黄色短杆菌产L-苏氨酸的中试发酵工艺研究

对黄色短杆菌在发酵罐中产苏氨酸的发酵工艺进行研究.通过单因素试验确定了培养时间、温度、pH和接种量的最优条件.在单因素试验的基础上,利用正交试验确定发酵最优条件.结果证明:在最优试验条件下(温度30℃,pH 7,接种量10％),L-苏氨酸产率为12.14％.     

营养及环境条件对黄色短杆菌WL-10发酵生产L-异亮氨酸的影响

研究了能积累 L 异亮氨酸的黄色短杆菌WL 10的菌体生长规律 ,并讨论了葡萄糖、玉米浆以及磷酸盐等几个主要的营养物质对其积累L 异亮氨酸的影响 ,确定了较优的发酵条件为 :葡萄糖 12 % ,(NH4) 2 SO42 % ,玉米浆 2 % ,KH2 PO40 1% ,MgSO40 0 5 % ,CaCO33% ,种龄 9h ,接种量为 6 %。在此条件下 72h摇瓶产酸可达 2 3%左右。在上述基础上 ,研究了不同温度对WL 10积累L 异亮氨酸的影响 ,提出了分阶段变温控制的操作模式 ,即 0～2 5h ,培养温度为 31℃ ,2 5h后将温度降为 2 8℃ ,采用 5L罐实验 6 0h可积累L 异亮氨酸2 5 %。     

黄色短杆菌生产L-精氨酸发酵条件的优化

通过单因子实验对产L-精氨酸黄色短杆菌发酵生产L-精氨酸的培养基组成及培养条件进行了研究,得到了优化后的发酵条件,在20L发酵罐上产酸率可达65g·L^-1,糖酸转化率达35％。     

L-异亮氨酸的发酵条件

从黄色短杆菌（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍｆｌａｖｕｍ）ＡＴＣＣ１４０６７出发，选育获得一株Ｌ－异亮氨酸高产菌ＺＱ－４．试验结果证明，生物素是ＺＱ－４菌株唯一必需生长因子，生物素或玉米浆用量分别为５０μｇ／Ｌ和２０ｍＬ／Ｌ时可得到较高的产酸率。为了获得较高的Ｌ－异亮氨酸积累量，培养基中葡萄糖质量浓度为１４０ｇ／Ｌ，硫酸铵用量为４０ｇ／Ｌ时较为适宜；以适当的摇瓶装液量改善通风状况可明显提高产酸率。在适宜的发酵条件下，ＺＱ－４经摇瓶发酵培养３ｄ，Ｌ－异亮氨酸积累量可达２８～３０ｇ／Ｌ．     

L-亮氨酸发酵工艺条件的研究

研究了能积累L-亮氨酸的黄色短杆菌TL0412的菌体生长规律，并讨论了葡萄糖、玉米浆以及蛋氨酸等几个主要的营养物质对其积累L-亮氨酸的影响，确定了较优的发酵备件，种龄36h，接种量为10％，在此条件下72h摇瓶产酸可达19．4％。在上述基础上，研究了不同温度、溶氧、pH值对菌株TL0412积累L-亮氨酸的影响，采用10L罐实验64h可积累29．47％亮氨酸。     

葡萄糖流加方式对黄色短杆菌生产L-亮氨酸的影响

利用30 L发酵罐,研究了黄色短杆菌TK0303生产L-亮氨酸的发酵工艺。考察了初始葡萄糖浓度和发酵过程中3种补料策略(分批间歇流加补料、恒葡萄糖浓度流加补料和DO-在线识别流加补料)对菌体生物量、L-亮氨酸产量、副产物含量及糖酸转化率的影响。最终确定:分批补料发酵的初始葡萄糖浓度为60 g/L,葡萄糖补加采用DO-在线识别流加方式。根据溶氧响应信号的特征反馈控制葡萄糖的流加速率,可实现葡萄糖的限制培养,有效减少了发酵副产物的含量,菌体生物量和L-亮氨酸产量得到显著提高,分别为21.8 g/L和41.3 g/L,且糖酸转化率高达22.4%。     

