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。     

棉籽饼粉水解液为有机氮源对L-谷氨酸发酵的影响

棉籽饼粉水解液作为廉价的有机氮源,在发酵领域中具有潜在的应用价值。对棉籽饼粉水解液和豆饼水解液中的氨基氮和氨基酸分析表明两种水解液的氨基氮含量分别为16.38 g/L和19.11 g/L,总氨基酸含量分别为97.78 g/L和91.59 g/L,两者营养成分接近。以L-谷氨酸发酵为例,考察了棉籽饼粉水解液和豆饼水解液作为有机氮源对谷氨酸温度敏感突变株强制发酵和生物素亚适量谷氨酸发酵工艺的影响。结果表明,在相同的发酵工艺下,分别以棉籽饼粉水解液和豆饼水解液作为有机氮源,最终得到的生物量以及L-谷氨酸产量相当。因此,棉籽饼粉水解液可以作为一种新型的有机氮源应用于发酵行业中,具有广阔的工业应用前景。     

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。     

响应面法优化谷氨酸温度敏感突变株生产L-谷氨酸

采用响应面分析法对谷氨酸温度敏感突变株产生谷氨酸的培养基成分进行优化。首先利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响谷氨酸产量的三个主要因素:糖蜜,玉米浆和MgSO4。在此基础上用最陡爬坡实验逼近最大响应区域,再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法进行回归分析。通过求解回归方程得到最佳浓度:糖蜜30.59ml/L,玉米浆33.82ml/L,MgSO42.99g/L,谷氨酸产量理论最大值达87.68g/L。经模型验证,预测值与验证试验平均值接近,在优化条件下谷氨酸产量提高了21.5%。     

枯草芽孢杆菌发酵生产聚-γ-谷氨酸的条件优化

为提高聚-γ-谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,γ-PGA)产量,降低其生产成本,利用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),采用单因素试验及正交试验优化法,探究培养基组分及发酵条件对γ-PGA发酵产量的影响。结果表明:最佳培养基组成和培养条件为:蔗糖5%,谷氨酸钠6%,氯化铵0.3%,磷酸氢二钾2%,磷酸二氢钾0.1%,硫酸锰0.003%,p H 7.0,接种量为3%,发酵温度33℃,发酵时间48 h。与未优化前γ-PGA产量(15.8 g/L)相比,经优化后的产量达20.8 g/L,提高了31.65%。     

谷氨酸温度敏感突变株的驯化及发酵条件研究

利用谷氨酸温度敏感突变株高产甘蔗糖蜜的性能，在甘蔗糖蜜浓度为80g／L的发酵培养基中进行定向驯化。试验结果表明：该驯化方法可有效地提高该菌株的产酸率和糖酸转化率，在优化的发酵条件下，L-谷氨酸的平均产量为126g／L，糖酸转化率61．24％。     

细菌纤维素/γ-聚谷氨酸复合膜发酵条件的优化

在发酵培养基中添加γ-聚谷氨酸(γ-PGA),可以制备具有更优性能的细菌纤维素(BC)复合膜.采用响应面分析法优化细菌纤维素/γ-聚谷氨酸复合膜发酵生产工艺,首先通过Plackctt-Burman试验设计对影响复合膜发酵生产的8个因素进行筛选,得到3个关键影响因子:聚谷氨酸添加浓度,pH和γ-聚谷氨酸的添加时间;然后用最陡爬坡试验逼近响应值的最大区域;最后通过Box-Behnken设计及响应曲面分析确定了各考察因子的最佳取值:葡萄糖25g/L,柠檬酸6g/L,Na2HPO42g/L,γ-聚谷氨酸1.04g/L,γ-聚谷氨酸的添加时间4h,发酵初始pH5.0,温度30℃,发酵周期7d.在优化条件下复合膜的湿重达到61.07g/100mL培养基试验值与预测值误差为-3.05%,较初始培养基复合膜产量提高9 1.32%.     

