何提升酵母细胞耐高渗能力。结果发现,Y.lipolytica可吸收胞外甘氨酸和脯氨酸并在胞内积累以抵御高渗胁迫,并显著提升高渗环境下的菌体量,促进赤藓糖醇的高效合成。在7 L发酵罐水平,初始渗透压为4.17±0.17 osmol/kg时,发酵初始添加30 mg/L甘氨酸和40 mg/L脯氨酸,发酵时间由108 h减少到90 h,赤藓糖醇最终产量达到了93.6±4.2 g/L,生产强度为1.04±0.05 g/(L·h),产物得率为0.49±0.03 g/g,分别比未添加保护剂时增加了4.12%,25.3%和4.26%。     

无机盐渗透压对假丝酵母SK25.001发酵生产赤藓糖醇的影响

以假丝酵母SK25.001为生产菌,通过研究其发酵产赤藓糖醇的碳源、氮源、碳氮比以及NaCl、KCl对其发酵产赤藓糖醇的影响,来探索无机盐(NaCl,KCl)渗透压对赤藓糖醇发酵的影响。结果发现,葡萄糖、酵母粉分别是其最佳碳源和氮源,最佳碳氮比为20∶1,转化率达到了14.2%;向发酵培养基中添加不同浓度的KCl或NaCl后发现,菌体生长速度随着KCl或NaCl浓度增大而降低,在KCl浓度为0.4 mol/L或NaCl浓度为0.3 mol/L时赤藓糖醇产量达到最大,达到了18.4 g/L和17.4 g/L;将NaCl和KCl的浓度用渗透压表示发现赤藓糖醇的转化率随着渗透压的增大而升高,高渗透压抑制菌体的生长。     

ARTP诱变选育高产油脂酵母菌

从实验室保藏的15株酵母中筛选获得一株油脂产量相对较高的酵母菌KC 8,经96 h摇瓶发酵培养后,油脂产量为1.22 g/L。利用分子生物学鉴定,该菌株的26SrDNA序列与胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)具有100%相似性;以KC 8为出发菌株,经ARTP诱变,最终从300株诱变存活菌株中筛选得到高产油脂突变菌株Y3,经96 h摇瓶发酵培养后,油脂产量为2.38 g/L;对菌株Y3的培养条件进行优化,菌株在葡萄糖为碳源,硫酸铵为氮源,碳氮比为90∶1,培养基初始pH为6.5时,在28℃恒温条件下摇瓶发酵培养96 h后,油脂产量最高达到了3.96 g/L;GC-MS对油脂组分进行分析结果表明,该脂肪酸主要由棕榈油酸、油酸、亚油酸、硬脂酸、二十碳烯酸和二十四烷酸组成,与植物油成分相似。     

响应面法优化裂殖壶菌突变株的发酵培养基

通过单因素试验和响应面设计相结合,对裂殖壶菌(Schizochytrium limacinum)突变株产DHA的发酵培养基进行了优化。首先通过单因素试验考察发酵培养基主要成分为葡萄糖、谷氨酸钠、酵母膏和海水晶。经响应面优化发现,当发酵培养基中葡萄糖85.99 g/L、谷氨酸钠11.86 g/L、酵母膏8.16 g/L、海水晶20.16 g/L,DHA产量理论预测值可达到6.10 g/L,优化后的DHA产量比优化前提高了11.13%。在50 L发酵罐上发酵培养,DHA产量为10.32 g/L发酵液,为摇瓶培养时的1.69倍。     

粉被虫草液体培养条件的优化

通过摇瓶液体培养正交试验获得了粉被虫草的液体培养条件,即蔗糖2.5%,马铃薯淀粉2%,黄豆0.5%,牛肉膏0.5%,酵母膏0.1%,K2HPO4 0.1%,KCl 0.02%,MgSO4•7H2O 0.05%,pH5～7,装液量(100ml/250ml摇瓶),加15颗玻璃珠作分散剂,5%接种量,旋转式摇床150r/min,28℃培养7d,达到最大菌丝干重31.86g/L,于9d获得最大胞内产物3.13g/L。同时,对摇瓶液体培养和生物反应器液体深层分批培养的动力学做了较系统的研究,无论生物反应器还是摇瓶,其培养过程中相对应的pH、残糖、氨基氮、菌丝干重、胞内产物等参数变化趋势基本一致,但生物反应器培养时间大大缩短,48h即可达到最大菌丝干重29.97g/L,54h达到4.95g/L的最高胞内产物产率。生物反应器设定培养温度28℃、装液量65%、接种量10%、0.2%的消泡剂、搅拌转速350r/min、通气量(12±3)L/min、罐压1.1MPa、初始pH6.5,培养基配方用食用蔗糖3%、蔗糖糖蜜2%、花生0.5%分别替代蔗糖、马铃薯淀粉、牛肉膏以降低成本。实验表明,粉被虫草的液体培养条件基本能达到工业发酵水平的要求。     

枯草芽孢杆菌JSIM-X-13-4突变株腺苷发酵研究

对1株黄嘌呤、硫胺素、组氨酸三重缺陷型及8-氮杂鸟嘌呤抗性的腺苷突变株JSIM-X-13-4进行了摇瓶、自控罐3、000 L中型发酵罐试验。试验发现,该菌株培养基成分除酵母膏外,其余与其亲株肌苷产生菌JSIM-1019基本相同。酵母膏浓度为1.6%-1.8%,摇瓶CaCO3量为3%;发酵罐上适宜pH为6.2,风量在18h提高至1∶0.55,溶氧40%。摇瓶、自控罐、中型发酵罐产苷分别为15.51 g/L、18.11 g/L和17.25 g/L。     