产L-亮氨酸营养缺陷型突变株黄色短杆菌

氨基酸是构成蛋白质的基本单位,是生物体内不可缺少的营养成分,L-亮氨酸是人体8种必需氨基酸之一,也是三种支链氨基酸之一,在医药、食品、饲料、化妆品等行业具有重要的用途.以一株黄色短杆菌为出发菌株,经紫外线、盐酸羟胺和硫酸二乙酯等多次诱变处理,单菌落分离、摇瓶初筛和摇瓶复筛,获得了一株蛋氨酸和异亮氨酸双重缺陷型突变株SFL8-3(Met-,Ile-),摇瓶发酵L-亮氨酸产量达18.98g/L.     

基因敲除降低L-缬氨酸发酵中亮氨酸和异亮氨酸含量的研究

黄色短杆菌(Breviabacterium flavum)是L-缬氨酸生产的重要菌株,但缬氨酸发酵中常出现亮氨酸、异亮氨酸含量超标的问题.本研究敲除编码黄色短杆菌亮氨酸和异亮氨酸合成的关键基因,自主构建得到了工程菌株MH-1000-△ilvA、MH-1000-△leuA和MH-1000-△ilvA△leuA.对这些工程菌株进行摇瓶发酵和50 L罐发酵,结果表明,工程菌株有效地降低了L-缬氨酸发酵液中L-亮氨酸和L-异亮氨酸的含量,对于缬氨酸的高纯度生产具有一定的实际意义.     

产L-亮氨酸营养缺陷型突变株黄色短杆菌SFL8-3的选育

氨基酸是构成蛋白质的基本单位，是生物体内不可缺少的营养成分，L-亮氨酸是人体8种必需氨基酸之一，也是三种支链氨基酸之一，在医药、食品、饲料、化妆品等行业具有重要的用途。以一株黄色短杆菌为出发菌株，经紫外线、盐酸羟胺和硫酸二乙酯等多次诱变处理，单菌落分离、摇瓶初筛和摇瓶复筛，获得了一株蛋氨酸和异亮氨酸双重缺陷型突变株SFL8-3（Met^-，Ile^-），摇瓶发酵L-亮氨酸产量达18．98g／L。     

L-异亮氨酸发酵工艺条件的研究

研究了L 异亮氨酸产生菌Apsm 5 3312 8(Brevibacterium flavum )菌体的生长规律。讨论了葡萄糖、玉米浆的浓度对L 异亮氨酸的积累的影响 ,并且在 30t发酵罐上进行发酵工艺条件的研究 ,通过对通气量、温度、pH值等外环境发酵条件的控制 ,在 30t发酵罐工业化大生产中 ,L 异亮氨酸发酵产酸率达 2 .3～ 2 .5 %。并对其发酵动力学进行了初步的研究     

供氧对L-异亮氨酸分批发酵的影响

对黄色短杆菌L-异亮氨酸高产菌XQ-4(AHVrAECrSucgSGrEthrα-ABrIleHxr)分批发酵供氧需求进行了研究.在2L台式发酵罐中进行分批发酵,当体积传氧系数(Kla)为385h-1左右时,供氧比较适宜,在138g/L的葡萄糖溶液中可产生23.5g/LL-异亮氨酸.     

L-赖氨酸高产菌发酵的研究

在摇瓶条件下对赖氨酸发酵的供氧、初糖浓度等进行了研究,并对氮源硫酸铵、营养因素玉米浆和L-苏氨酸进行了响应面分析试验,得到最优的摇瓶发酵条件.在此基础上,进行了7L自控发酵罐赖氨酸发酵试验.研究结果表明,在7L发酵罐中发酵64 h左右,积累赖氨酸盐酸盐可达161 g/L,糖酸转化率58.3％.     

