L-亮氨酸高产菌TGL8207的定向选育及其发酵过程研究

以谷氨酸棒杆菌TG95为出发菌株,通过原生质体紫外诱变、原生质体融合和硫酸二乙酯诱变,定向选育L-亮氨酸产生菌TGL8207.该菌株在未优化条件下摇瓶发酵72 h,产L-亮氨酸27.2 g/L,并且菌株的遗传标记和产酸能力十分稳定.研究了温度、pH和溶氧对菌株TGL8207积累L-亮氨酸的影响.采用10 L罐补料分批发酵64h,L-亮氨酸产量达44.5 g/L,糖酸转化率达22.8%.     

以棉籽饼粉为有机氮源的L-苏氨酸发酵工艺研究

以L-苏氨酸生产菌TRFC为供试菌株，研究确定了罐上棉籽饼粉的最佳用量及过程控制模式。首先分析了棉籽饼粉浓度对苏氨酸流加发酵过程中菌体生长、产物积累以及微生物稳定性的影响，得到适宜的初始棉籽饼粉浓度为3g／L，进一步研究了pH、溶氧等环境条件对L-苏氨酸发酵的影响，确定了最佳控制模式。在最优条件下，采用补料分批发酵工艺，通过10L罐发酵36h，最终产酸可达117．8g／L，糖酸转化率为47．2％。     

生物素及膜偶联间歇透析发酵对黄色短杆菌生产L-亮氨酸的影响

生物素作为微生物的生长因子,对生长速率、细胞膜通透性、代谢产物的生成等方面具有重要作用。为提高黄色短杆菌产L-亮氨酸产量,降低副产物生成,在30 L发酵罐水平研究了在培养基中添加20、50、80、120μg/L四种不同质量浓度生物素,对黄色短杆菌产L-亮氨酸的影响。结果表明:培养基中添加50μg/L生物素,黄色短杆菌发酵44 h,L-亮氨酸的产量最高,达到60 g/L,糖酸转化率为22%,副产物L-丙氨酸的质量浓度为8 g/L。在最适生物素浓度下,发酵36 h后,采用膜偶联间歇透析发酵工艺,发酵周期延长至56 h,L-亮氨酸的糖酸转化率为25%,较普通发酵工艺约提高13. 6%,副产物L-丙氨酸的浓度降低约71. 3%,L-亮氨酸的总产量提高了16. 7%。研究结果对提高糖利用率、降低副产物、提高生产效率等方面具有重要意义。     

谷氨酸棒杆菌苏氨酸脱氨酶基因敲除及对L-亮氨酸发酵的影响

L-异亮氨酸是L-亮氨酸发酵的主要副产物,L-异亮氨酸的积累对L-亮氨酸的发酵及提取均产生不利影响。采用基因重组技术敲除L-亮氨酸产生菌-谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)TGL8207的苏氨酸脱氨酶基因ilvA,构建了ilvA缺失株谷氨酸棒杆菌(C.glutamicum)TGL8207 ilvA。发酵结果显示:ilvA基因缺失对TGL8207 ilvA的生长影响很小。与供试菌比较,TGL8207 ilvA的L-亮氨酸产量和糖酸转化率分别提高了8.4%和1.9%。     

采摘后芦笋中γ-氨基丁酸生物合成影响因素的初步研究

初步研究了pH缓冲液、钙离子浸泡溶液处理以及L-谷氨酸底物饲喂对采摘后新鲜芦笋中1-氨基丁酸（1-aminobutyric acid，GABA）合成和积累的影响。结果表明：pH7．0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液或者100trmol／L的氯化钙溶液浸泡处理2h能分剐使芦笋材料GABA含量比对照增加73％和62-23％。效果最显著的是L-谷氨酸底物饲喂处理，采用50trmol／L的谷氨酸底物饲喂处理24h能使芦笋GABA含量比对照增加3．38倍，达到0．5108mg／g#｜。为研究开发富含GABA的蔬菜功能食品提供了新思路：     

L-缬氨酸发酵影响因素的研究

以黄色短杆菌（Brevibacterium flavum）XV0505为生产菌株，研究了发酵培养基和发酵控制条件对L-缬氨酸的产量和糖酸转化率的影响。应用单因素实验确定发酵的工艺条件，利用纸层析-色班洗脱比色法测定发酵液中L-缬氨酸含量。在最优发酵条件下，通过10L罐流加发酵72h，产酸可达53．4s／L．糖酸转化率为26．7％，分别比补料分批发酵提高1l-9％和3．5％。     

