甘蔗糖蜜发酵生产谷氨酸的研究

研究了以甘蔗糖蜜为原料,采用温度敏感型突变株发酵生产L-谷氨酸的补料分批发酵工艺条件.结果表明,优化条件下,在10L自控发酵罐中发酵生产L-谷氨酸的平均产量为125g/L,糖酸转化率为60.14%.     

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。     

甘蔗糖蜜发酵合成茁霉多糖

甘蔗糖蜜为原料发酵合成茁霉多糖（Pullulan）发初始条件，本研究以生物量和多糖产量为依据，确定以甘蔗糖蜜发酵合成茁霉多糖的初始发酵培养基，该发酵培养基的组成为：经预处理后的甘蔗糖蜜发酵合成Pullulan的初始浓度100g／L至140g／L，硫酸铵不宜超过0．6g／L，硫酸镁在0．6-1．0g／L之间，而氯化钼为0.2-0.4g／L，发酵初始pH为5．5。研究结果表明甘蔗糖蜜为原料发酵合成茁霉多糖的生物合成条件是：接种量为15％，发酵温度为30℃，在充足供氧的条件下发酵时间为144h。     

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。     

谷氨酸棒杆菌耐高温驯化及发酵条件研究

通过逐级传代驯化的方式,逐步提高菌体的耐高温性能。经过多次驯化,获得一株耐高温菌株,并且在发酵过程中最大菌浓、产酸率、糖酸转化率均有提高。在此基础上,又对该菌的发酵条件进行了初步优化。首先对发酵温度进行了优化,发现最适发酵温度为36℃。然后又采用Plackett-Burman实验,找出影响发酵最大的三个因素：玉米浆、葡萄糖和磷酸氢二钾。最后又进行了三因素三水平的响应面实验,得到三个重要影响因素的最佳浓度为葡萄糖161.98g/L,玉米浆3.64g/L,磷酸氢二钾1.51g/L。在此培养条件下,用7L罐发酵,最终产酸达114.2g/L,糖酸转化率达61.4%。     

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%。     

一种"分瓶"培养与二次接种优化谷氨酸发酵条件的方法

该试验优化了谷氨酸发酵工艺,通过谷氨酸产量的变化寻找细胞由"生长型"转入"生产型"的发酵时间,分时间段与"分瓶"培养并结合二次接种工艺发酵生产谷氨酸,取得较好的发酵结果.最终得到谷氨酸产量113g/L,糖酸转化率58%.     

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。     

亚适量法L-谷氨酸发酵培养基的优化

采用单因素和正交试验对亚适量谷氨酸发酵培养基进行了研究。最佳培养基组成为葡萄糖150g/L,玉米浆5.0g/L,磷酸氢二钠2.7g/L,氯化钾1.8g/L,硫酸镁1.2g/L。与初始发酵培养基相比,L-谷氨酸产量从120.3g/L提高到135.6g/L,糖酸转化率从58.6%提高到60.8%,显著提高了发酵水平,降低了综合成本。     

诱变法筛选高转化率谷氨酸棒杆菌

以谷氨酸棒杆菌MH021为出发菌株,经硫酸二乙酯（DES）三次诱变处理,磺胺胍和丙二酸抗性平板筛选,得到一株高转化率谷氨酸菌株。在含有80g/L葡萄糖的发酵培养基中进行摇瓶发酵28h,糖酸转化率较原始菌株提高了22.1%。     

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。     

谷氨酸全营养流加发酵新工艺

全营养流加主要是选择适当的全营养培养,在合适的时间进行营养的补加,通过补加的营养来弥补菌体因生长代谢而消耗的营养物质,同时也可以降低发酵培养基的浓度,避免富营养对于菌体活力的抑制。因此,采用全营养流加策略能够解决L-谷氨酸发酵后期菌体活力不足和产酸能力下降等问题。实验结果表明,最佳流加条件为从发酵2 h开始流加,持续24 h流加体积分数为60%的流加培养基。在此条件进行L-谷氨酸发酵,生物量(OD 600)达到了66,提升了29.4%,菌体转型时间提前了2 h,L-谷氨酸产量为168 g/L,提高了22.6%,乳酸含量为3.1 g/L,降低了13.8%,丙氨酸含量为2.06 g/L,降低了17.6%,糖酸转化率为63%,提高了1.5%。全营养流加发酵对于加快菌体转型,提高菌体活力、谷氨酸产量及糖酸转化率均有积极作用。     

