重组大肠杆菌合成内切几丁质酶培养条件的优化

目的:探讨重组大肠杆菌合成内切几丁质酶培养条件的优化。方法:首先采用部分因素试验设计研究发酵培养基中各组分对产内切几丁质酶比活力的影响,找出主要影响因素,然后采用Box-Behnken设计确定各主要影响因素质量浓度的最佳值。结果:影响重组大肠杆菌合成内切几丁质酶的主要因素为葡萄糖,Na_2HPO_4·12H_2O和KH_2PO_4。最优化的发酵培养基组成(g/L):蛋白胨14,葡萄糖8.8,Na_2HPO_4·12H_2O 16.8,NH_4Cl 1,MgSO_4·7H_2O 0.14,酵母粉6,KH_2PO_4 2。在优化发酵培养基中重组大肠杆菌产酶量是未优化发酵培养基的1.67倍。结论:本研究结果为内切几丁质酶产业化生产提供了良好基础。     

响应面分析法优化凝结芽孢杆菌发酵培养基

根据响应面法优化培养基配方,向基础培养基中添加廉价碳源和氮源,得到最优配方,即:蛋白胨7.5 g/L,牛肉膏5.0 g/L,葡萄糖(C_6H_(12)O_6·H_2O)15.0 g/L,淀粉8.78 g/L,玉米秸秆水解液0.83 L/L,氯化铵11.12 g/L和豆粕粉11.81 g/L,乙酸钠(CH_3COONa·3H_2O)3.0 g/L,磷酸氢二钾(K_2HPO_4·3H_2O)2.0 g/L,硫酸镁(Mg SO_4·7H_2O)0.58 g/L,硫酸锰(Mn SO_4·H_2O)0.25 g/L。在最优培养基下,可得到凝结芽孢杆菌菌数(21.1±0.27)×10~8CFU/m L,高于基础培养基的14.8±0.31×10~8CFU/m L,增幅达到42.6%;芽孢率51.2%,高于基础培养基的43.2%,增幅达到18.5%。本实验数据为今后凝结芽孢杆菌工业化培养提供了参考依据。     

酯酶高产菌株的诱变选育与发酵条件优化研究

通过~(60)Co诱变产酯酶(Esterase,EC3．1．1．1)裂褶菌(Schizophyllum commune)ZM37．8,获得稳定的正突变高产菌株E1。研究了E1菌株发酵生产酯酶的培养基组成及发酵条件优化,培养基组成为蔗糖2%,NH_4Cl 0．5%,K_2HPO_4 0．1%,MgSO_4·7H_2O 0．05%, FeSO_4·7H_2O 0．001%,NaCl0．1%;最佳发酵条件为32℃,pH值为6．3,装液量50 mL/250 mL,160 r/min培养48h,裂褶菌E1菌株的酶活提高到87．56U/mL。     

红发夫酵母生产虾青素的培养基优化

从提高虾青素产量和降低生产成本综合考虑。研究选择了混合碳源、混合氮源、柠檬酸铵((NH_4)_3C_6H_5O_7)、Na_2HPO_4、K_2HPO_4、MgSO_4·7H_2O组成培养基。正交设计优选出的培养基为混合碳源(糖蜜40%、淀粉塘60%)30 g/L、混合氮源(玉米浆40%、(NH_4)_2SO_460%)7 g/L、MgSO_4·7H_2O 1.5 g/L、(NH_4)_3C_6H_5O_7 2g/L、Na_2HPO_4 2.0 g/L,用此优化培养基摇瓶培养红发夫酵母获得生物量16.92 g/L,虾青素含量903μg/g和虾青素产量15 279μg/L。     

响应面法优化囊酵母XHV25产果胶酶发酵培养基的研究

试验采用响应面法对囊酵母(Zygoascus sp.)XHV25液体发酵产果胶酶的培养基组分进行优化。在前期运用单因素试验优化的基础上,利用Plackett-Burman试验设计筛选出培养基组分中影响果胶酶活力的2个显著性因素:橙子皮粉和K_2HPO_4·3H_2O。运用单因素试验研究PB试验设计筛选出的不显著因素的最低添加量来降低生产成本;运用最陡爬坡试验研究PB试验设计筛选出的显著因素以找到中心复合试验的中心点。利用中心复合设计确定显著性因素之间的交互作用及最佳组成。最终得到的预测最佳培养基组分为:橙子皮粉31.2 g/L、蛋白胨1 g/L、牛肉膏3 g/L、K_2HPO_4·3H_2O 0.094 g/L、KH_2PO_4 0.5 g/L、CaCl_2 0.5 g/L,在此预测最佳培养基组分下得到的果胶酶活力为28.97 U/mL。在预测最优培养基组合下进行发酵验证性试验,得到果胶酶活力的平均值为29.02 U/mL。实测值与预测值吻合良好,由此可见该模型可较好地预测发酵后的果胶酶活力。     