α-二羰基类化合物与L-亮氨酸组成模型体系的Strecker降解反应研究

通过研究乙二醛、丙酮醛和丁二酮分别与L-亮氨酸组成的模型体系中异戊醛形成的情况,以比较典型的糖类降解产物乙二醛、丙酮醛和丁二酮在L-亮氨酸发生Strecker降解反应中的作用。通过α-二羰基化合物和L-亮氨酸在高压釜中的磷酸盐缓冲溶液中反应,采用正交试验考察投料比(α-二羰基化合物和L-亮氨酸物质的量比)、温度及pH值对异戊醛产率的影响。结果表明,3种α-二羰基类化合物中乙二醛体系形成的异戊醛最多,当乙二醛与L-亮氨酸的物质的量比为6:1,pH5,在140℃条件下反应3h,异戊醛产率可达24%左右;而丙酮醛和丁二酮在最佳条件下反应,异戊醛的产率都只有14%左右。对于L-亮氨酸发生的Strecker降解反应,乙二醛反应活性最高,最有利于异戊醛的形成。对于乙二醛与L-亮氨酸组成的模型体系,影响反应的各因素中pH值对异戊醛形成产生最明显的影响,酸性条件更有利于异戊醛的形成。     

L-亮氨酸生物合成关键酶基因的克隆和表达

通过PCR获得黄色短杆菌ATCC14067基因组上编码L-亮氨酸合成途径中关键酶的基因.连接大肠杆菌-谷氨酸棒状杆菌穿梭表达质粒pDXW-8构建多种重组质粒,分别转化模式菌株C.glutamicum ATCC13032考察对其发酵生产L-亮氨酸的影响.经摇瓶发酵实验显示:C.glutamicum ATCC13032发酵液中没有L-亮氨酸的积累而基因工程菌ATCC13032/pDXW-8-leuA-ilvBNC中L-亮氨酸的产量达4.75g/L.     

有机物质对烟草发状根生长及辅酶Q_(10)合成的影响

采用液体悬浮培养的方法,以中烟99品种烟草发状根为材料,研究了有机物质盐酸硫胺素、肌醇、酵母膏、L-半胱氨酸、甲硫氨酸、L-亮氨酸和L-α-丙氨酸等对烟草发状根生长和辅酶Q10生物合成的影响。结果表明,适当浓度的盐酸硫胺素、L-半胱氨酸、甲硫氨酸、L-亮氨酸和L-α-丙氨酸可明显促进发状根的生长及辅酶Q10的合成;酵母膏不利于发状根的生长和辅酶Q10的合成;肌醇可促进发状根的生长,但对辅酶Q10的合成没有促进作用。     

凝结芽孢杆菌CICIM B1821发酵生产L-乳酸的研究

凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）CICIM B1821是一株实验室前期筛选获得的产L-乳酸的嗜热菌。该菌株在34～55℃范围内均表现出良好的生长特性和产酸特性,50℃时获得最高的比生长速率和最大的乳酸积累量。CICIMB1821能够在pH为5．0～7．5的范围内保持高的菌体活性。氧气的存在有利于CICIMB1821的快速生长．但会导致副产物的积累,而在不通氧的条件下该菌株也生长良好,同时产酸速率可高达5．63g／L·h。控制残糖浓度不高于10％的发酵条件下,发酵48h,可积累乳酸107．5g／L,副产物总和仅为1．05g／L,葡萄糖对乳酸的得率为97．5％,所产L-乳酸光学纯度高于99％。此外,高浓度葡萄糖发酵实验显示,该菌株可在高渗透压下利用20％葡萄糖发酵生产L-乳酸,发酵100h．可积累乳酸134g／L,副产物总和仅为1．12g／L,葡萄糖对乳酸的得率为92．0％。     

基于代谢流分析的L-组氨酸产生菌定向选育

基于谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)代谢网络和L-组氨酸合成代谢流分析,对L-组氨酸产生菌谷氨酸棒杆菌TQ2223(Phe-,Tyr-,8-AGr,SGr,CINr)进行多次硫酸二乙酯(DES)定向诱变,依次赋予其6-MPr、5-MTr、2-TAr和L-Hisase-(L-组氨酸酶缺陷)遗传标记后得到突变株TL1106(5-MTr,SGr,5-FTr,8-AGr,6-MPr,2-TAr,Hisase-)。经验证突变株TL1106可在10%葡萄糖的发酵培养基上积累L-组氨酸6.0g/L,比出发菌株提高了2.5倍。结果表明:通过赋予目的遗传标记而改变代谢流分布,能够促进L-组氨酸的合成与积累。     

液体深层发酵法生产L-苹果酸的研究

以延胡索酸为原料，经^60Co诱变后获得优良菌株温特曲霉Aspergillus wentti F-891，在1000L罐中液体深层发酵生产L-苹果酸。试验研究了发酵过程中通气量、温度、pH值以及搅拌转速等因素对延胡索酸转化率、L-苹果酸产率的影响。结果表明，液体深层发酵生产L-苹果酸的最佳发酵工艺条件为：延胡索酸浓度11％，通气量1：0．8v／v／min（48h前）～1：1．20v／v／min（48h后），温度30℃（48h前）～25℃（48h后），初始pH值6．0-6．2，发酵周期96h-108h，搅拌转速200r／min；延胡索酸平均转化率83．07％，平均产L-苹果酸108．72g／L。     

L-精氨酸发酵代谢调控的初步研究

在时谷氨酸棒杆菌CSAH135代谢网络和发酵特性研究的基础上,通过添加适量的氨基酸、有机酸和维生素,对L-精氨酸发酵进行代谢调控.结果发现,大部分添加物对L-精氨酸的积累都有一定的影响,特别是L-谷氨酸、L-亮氨酸、L-天冬氨酸、L-缬氨酸、L-精氨酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、烟酸、维生素B6、叶酸和硫胺素等添加物对菌株CSAH135合成L-精氨酸明显有促进作用,添加后产酸量最大比不添加任何物质提高10%左右.从代谢层面上分析,这些添加物除了促进菌体自身生长之外,同时防止了菌体对各添加物的过量合成,强化菌株CSAH135合成L-精氨酸的代谢途径.     