碳氮源对Bacillus sp.B_(53)发酵产聚谷氨酸的影响

考察了 8种不同碳源和 7种不同氮源对Bacillussp B53 发酵产聚谷氨酸的影响。结果表明 ,柠檬酸、甘油和硫酸铵是合成聚γ 谷氨酸比较适宜的碳源和氮源 ,前体物质L 谷氨酸的存在是聚谷氨酸高产所必需的。经过正交试验和回归分析 ,确定最佳碳氮源配比为 :L Glu 2 0 g/L ,CTA 9 86 4g/L ,Glycerol 80 36 g/L ,(NH4) 2 SO47g/L ,其他培养基成分有MgSO4·7H2 O 0 5 g/L ,FeCl3 ·6H2 O 0 0 2 g/L ,K2 HPO41g/L ,CaCl2 ·2H2 O0 2 g/L ,MnSO4·H2 O 0 0 5 g/L。在既定发酵条件下 ,Bacillussp B53 在优化培养基上产生γ PGA 19 12 g/L比基础发酵培养上的 8 87g/L提高了 115 5 6 %。     

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%。     

基于途径分析的L-谷氨酸发酵条件优化

应用途径分析方法分析了黄色短杆菌GDK-9由葡萄糖发酵生产L-谷氨酸的途径,确定了L-谷氨酸合成的理想途径和最大理论产率。通过比较途径分析所获得的反应模型,确定了α-酮戊二酸和柠檬酸是L-谷氨酸合成途径的关键节点。在此基础上改变外界环境因子,强化L-谷氨酸生物合成途径中关键节点柠檬酸的代谢流,减少副产物乳酸的生成,以提高L-谷氨酸产率。实验中采用脉冲流加补料方式,控制溶氧在10%左右,生物素亚适量法生产L-谷氨酸产量达到136g/L。     

HPLC法定量分析微生物法制备液中产物γ-氨基丁酸和底物L-谷氨酸

建立一种测定微生物法制备液中γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)和L-谷氨酸(L-glutamic,L-Glu)的高效液相色谱法。样品经10%三氯乙酸溶液预处理后,用4 mmol/L氯甲酰芴甲酯进行柱前衍生。采用Phenomenex C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5μm),以A[50 mmol/L乙酸钠溶液(p H 4.8)-甲醇-乙腈-四氢呋喃(82∶8.5∶8.5∶1,V/V)]∶B[50 mmol/L乙酸钠溶液(p H 4.8)-甲醇-乙腈-四氢呋喃(22∶38.5∶38.5∶1,V/V)]=30∶70为流动相,流速1.0 m L/min,柱温40℃洗脱,检测波长265 nm。该方法稳定、灵敏、测定周期短、重复性好。在GABA和L-Glu质量浓度为20~400μg/m L范围内有良好的线性关系。与常用衍生剂邻苯二甲醛相比,衍生产物的稳定性更好,且无需梯度洗脱。     

谷氨酸高产菌GDK-9的定向选育及其发酵过程研究

以天津短杆菌GDK6为出发菌株,通过原生质体紫外诱变、紫外诱变和硫酸二乙酯(DES)诱变定向选育L-谷氨酸生产菌。经摇管初筛、摇瓶复筛、遗传标记验证、单菌落分离和连续传代,最终筛选出1株L-谷氨酸高产菌GDK-9。该菌株在未优化条件下摇瓶发酵42h产L-谷氨酸79.2g/L。另外,试验结果证实GDK-9菌株的遗传标记和产酸能力十分稳定。在优化条件下,通过7L罐发酵32h,谷氨酸产量达131.5g/L,糖酸转化率达到62.2%。     

寒地黑土中产γ-氨基丁酸乳酸菌筛选及发酵培养基优化

利用MRS培养基分别从牡丹江、漠河、五常的寒地黑土中筛选产γ-氨基丁酸(GABA)的乳酸菌菌株,对其做形态学观察和生理生化鉴定,并进行了发酵培养基组成的优化实验,分析比较不同碳源、氮源、碳氮比、初始pH和L-谷氨酸浓度对产GABA的影响。结果表明:共筛出五株菌株,分别编号为SbO001、SbO002、SbO003、SbO004、SbO005,可以将五株菌株初步鉴定为链球菌科(Streptococcaceae)。当发酵培养基组分碳源为葡萄糖,氮源为硫酸铵,碳氮比1:1,初始pH为5.5,底物为1%的L-谷氨酸时,菌株产GABA的能力较好,为1.112 g/L。本实验将为寒地黑土中产GABA乳酸菌的筛选提供一定的理论依据。     

L－谷氨酸脱羧酶电极的研制与性能

将谷氨酸脱羧酶包埋于聚乙烯醇（ＰＶＡ）中，并吸附于棉布支持物上，再用饱和硼酸溶液交联固化，制成酶膜。将其与ＣＯ_２气敏电极组成电位型谷氨酸酶电极，电极对测定谷氨酸的浓度表现出良好的线性响应性能，其线性范围为１．５×１０~（－４）～７．５×１０~（－３）ｍｏｌ／Ｌ，斜率为５４．８ｍｖ，响应时间为６～９ｍｉｎ，使用稳定性为１３天（活性下降１０％），贮存稳定性为１５天（活性下降１０％）。该酶电极对谷氨酸有很高的专一性（赖氨酸对电极有少许影响），盐酸吡哆辛存在下，活性有所增加。将酶电极用于味精发酵液样品中的Ｌ－谷氨酸的测定，获得令人满意的结果。