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％。     

L-异亮氨酸菌种选育及发酵条件优化

以栖糖蜜棒杆菌（Corynedacterium melassecola）ATCC17965为出发菌株。根据代谢控制发酵原理。经硫酸二乙酯和60^Co诱变处理。定向选育出一株L-异亮氨酸产生菌131-5（SG^r＋LeuME^r＋Leu＋AHV^r＋Suc^g＋Eth^r）。在培养基未经优化的情况下产L-异亮氨酸14-15g／L．同时，考察了培养基及发酵每件对茼株产酸的影响，在优化的培养基和发酵条件下积累L-异亮氨酸19．2g／L．最高时可迭21．3g／L．     

L—异亮氨酸产生菌的选育

以黄色短矸菌（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍｆｌａｖｕｍ）ＡＴＣＣ１４０６７为出发菌株，经硫酸二乙酯（ＤＥＳ），紫外线（ＵＶ）和亚硝基胍（ＮＴＧ）逐级诱发处理，α－氨基－β－羟基戊酸（ＡＨＶ），Ｓ－２－氨基乙基－Ｌ－半胱氨酸（ＡＥＣ）磺胺胍（ＳＧ），乙硫氨酸（Ｅｔｈ）α－氨基丁酸（α－ＡＢ），异亮氨酸氧肟酸（ＩｌｅＨｘ）等氨基酸结构类似物及琥珀酸主碳源平板定向筛选，获得一株Ｌ－异亮氨酸高产菌ＺＱ－４     

L-异亮氨酸高产菌育种机理的初步研究

研究了黄色短杆菌生物合成Ｌ－异亮氨酸代谢控制途径，结果表明，选育Ｌ－异亮氨酸高产菌必须首先活化磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（ＰＣ）、天冬氨酸激酶（ＡＫ）、高丝氨酸脱氢酶（ＨＤ）、苏氨酸脱氢酶（ＴＤ）和乙酰羟基酸合成酶（ＡＳ）这五个关键酶，并减弱由丙酮酸激酶（ＰＫ）、柠檬酸合成酶（ＣＳ）、天冬氨酸β－脱羧酶（ＡＤ）、二羟吡啶二羟酸合成酶（ＰＳ）和高丝氨酸－Ｏ－转乙酰酶（ＨＴ）引起的五条分支代谢强度，从而强化生物合成Ｌ－异亮氨酸的主代谢流。根据这一育种思想，以黄色短杆菌（ＢｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍｆｌａｖｕｍＡＴＣＣ１４０６７）为出发菌株，采用相关的氨基酸结构类似物进行定向育种，有目的地活化ＰＣ、ＡＫ、ＨＤ、ＴＤ和ＡＳ等酶，筛选获得的Ｌ－异亮氨酸高产菌ＺＱ－４，产酸达２８～３０ｇ／Ｌ．     

L-异亮氨酸发酵培养基的响应面法优化

借助于SAS软件 ,采用Plackett Burman试验设计法及响应面法分析 ,对L 异亮氨酸产生菌BrevibacteriumflavumTC 2 1进行了发酵培养基的优化研究。在初始发酵培养基的基础上寻优 ,优化后的发酵培养基使TC 2 1菌株的L 异亮氨酸产率提高了 2 2 5 2 %。     

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。     

超声对谷氨酸棒杆菌发酵L-异亮氨酸的影响

为解决谷氨酸棒杆菌发酵产异亮氨酸适应期较长,菌体细胞膜通透性差,异亮氨酸分泌速率慢的问题,实验通过在发酵罐内安装超声棒,探究超声对谷氨酸棒杆菌整个发酵过程中生物量及产酸的影响。研究从超声周期、超声功率、超声频率、超声时间和超声模式5个方面,探究了菌体生物量及产酸的最优条件。结果表明,使用80 W/L、18 kHz的超声波,在菌体适应期、对数生长期及平稳期分别超声2、6、1 h,超声模式设置为开10 s、停30 s,菌体发酵适应阶段缩短至2 h以内,菌体快速进入对数生长期,且对数生长期从2 h延续到24 h,直至40 h结束菌体活力依旧很强,最终菌体干重达到了41.0 g/L,比未超声提高了74.5%; L-异亮氨酸产量达到了39.0g/L,比未超声产酸量提升了69.6%。超声产生的微扰动有利于细胞增殖,同时产生的机械剪切作用增加了细胞膜的通透性,提高了产酸能力。     

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。