L-亮氨酸的生理功能和分离纯化技术

L-亮氨酸(L-leucine)为人体和动物的必需氨基酸之一,同时也是三大支链氨基酸之一,是一种极其重要的生物化工产品。文章介绍了L-亮氨酸在医药、营养、化工等方面的应用,综述了其现有的分离纯化技术,最后分析了影响L-亮氨酸分离纯化的相关因素,并对L-亮氨酸的其他分离纯化技术进行了展望。     

基于代谢流量分析的黄色短杆菌TK0303合成L-亮氨酸发酵过程的优化

测定并计算了在发酵中后期L-亮氨酸等代谢物的胞外浓度和积累(或消耗)的速率。应用代谢流分析方法,通过MATLAB软件线性规划得到发酵中后期胞内代谢流分布及L-亮氨酸合成的理想代谢流分布。结果表明,在L-亮氨酸分批发酵过程中,有98.73%的葡萄糖进入糖酵解途径,仅1.27%进入HMP途径,55.10%的碳架进入TCA循环,25.21%用于合成L-亮氨酸。实验测定的合成L-亮氨酸的代谢流远低于理想代谢流(66.67)。根据代谢流分析结论,文中通过优化发酵过程控制如流加方式、溶氧水平等方面来减少副产物的生成,控制TCA循环代谢流,从而提高L-亮氨酸的产率。实验采用脉冲补料方式,控制溶氧浓度在20%左右,L-亮氨酸最高产酸达到38g/L。     

基于代谢流量分析的黄色短杆菌TK0303合成L-厂亮氨酸发酵过程的优化

测定并计算了在发酵中后期L-亮氨酸等代谢物的胞外浓度和积累(或消耗)的速率.应用代谢流分析方法,通过MATLAB软件线性规划得到发酵中后期胞内代谢流分布及L-亮氨酸合成的理想代谢流分布.结果表明,在L-亮氨酸分批发酵过程中,有98.73%的葡萄糖进入糖酵解途径,仅1.27%进入HMP途径,55.10%的碳架进入TCA循环,25.21%用于合成L-亮氨酸.实验测定的合成L-,亮氨酸的代谢流远低于理想代谢流(66.67).根据代谢流分析结论,文中通过优化发酵过程控制如流加方式、溶氧水平等方面来减少副产物的生成,控制TCA循环代谢流,从而提高L-亮氨酸的产率.实验采用脉冲补料方式,控制溶氧浓度在20%左右,L-亮氨酸最高产酸达到38g/L.     

L-亮氨酸脱色工艺研究

采用活性炭对L-亮氨酸洗脱液的粗结晶溶液进行了脱色研究,考察了活性炭用量、pH值、脱色温度、料液浓度、脱色时间等工艺条件对脱色效果的影响,确立了最佳的工艺条件为活性炭加入量2％,脱色温度60℃,发酵液pH值为4．5,脱色时间为20min。     

L-组氨酸发酵条件优化

以L-组氨酸生产菌TL1105为供试菌株,研究了接种龄、接种量及温度溶氧等因素对L-组氨酸发酵的影响,结果表明,接种龄为20h,接种量为6%,pH7.0,温度31℃,溶氧为20%时,L-组氨酸产量最高,在此条件下进行5批1m3中试罐实验,发酵产量稳定在30g/L左右,糖酸转化率大于20%。     

微生物发酵法生产L-亮氨酸的研究进展

微生物发酵法是目前生产L-亮氨酸最主要的方法。选育L-亮氨酸高产菌株,有利于缩短国内亮氨酸生产与国外生产之间的差距,提高我国L-亮氨酸市场与国际的竞争力。作者概述了L-亮氨酸的生产方法、生物合成过程中酶的调节作用以及转运蛋白和亮氨酸响应蛋白对L-亮氨酸的调控作用,同时概述了国内外L-亮氨酸产生菌育种方法的研究进展。     

耐糖鼠李糖乳杆菌发酵生产L-乳酸的研究

对一株耐糖鼠李糖乳杆菌在高浓度葡萄糖条件下发酵生产L-乳酸进行研究。考察了接种量、发酵温度、pH和中和剂对乳酸发酵的影响。结果表明最适发酵条件为接种量15％（w／w），温度40℃，pH613，中和剂为氨水。当初始葡萄糖浓度为200g/L时，在16L罐中分批发酵90h，L-乳酸浓度达到182．8g，L，转化率为91．4％，产酸速率为2．03g／（h·L）。