基于响应面法优化谷氨酸棒杆菌发酵条件

该研究以谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）P169为研究对象,以谷氨酸产量为主要评价指标,采用单因素试验和响应面法对其发酵条件进行优化,并进行摇瓶和20 L罐分批补料发酵验证。结果表明,谷氨酸棒杆菌P169产谷氨酸的最佳发酵条件为酵母粉41.0 g/L、葡萄糖27.0 g/L、尿素12.0 g/L和pH 7.0。在此优化条件下,谷氨酸产量达25.1 g/L,比优化前（16.5 g/L）提高了52.1%。以此为基料进行20 L罐分批补料发酵,谷氨酸产量达155 g/L,比优化前（142 g/L）提高了9.2%。该研究为提高谷氨酸棒杆菌谷氨酸产量提供了一种技术解决方案。     

γ-聚谷氨酸产生菌发酵培养基的响应面法优化研究

利用从纳豆中筛选得到的一株纳豆芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)。在单因素优化实验的基础上,通过响应面法对发酵培养基进行优化,得到最佳培养基配方为蔗糖43.92 g/L、大豆蛋白胨7.00 g/L、谷氨酸钠46.32 g/L,γ-PGA产量由原来的7.253 g/L提高到11.794 g/L。     

响应面分析法和氮源改进优化L赖氨酸发酵工艺

为提高赖氨酸发酵的产酸浓度、糖酸转化率等发酵指标,通过Plackett-Burman实验设计筛选出培养基中对赖氨酸发酵影响最大的成分为蛋氨酸、糖蜜和谷氨酸,再通过响应面设计实验对这3种成分进行优化,得到最适含量为蛋氨酸0.195g/L,糖蜜15.70mL/L,谷氨酸0.215g/L,赖氨酸浓度从1.90g/100mL提高至2.25g/100mL。发酵培养基中加入10g/L的(NH4)2SO4作为改进氮源,赖氨酸浓度可进一步提高至2.41g/100mL,发酵周期由30h缩短至25h。通过优化培养基和改进氮源,可以显著降低赖氨酸的生产成本,提高产品收益。     

氧应力和前体氨基酸对酿酒酵母生物合成谷胱甘肽的影响

本实验考察了氧应力和前体氨基酸对酿酒酵母HSJB1生物合成谷胱甘肽(GSH)的影响。在酿酒酵母HSJB1发酵过程中,将0.01、0.1、1g/L浓度的双氧水分别在发酵开始、对数期中期、稳定期和产生GSH最高时加入发酵培养基中,结果表明：发酵开始和对数期中期加入0.01g/L双氧水和稳定期和产生GSH最高时加入0.1g/L双氧水对GSH的合成有促进作用,其余的情况都对GSH的合成有抑制作用,GSH含量最高达到43.73mg/L,比添加前GSH含量提高了5.3%,所有的添加双氧水实验都对细胞生长有抑制作用。研究了添加前体氨基酸对菌体生长及GSH合成的影响,随着甘氨酸浓度的增加细胞生长受到抑制,GSH含量减少;随着谷氨酸添加浓度的增加细胞生长和GSH含量变化不大;半胱氨酸对谷胱甘肽的合成有明显的促进作用,其浓度为9mmol/L,GSH含量为67.11 mg/L,比未添加半胱氨酸提高了81.88%。     

稀土镧在谷氨酸发酵生产中的应用

研究了在谷氨酸发酵工业生产条件下,稀土促进菌体产酸、提高谷氨酸产量的最佳效果,以及稀土的加入方法和生产工艺对稀土的作用效果所产生的影响。研究表明,在大生产工艺条件下,发酵培养基中含有1mg/L碳酸镧时能明显增加谷氨酸产量,提高发酵水平,但其作用效果也受到一些生产工艺的影响。     

Lactobacillus delbrueckii营养条件的研究

研究了L delbrueckiiYJS 2 1的营养要求 ,结果表明 ,L delbrueckiiYJS 2 1缺乏合成L 谷氨酸、L 天冬氨酸、L 色氨酸、L 异亮氨酸的能力 ;生物素、对氨基苯甲酸、硫胺素对L delbrueckiiYJS 2 1生长及产酸有明显的促进作用。同时利用正交设计优化得到了最佳生长因子 :L 谷氨酸 30mg/L、L 天冬氨酸 8mg/L、L 色氨酸 1 2mg/L、L 异亮氨酸 6mg/L、生物素 180 μg/L、对氨基苯甲酸 4mg/L、硫胺素 2 0mg/L。在最适发酵条件下 ,乳酸产量、对糖转化率、乳酸生产率分别为 14 0 3g/L、93 5 %、1 95 g/ (L·h)。     

