荧光假单胞菌JD1202利用大米淀粉水解糖连续发酵生产2-酮基-D-葡萄糖酸

研发荧光假单胞菌JD1202转化大米淀粉水解糖为2-酮基-D-葡萄糖酸的连续发酵工艺.考察了连续发酵起点、稀释率和补料培养基中葡萄糖浓度对2-酮基-D-葡萄糖酸生产的影响.结果表明,稀释率和葡萄糖浓度对2-酮基-D-葡萄糖酸发酵具有显著影响;在稀释率和补料培养基成分保持不变的条件下,2-酮基-D-葡萄糖酸大量合成期的任何时段均可作为连续发酵的起点,其细胞浓度、残糖浓度和2-酮基-D-葡萄糖酸浓度均稳定在一定范围.较适的连续发酵操作条件为:稀释率0.065h-1,补料培养基中葡萄糖的质量浓度为170.0g/L.在此条件下,连续发酵达到稳态时发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的质量浓度为130.34g/L,生产强度平均为8.47g/L·h,发酵转化率为89.46％.连续发酵工艺是一种高效的2-酮基-D-葡萄糖酸生产方法,有望应用于工业生产中.     

球形节杆菌C224分批发酵2-酮基-D-葡萄糖酸的条件优化及其动力学模型的构建

通过优化发酵条件,提高球形节杆菌C224菌株利用大米淀粉水解糖分批发酵2-酮基-D-葡萄糖酸的生产强度,并在此基础上构建其发酵动力学模型。在50 L的发酵罐上考察了通气量与葡萄糖浓度对2-酮基-D-葡萄糖酸发酵的影响,并基于Logistic方程、Luedeking-Piret方程和物料平衡计算分别构建了菌体生长、产物形成和底物消耗的动力学模型。研究结果表明,通气量低于1.5 v.v-1.m-1时,发酵生产强度明显减小,糖酸转化率有所降低;发酵培养基中的葡萄糖浓度以120.0～180.0 g/L为宜,过高或过低对生产强度和糖酸转化率均有不利影响。在适宜的发酵条件下,球形节杆菌C224菌株分批发酵生产2-酮基-D-葡萄糖酸的生产强度达6.36～6.54 g/(L.h),糖酸转化率为0.96～0.97 g/g。所构建动力学模型的计算值与实验值拟合效果良好,各项模型的相关系数R2均大于0.95,说明其能够揭示球形节杆菌C224分批发酵2-酮基-D-葡萄糖酸代谢基本特征。     

固定化耶氏酵母提高产γ-癸内酯能力

通过添加凹凸棒石粘土增加了固定化细胞凝胶珠的机械强度,同时疏松了凝胶网格,增加了传质性能,提高了固定化细胞发酵生产γ-癸内酯的能力。其固定细胞制备工艺为:将2%海藻酸钠复合2%凹凸棒石粘土,与9g/100mL耶氏酵母悬液等体积混匀,氯化钙浓度为2%,温度30℃,固化pH为7,时间为4h,制得固定化酵母细胞。发酵条件为:在250mL的三角瓶中装30mL发酵培养基,摇床转速为150r/min,于26℃发酵48h。以此方法生产GDL产量可达4.17g/L,是游离细胞的2.5倍。该固定化细胞重复使用3次后,GDL产量仍可达3.87g/L。      

玉米浆粉预处理对粘质沙雷氏菌发酵产2-酮基-D-葡萄糖酸的影响

通过比较不同预处理方法获得的玉米浆粉在粘质沙雷氏菌SD136作用下产2-酮基-D-葡萄糖酸的影响,组合复配玉米浆粉,结果表明:最佳玉米浆粉复配比为玉米原浆粉和酶解玉米浆粉3∶1,2-酮基-D-葡萄糖酸产量达到(171.39±4.5) g/L,发酵时间由40 h缩短至37 h,对糖转化率达到95.22%。玉米原浆粉和酶解玉米浆粉的组合复配能够提高粘质沙雷氏菌SD136的发酵效率和2-酮基-D-葡萄糖酸的产量。     

基于2-酮基-D-葡萄糖酸高产的发酵条件优化研究

为了实现异维生素C前体2-酮基-D-葡萄糖酸在沙雷氏菌Serratia sp. FMME043中的高效生产,在30 L发酵罐中对补料策略和发酵条件进行了优化,建立了补料分批发酵工艺。最终确定发酵策略为:溶氧控制在40%,在发酵16、22 h及28 h时分别补加64、80 g和96 g硫酸铵,并且当残糖浓度降至15～25 g/L时,分五次等量补加801 g葡萄糖,优化后,发酵44 h,2-KGA的产量和转化率分别达到268.5 g/L和1.04 g/g,分别比优化前提高了58.4%和9.9%。本研究结果为目前报道的产量和转化率在国内外属领先水平,为2-酮基-D-葡萄糖酸及异维生素C工业化生产打下了坚实的基础。     