海洋细菌Planococcus rifietoensis发酵产色素培养基的优化

在单因素的基础上,以Plackett-Burman(PB)设计结合响应面(RSM)分析法,对产色素海洋细菌Planococcus rifietoensis发酵培养基的8个营养成分配比进行优化。结果表明:培养基最佳碳氮源分别是葡萄糖和蛋白胨,葡萄糖、MgSO_4·7H_2O和酵母粉添加量显著影响色素的产量。Box-Benhnken设计分析确定最优培养基配方为:葡萄糖9.78 g/L,蛋白胨8.00 g/L,酵母粉2.05g/L,MgSO_4·7H_2O 8.17 g/L,Na_2HPO_40.1 g/L,FeSO_4·7H_2O 0.005 g/L,NaCl 10 g/L,CaCl_2 0.1 g/L,培养54 h,在此培养条件下,色素的OD值可达0.984,比优化前提高了245%。     

基于人工神经网络的L-天冬酰胺酶发酵培养基优化

为提高重组Bacillus subtilis发酵生产L-天冬酰胺酶(EC 3.5.1.1,L-Asparaginase,L-ASNase)的水平,应用人工神经网络算法对其发酵培养基进行优化。首先通过单因素实验和Plackett-Burman实验筛选显著因素,再进行中心组合实验建立实验数据样本,最后利用JMP10.0建立神经网络模型优化发酵培养基组成。经优化,获得最佳培养基组成:蔗糖65 g/L、酵母蛋白胨28 g/L、玉米浆11 g/L、KH_2PO_411.5 g/L、NaCl 3.3 g/L、(NH_4)_2SO_44 g/L、K_2HPO_4·3H_2O 22.5 g/L、MgSO_4·7H_2O 1 g/L、L-天冬酰胺2 g/L。在该培养基条件下,L-ASNase产量达到515.6 U/mL,较优化前提高了90.9%。研究结果为L-ASNase上罐优化提供了基础数据。     

大肠杆菌生产莽草酸发酵培养基优化

利用单因素实验对大肠杆菌莽草酸发酵培养基中碳氮源与金属离子进行了优化,选取对菌体生长和莽草酸产量影响较大的蛋白胨、牛肉膏、FeSO_4和MgSO_4四个因素进行正交实验优化,确定了莽草酸发酵的最适培养基配方:葡萄糖15g/L,蛋白胨10g/L,牛肉膏3g/L,酵母粉2g/L,柠檬酸2g/L,(NH_4)_2SO_41.6g/L,K_2HPO_4·3H_2O 7.5g/L,MgSO_4·7H_2O 2mg/L,FeSO_4·7H_2O 2mg/L,钼酸铵0.009mg/L,硼酸0.17mg/L,CoCl_2·6H_2O 0.047mg/L,MnSO_4·H_2O0.017mg/L,CuSO_4·7H_2O 0.017mg/L,ZnSO_4·7H_2O 0.02mg/L.采用优化后培养基发酵,莽草酸产量达到4.675g/L,为优化前的3.22倍.     

出芽短梗霉产脂肪酶培养基的响应面优化

通过单因素试验,Plackett-Burrman设计,最陡爬坡试验和响应面设计相结合的试验方法,优化出芽短梗霉产脂肪酶的培养基成分。由单因素试验优化得到初始发酵培养基中相对较好的碳源(蔗糖)、氮源(酵母提取物)、诱导物(葵花籽油)、表面活性剂(阿拉伯胶)和无机盐(K_2HPO_4·3H_2O,KH_2PO_4,NaCl)。在此基础上,经Plackett-Burrman设计筛选到对脂肪酶产量影响较为显著的3个因素——蔗糖、葵花籽油、NaCl。根据试验结果拟合上述3个因素与发酵液脂肪酶酶活的一阶线性模型。以该一阶线性模型为依据进行最陡爬坡试验,确定3个显著因素在响应面试验中的中心点水平。经响应面优化得出蔗糖、葵花籽油、NaCl的最佳含量分别为2.14%,4.24%,5.15 mmol/L。优化后的产酶培养基中脂肪酶酶活为31.75 U/m L,比初始酶活9.30 U/m L提高3.41倍。     