High-level production of erythritol by strain 618A-01 isolated from pollen

We have isolated a microorganism (strain 618A-01) from pollen which has the ability to produce erythritol when grown in the presence of glucose as the carbon source. When cultivated in a medium consisting of 20% glucose and 1% dried bouillon in a shake flask, 75 g/l erythritol was produced after 950 h, corresponding to a 37.5% yield against glucose consumption. No other polyols, including glycerol, were detected in the medium. Positive-ion fast atom bombardment mass spectrometry and 1H- and 13C-NMR analyses confirmed that the fermentation product was erythritol. Scanning electron microscopic analysis clearly demonstrated that the cells grown on YPD medium at 30 degrees C showed yeast-like morphology, while they appeared like hyphae at 37 degrees C. The complete 18S rRNA sequence of the isolate was determined, which showed high identity (99.5%) with the genus Ustilago of the phylum Basidiomycota. The data strongly suggest that strain 618A-01 belongs to the class Ustilaginomycetes. The culture conditions for the production of erythritol by the isolate were examined. The use of medium containing 1% tryptone, 0.5% yeast extract and 0.5% NaCl yielded the highest cell growth and erythritol productivity among the media tested. Continuous glucose feeding at 6-7% to the fermentor further increased the production of erythritol, and we obtained a maximal 100 g/l erythritol after 530 h, with a 39.3% yield.     

重组麦芽糖转葡萄糖基酶工程菌发酵条件的优化

对重组麦芽糖转葡萄糖基酶工程菌的发酵条件进行优化,通过单因素试验确定该菌株产麦芽糖转葡萄糖基酶的最佳发酵培养基为：糖蜜0.025g/mL、胰蛋白胨0.015g/mL、MgSO4 ·7H2O与K2HPO4的质量为7:1、FeSO4 ·7H2O 0.5g/L;以葡萄糖氧化酶法为指标测得最佳摇瓶发酵条件为：装液量100mL/250mL、转速200r/min、接种量5%、初始pH 7.0、最佳温度37℃、诱导阶段OD600nm=0.6、诱导温度30℃、诱导时间5h、诱导剂异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)浓度1mmol/L。经优化,重组麦芽糖转葡萄糖基酶的酶活力可达950U/mL,比初始条件下提高了近7倍。     

谷氨酸棒状杆菌合成L-高丝氨酸的代谢改造与发酵条件探究

目的:本研究以谷氨酸棒状杆菌ATCC 13032为底盘细胞,构建1株L-高丝氨酸合成菌株并分析溶氧环境对其产物合成的影响。方法:首先通过外源添加0～40 g/L的L-高丝氨酸分析谷氨酸棒状杆菌的产物耐受性;随后,通过基因thrB敲除阻断L-高丝氨酸的降解途径,获得谷氨酸棒状杆菌重组菌H1;在此基础上利用挡板摇瓶进行细胞培养以增强发酵过程中氧气供给能力。结果:与大肠杆菌相比,谷氨酸棒状杆菌对L-高丝氨酸具有更强耐受性。研究中通过敲除基因thrB构建了L-苏氨酸缺陷型谷氨酸棒状杆菌重组菌H1,发现基础培养基中加入0.5 g/L的L-苏氨酸后,该重组菌生长恢复正常水平。挡板摇瓶条件下重组菌H1的L-高丝氨酸产量增加至836.7 mg/L,较普通摇瓶产量44.6 mg/L提高了17.76倍。结论:通过阻断L-苏氨酸的合成,成功构建L-高丝氨酸合成菌株谷氨酸棒状杆菌H1,并且发现利用挡板摇瓶增强发酵过程中供氧能力是促进谷氨酸棒状杆菌高效合成L-高丝氨酸的有效手段,为后续提高L-高丝氨酸发酵产量提供了参考。     

琼胶酶高产海洋细菌QM42的发酵条件优化

通过单因素试验和正交试验对琼胶酶高产海洋细菌QM42发酵条件进行了优化.经过发酵培养试验,确定优化培养基组成:蛋白胨浓度5.0g/L、酵母粉浓度0.50g/L、琼胶浓度3.0g/L;在培养初始pH值为7.0、装液量50mL/150mL、培养盐度50g/L,29℃条件下发酵48h,粗酶液酶活力达到627.65U/mL.     

毕赤酵母表面展示磷脂酶D高密度发酵优化

利用基因工程手段构建获得的一株细胞表面展示表达磷脂酶D的毕赤酵母工程菌株GS115/pKFS-pld,通过摇瓶单因素筛选进行发酵条件优化,确定了最佳发酵条件为:诱导产酶阶段28℃,初始pH6.5,甲醇浓度1.5%,装液量为30 mL/250 mL,250 r/min摇床培养144 h。在此优化条件下菌体量为19.6 g/L,酶活达17.8×10-7kat/g,分别是是优化前的1.38及1.44倍。同时进行了5 L规模发酵罐分批补料培养,结果表明15 mL(/L.h)速率流加甘油补料培养基6 h后,采用溶氧恒定流加法流加甲醇,诱导132 h后,菌体量及PLD活力分别达到67.4 g/L及27.3×10-7kat/g,是摇瓶发酵水平的3.44倍及1.53倍。     

米曲霉不同培养方式的发酵探究

利用10L发酵罐在摇瓶实验基础上进行了米曲霉(Aspergillusoryzae)放大实验。根据不同菌体形态对代谢产物的影响,在米曲霉菌丝生长到絮状前,终止发酵。指数补料实验结果表明,分批发酵在第14小时菌体干质量达到最大值15.06g/L,比摇瓶发酵提高了33%;指数补料在第16小时菌体干质量达到20.43g/L,比分批发酵提高26%。