固定化醋酸杆菌发酵条件的研究

以海藻酸钠为载体,采用包埋法固定化醋酸杆菌,利用固定化醋酸杆菌进行醋酸发酵,寻求其最优工艺参数。在单因素试验的基础上,确定接种量、起始乙醇体积分数和发酵温度为主要影响因素,采用响应面法的Box-Behnken试验设计对发酵条件进行优化。建立产酸量与影响因子的多元二次回归方程,得到固定化醋酸杆菌进行醋酸发酵的最佳条件为:接种量7.88g/100mL,起始乙醇体积分数4.63%,发酵温度32℃,在此条件下,产酸量的理论值为3.56g/100mL。对最佳发酵条件进行实验验证,结果产酸量为3.51g/100mL,与模型预测基本相符。因此,利用响应面分析方法得到的固定化醋酸杆菌发酵条件参数可靠,具有实用参考价值。     

固定化耶氏酵母提高产γ-癸内酯能力

通过添加凹凸棒石粘土增加了固定化细胞凝胶珠的机械强度,同时疏松了凝胶网格,增加了传质性能,提高了固定化细胞发酵生产γ-癸内酯的能力。其固定细胞制备工艺为:将2%海藻酸钠复合2%凹凸棒石粘土,与9g/100mL耶氏酵母悬液等体积混匀,氯化钙浓度为2%,温度30℃,固化pH为7,时间为4h,制得固定化酵母细胞。发酵条件为:在250mL的三角瓶中装30mL发酵培养基,摇床转速为150r/min,于26℃发酵48h。以此方法生产GDL产量可达4.17g/L,是游离细胞的2.5倍。该固定化细胞重复使用3次后,GDL产量仍可达3.87g/L。     

碘量法测定发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸

在优化样品处理条件的基础上,考察葡萄糖对2-酮基-D-葡萄糖酸测定的影响,改进发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的碘量法测定技术。结果表明,滴定样品溶液所消耗的I2标准溶液的体积、样品溶液中2-酮基-D-葡萄糖酸质量浓度和葡萄糖质量浓度之间存在良好的线性关系,R2>0.9999;该方法精密度、稳定性和重现性良好,2-酮基-D-葡萄糖酸的平均回收率为95.68%,RSD为1.35%（n=5）。该方法准确、快速,操作简便,可用于发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的定量检测。     

产共轭亚油酸瑞士乳杆菌L7固定化条件的研究

对瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus) L7发酵生产c9,t11-CLA的固定化条件进行研究。应用响应面法对细菌固定化的条件进行优化,得到的优化条件为：海藻酸钠质量浓度1.78g/100mL、氯化钙质量浓度3.13g/100mL、固定化时间60.30min,利用在此条件下制备所得的固定化胶珠发酵,c9,t11-CLA的产量达到561μg/mL。固定化细胞重复利用5次后活力没有明显变化,c9,t11-CLA产量保持在549μg/mL。电镜观察发现,固定化胶珠表面及内部为错综复杂的网状通道结构,能够很好的满足物质的传递。结果表明菌体细胞经海藻酸钠固定,可以有效提高菌体的重复利用率,从而降低c9,t11-CLA的生产成本。     

固定化亚油酸异构酶制备及其性质

以海藻酸钠、壳聚糖为载体,分别采用直接包埋、交联-包埋法制备固定化亚油酸异构酶;研究酶的固定化条件和固定化酶的部分性质。结果表明：以海藻酸钠为载体,采用交联-包埋法以戊二醛为交联剂时固定化效果较好;最佳固定化条件为：海藻酸钠质量浓度为3g/100mL,戊二醛质量浓度为0.3g/100mL,CaCl2质量浓度为2g/100mL;固定化酶的最适反应温度为50℃,最适反应pH值为5.0;与游离酶相比,固定化酶的热稳定性显著提高,温度在20～60℃之间较稳定,pH值在2～8之间表现出较好的酸碱耐受性;固定化亚油酸异构酶的Km为0.36mg/mL。连续操作6次固定化相对酶活力仍保持70.6%,与游离酶相比,固定化亚油酸异构酶催化效率约提高了50%。     

海藻酸钠固定瑞士乳杆菌条件优化

采用海藻酸钠固定瑞士乳杆菌,制备具有血管紧张素转化酶(ACE)抑制活性的酸乳,通过单因素试验和L9(34)正交试验确定其最优固定条件。结果表明,最优固定条件是1.5g/100mL海藻酸钠溶液、菌液浓度1:10(m/V)、0.1mol/L CaCl2溶液、固定时间1h。将固定化的瑞士乳杆菌与传统酸乳发酵剂(保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌)复配接入到11g/100mL牛乳中,在37℃条件下发酵至凝乳,凝乳时间为8h,pH值为4.2,凝乳状态好,口感柔和、细腻,成品酸乳ACE抑制活性为70.3%。     

固定化乳酸菌发酵草莓酸奶工艺研究

研究用海藻酸钠包埋乳酸菌发酵草莓酸奶工艺.研究结果表明固定化乳酸菌发酵草莓酸奶的最佳工艺条件为:海藻酸钠溶液浓度为1.5%,含菌种脱脂乳用量为6mL/100mL海藻酸钠溶液,胶珠的添加量为100mL海藻酸钠溶液/100 mL草莓奶液,胶珠直径为2 mm～3 mm,培养温度为40℃,白砂糖添加量为10%,草莓浆添加量15%.连续发酵结果表明固定化乳酸菌发酵草莓酸奶可连续使用10次.     