干酪乳杆菌LC-1高密度培养基优化

为提高其发酵液的生物量,研究所用分离自甘肃甘南藏区牧民自制传统酸乳的干酪乳杆菌LC-1。以MRS培养基为基础,通过单因素试验私正交试验优化了培养基配方,确定了碳源、氮源、磷源、微量元素、缓冲盐的添加量。最终得到的优化培养基配方为:葡萄糖18g、牛肉粉11g、胰蛋白胨11g、酵母粉5.5g、K_2HPO_4 3g、无水乙酸钠3g、柠檬酸氢二铵1.5 g、MgSO_4·7H_2O0.5g、MnSO_4·H_2O 0.3g、吐温-801 mL。使用优化后的MRS培养基比基MRS培养基培养所得的活菌数提高了1个数量级,活菌数可达5.8×10~9 cfu/mL,OD值提高了1.3倍。     

利用JMP软件优化威兰胶发酵培养基

利用统计分析软件JMP的试验设计(DOE)功能(包括Plackett-Burman设计、析因设计、中心组合设计,预测刻画等)对威兰胶发酵菌株Alcaligenes sp.Y5的发酵培养基进行了优化,得到一组最佳发酵培养基配方:葡萄糖52.9 g/L、牛肉膏4.0 g/L、K_2HPO_4·7H_2O 2.2g/L、MgSO_4·7H_2O 0.1g/L,Ca CO_3 2.0 g/L,吐温80 0.5g/L。优化后威兰胶产量由初始的15.72 g/L提高到26.58 g/L,提高了69.08%。     

产果胶酶菌株——黑曲霉的复合诱变及产酶条件研究

以产果胶酶菌株——黑曲霉YQ-13为出发菌株,通过紫外与氯化锂复合诱变反复处理,最终获得1株能够稳定遗传的突变菌株YQY-36,其果胶酶活力为67.6 U/m L,比出发菌株提高了2.44倍。应用PlackettBurrman设计筛选主要影响因素,通过最陡爬坡试验确定中心点后用响应面法对突变菌株YQY-36的发酵培养基进行优化。优化后培养基成分(g/L)是:桔皮粉42.5,葡萄糖5.0,蛋白胨28.5,(NH_4)_2SO_415.0,Na_2HPO_4·12H_2O 1.7,KH_2PO_41.4,Zn SO_4·7H_2O 0.5。优化培养基后果胶酶活力达92.1 U/m L,比优化前提高了36.2%。     

黑曲霉发酵法制备壳聚糖的研究

对用黑曲霉发酵法生产壳聚糖的常用培养基及工艺条件进行了研究。确定了其最佳培养基：蔗糖3%,NaNO_30.2%,K_2HPO_40.1%,MgSO_4·7H_2O 0.05%,FeSO_4 0.001%,KCl 0.05%。最佳发酵条件为温度28℃,pH7.0,转速220r/min。壳聚糖得率为11.17%。     

一株拮抗O157：H7放线菌的筛选鉴定及发酵培养基

为了筛选到拮抗O157:H7的放线菌并做形态和生理生化鉴定,先采用管碟法检测抑菌能力,筛选到2株明显拮抗O157:H7的放线菌AM-8和AM-10,并鉴定为放线菌目链霉菌科链霉菌属菌种。再用单因素试验筛选到抗菌物质产量最高的碳源玉米粉和氮源蛋白胨。响应面法优化AM-8的发酵培养基,最终确定发酵培养基为:玉米粉20.10 g/L,蛋白胨2.00 g/L,K_2HPO_4 0.50 g/L,MgSO_4·7H_2O 0.50 g/L,NaCl 5.92 g/L,FeSO_4·7H_2O 0.01 g/L,CaCO_3 1.89 g/L。     

一株产蛋白酶不动杆菌的分离与酶学性质

以脱脂奶粉或羊毛粉为唯一碳氮源,从环境样品中筛选蛋白酶产生菌,首次获得一株高产蛋白酶的醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)E9,初步发酵优化显示,该菌株的最适发酵产酶温度35℃,培养基初始p H 6.0,接种量为质量分数4%,培养时间30 h;发酵培养基:蔗糖10 g/L,牛肉膏15 g/L,K_2HPO_4·3H_2O 7 g/L,KH_2PO_4 3 g/L,MgCl_2·6H_2O 1 g/L。酶学性质初步研究表明,不动杆菌E9所产的蛋白酶属于中性蛋白酶,最适作用温度50℃,最适pH 8.0,在p H5.0~8.0及40℃以下时具有良好的稳定性,酶反应动力学参数Km为7.067 mg/m L,Vmax为966.7μg/(m L·min)。     