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%。     

类球红细菌产辅酶Q_(10)发酵工艺的优化

类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)是一类高产辅酶Q10的光合细菌,该研究对R.sphaeroides EIM-8产辅酶Q10的发酵条件和培养基进行了优化。采用单因素结合响应面设计优化后的培养基组成为:葡萄糖27.8 g/L、(NH4)2SO4 4.9 g/L、谷氨酸4.7 g/L、玉米浆粉2.5 g/L、MgSO49.5 g/L、FeSO41.5 g/L,NaCl 3.5 g/L,KH2PO44.0 g/L、辅液15.0 mL/L;通过单因素试验方法确定的培养条件为:pH 6.5、温度32℃、接种量10%、装液量40mL/250 mL,此条件下辅酶Q10产量可达128.9 mg/L,比优化前提高了89.0%。     

优化陈米糖化液提高细菌纤维素产量的研究

以木醋杆菌（Acetobacter xylinum）为发酵菌种,通过Plackett-Burman试验设计确定了陈米糖化液培养基中酵母膏、KH2PO4、FeSO4、乙醇对木醋杆菌发酵产细菌纤维素具有显著影响,并采用Box-Behnken试验设计对各显著影响因子进行优化,获得最优的陈米糖化液发酵培养基配方为：在陈米糖化液培养基基料中加入酵母膏13.1 g/L、蛋白胨10 g/L、KH2PO4 5.7 g/L、MgSO4 3.1 g/L、FeSO4 0.3 g/L、柠檬酸0.3 g/L、无水乙醇4.0%。在此优化条件下,细菌纤维素的产量为7.08 g/L,是陈米糖化液培养基基料发酵产细菌纤维素（0.38 g/L）的18.6倍,比基础发酵培养基细菌纤维素产量（4.80 g/L）提高了47.5%。     

响应面法优化枯草芽孢杆菌表面活性素的发酵工艺

为提高枯草芽孢杆菌FHYB201030的表面活性素生产能力,本文以枯草芽孢杆菌FHYB201030为试验菌株,CPC-BTB（氯化十六烷基吡啶-溴百里酚蓝）值为考核指标,利用单因素实验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和响应面试验进行优化,筛选出产表面活性素的最优发酵条件。Plackett-Burman试验筛选出对表面活性素产量影响显著的因素为温度、乳糖、谷氨酸（Glu）,采用最陡爬坡设计和Box-Behnken中心组合设计三因素三水平试验,计算得到表面活性素产量最高的培养基成分为乳糖25 g/L、酪蛋白10 g/L、牛肉膏3 g/L、蛋白胨10 g/L、NaCl 5 g/L、Mn2+ 0.5 mmol/L、Glu 2.5 g/L;最佳培养条件为温度40 ℃、转速200 r/min、装液量30%（体积比）。在上述发酵条件下,枯草芽孢杆菌FHYB201030表面活性素的产量为0.48 mg/mL,较优化前的0.35 mg/mL提高34.56%。研究结果为提高表面活性素生产水平奠定良好的基础。     

烟曲霉酸的发酵培养基优化和反应器放大研究

烟曲霉酸是一种四环三萜类结构的化合物,具有良好的抗菌活性和抗癌效果。该研究在单因素试验的基础上,对来源于海洋的烟曲霉菌（Aspergillus fumigatus）CY018发酵生产烟曲霉酸的培养基进行了优化及放大培养。结果表明,优化后发酵培养基为甘露醇39.88 g/L,硝酸钠2.25 g/L,牛肉膏3.54 g/L,丁二酸钠8.4 g/L,硫酸镁0.3 g/L,硫酸亚铁0.01 g/L,磷酸二氢钾0.67 g/L。初始pH值调至4.2,摇瓶装液量50 mL/250 mL,转速160 r/min,28 ℃培养9 d。在此优化培养基及发酵条件下,烟曲霉酸的产量达到68.49 mg/L,为优化之前的4.1倍。并在此基础上进行了5 L反应器的放大研究,在发酵第7天得到了烟曲霉酸的最大产量为54.81 mg/L。该实验为HA生产的放大制备与应用推广打下了基础。