固定化丙酸菌的初步研究

对丙酸菌固定化的条件进行了研究,固定于海藻酸钠、琼脂、卡拉胶3种载体上的丙酸菌的分批发酵的结果表明,海藻酸钠包埋丙酸菌活性最高。在文中实验条件下,用于固定化的最适海藻酸钠的浓度为4 %。固定化颗粒的直径大小,固定化细胞的质量与发酵液体积比等对产酸速率都有影响。4℃储存4 5d的固定化细胞,其发酵产丙酸活性经4批实验后仍与储存前基本相同。在最适条件下,连续13批次的发酵实验表明,固定化细胞稳定,凝胶颗粒强度无变化,适于连续化生产。与游离丙酸菌比较,固定化细胞的丙酸生成速度加快,丙酸产量明显提高     

海藻酸钠固定灵芝细胞对胞外三萜类产量的影响

采用海藻酸钠和氯化钙对灵芝细胞进行固定,研究包埋法固定灵芝细胞的工艺条件,探讨固定化工艺对灵芝胞外三萜类产量的影响。结果表明:固定灵芝细胞的最佳工艺条件为:4.5%海藻酸钠、2.2%CaCl2、培养基pH值自然,接种40个固定化小球,28℃、110r/min培养12d,胞外三萜类产量为(49.53±1.37)×10-2mg/mL。固定化灵芝细胞较未固定细胞,具有更好的耐酸、耐碱性,长时间培养仍具有较高的产三萜类能力,回收利用次数可达5次。     

固定化混合酶提取番茄红素的工艺研究

使用海藻酸钠固定纤维素酶及果胶酶,对其提取番茄酱中番茄红素的工艺进行了研究。在单因素实验基础上,采用了响应面优化方法,得到的最佳条件为:酶解时间为2.8h,pH为4.0,酶解温度50℃,酶用量为1.00g/100g,在此条件下番茄红素提取量达到3.68μg/mL。固定化混合酶重复循环利用7次以上仍然保持了良好的稳定性。      

双菌微囊化发酵耦合泡沫分离强化乳链菌肽生产的工艺

本研究拟通过共培养乳酸链球菌与酿酒酵母解除产物抑制效应,并将泡沫分离耦合于微胶囊固定细胞发酵强化乳链菌肽（Nisin）的生产。采用液芯微胶囊固定乳酸链球菌和酿酒酵母细胞,并对海藻酸钠和壳聚糖浓度进行优化。结果表明,以乳糖为底物碳源,乳酸链球菌与酿酒酵母的初始接种比例102:1时,共培养发酵液中Nisin效价高达3436.3 IU/mL。海藻酸盐-壳聚糖-海藻酸盐（ACA）液芯微胶囊的制备条件为海藻酸钠浓度15 g/L和壳聚糖浓度5.5 g/L。在微胶囊固定细胞发酵与泡沫分离耦合时间为21 h,分布器孔径180 μm,气体体积流率40 mL/min条件下,Nisin的富集比和回收率分别为5.8和63.1%,总效价为3973.2 IU/mL。本研究建立的双菌微囊化发酵-泡沫分离耦合工艺能够有效解除产物抑制和菌体细胞损失,为高密度、连续发酵生产Nisin奠定了理论基础。     

固定化Amycolatopsis sp.ST2710分段发酵无锡他汀

用海藻酸钠对Amycolatopsis sp.ST2710细胞进行固定化处理。以固定化细胞的机械强度以及分段发酵无锡他汀的转化率为指标,考察了海藻酸钠浓度、CaCl2浓度、固定化时间和包埋菌体量对固定化细胞分段发酵无锡他汀的影响,得到最佳的固定化条件为:海藻酸钠浓度20 g/L、CaCl2浓度10 g/L、固定化时间1 h、包埋菌体量2 mL菌悬液/10 mL凝胶。对固定化细胞分段发酵无锡他汀的特点进行了研究,结果显示:Amycolatopsissp.ST2710经过固定化处理后,大幅度提升了其对底物洛伐他汀的耐受性,显著降低了对发酵培养基中的淀粉需求量,可重复利用。当发酵两阶段pH分别为7.5和5.5、发酵时间分别为48 h和10 h、洛伐他汀添加量3 g/L、转化培养基中淀粉浓度15 g/L时,中间产物Ⅰ对洛伐他汀转化率为64%,无锡他汀对中间产物Ⅰ的转化率为75%。连续发酵5批后,产物转化率仍能维持较高的水平。