维生素K_2高产菌株的筛选与发酵条件优化

为了获得具有维生素K_2(MK-7)合成能力的高产菌株,从富含芽孢杆菌的土壤中进行筛选,对获得的菌株进行16S rRNA序列及gyrB序列PCR扩增和比对,构建系统发育树后对其进行鉴定,并对发酵产物中的MK-7进行提取和分析,对其碳源、氮源和无机盐等发酵条件进行初步优化。结果表明,该菌株与解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)属于同一类群,其合成的MK-7大部分分泌到胞外。甘油是MK-7合成的最佳碳源,添加的最适浓度为5%;大豆蛋白胨最适浓度为12%。适当浓度的磷酸盐和金属离子Ca~(2+)、Mg~(2+)对MK-7合成有促进作用,添加的最适浓度分别是K_2HPO_4 0.7 g/L,CaCl_2·2H_2O 0.2 g/L,MgSO_4·7H_2O 0.5 g/L。利用优化后的培养基进行发酵培养,最终该菌株合成MK-7的最高产量达到70 mg/L以上。     

非常规介质中乳酸萃取发酵条件的研究

在油醇和三辛胺混合溶剂为非常规介质的反应系统中,对德氏乳杆菌的乳酸萃取发酵条件进行了研究。结果表明,发酵培养基中的蛋白胨成分,因增加了溶剂在水中的溶解度而对细胞的毒性增大。改良后的培养基B(酵母膏0.5%,牛肉浸膏0.5%,K_2HPO_40.2%,(NH_4)_3C_6H_5O_70.2%,MnSO_4·H_2O0.005%,MgSO_4·H_2O 0.02%,葡萄糖2.5%)宜作为乳酸菌非常规发酵培养时的培养基。研究还表明,对同一浓度的有机溶剂而言,过饱和培养比饱和培养对细胞的毒性更大,而采用固定化细胞培养的方式,能较有效地避免有机溶剂对细胞的毒害作用,并可完成连续操作。     

产普鲁兰酶海单胞菌的分离鉴定及发酵条件优化

以普鲁兰糖为唯一碳源,利用平板涂布法从盐湖中分离到1株产普鲁兰酶的细菌YH-6,结合菌株形态特征和16S rRNA基因序列分析,确定该菌株为海单胞菌(Oceanimonas sp.)。通过单因素试验对发酵培养基以及发酵条件进行优化,优化后的培养基组分(g/L)为:玉米淀粉15.0,酵母膏10.0,KH_2PO_41.0,FeSO_4·7H_2O0.01,NaCl 26.5,MgCl_2·7H_O 2.1,KCl 0.9,CaCl_·H_2O 1.2,MgSO_4·7H_2O 4.2,pH 7.0;最佳培养条件为:发酵温度30℃,转速200 r/min,发酵时间为36 h。优化后的普鲁兰酶的活力可达1.85 U/mL,比优化前的1.28 U/mL提高了44.53%。     

产几丁质酶微生物的筛选、鉴定及酶学性质研究

从福建地区土壤中筛选获得一株产几丁质酶菌株B120,经16S rDNA鉴定为蜡样芽孢杆菌。对菌株B120的产酶培养基进行优化,得到优化的培养基配方:乳糖3.5%,蛋白胨1.0%,细粉几丁质0.2%,K_2HPO_40.07%,KH_2PO_40.03%,MgSO_40.05%,FeSO_4·H_2O 0.002%,NaCl 0.5%,初始pH 6.0。在此条件下发酵84 h酶活力可达603 U/L,比优化前(87 U/L)提高了5.93倍。对几丁质酶酶学性质的研究表明,该酶的最适反应pH 8.0,最适反应温度50℃;在30℃、pH 7.0~10.0条件下保温1h,相对酶活力保持在74%以上,是一种中温碱性几丁质酶。     

丁酸梭菌的鉴定与发酵培养基配方优化

从河畔污泥中筛选出一株丁酸梭状芽孢杆菌(Clostridium butyricum HBUT-01),其16S r DNA核苷酸序列与Clostridium butyricum DSM 10702~T菌的16S r DNA(AQQF01000149)的核苷酸序列同源性为99%。采用响应面法对丁酸梭菌HBUT-01的培养基配方进行优化,建立酵母粉、Ca CO_3和葡萄糖用量的二次回归模型,确定培养基最佳配方与质量分数为:葡萄糖1.60%、酵母粉0.72%、Ca CO_3 0.43%、蛋白胨2.50%、K_2HPO_4 0.05%、Mg SO_4·7H_2O 0.08%、Mn SO_4·H_2O 0.002%。10 L罐分批发酵实验确定了丁酸的比生成速率(qp)、细胞得率系数(Yx/s)分别比优化前降低了20%和提高了132%,说明优化后酸胁迫效应得到了缓解,细胞活性得到了有效的维持,使得生物量(14 h)达到了9.32×108 CFU/m L,是优化前(4.16×108 CFU/m L)的2.24倍。