毕赤酵母发酵生产甲醇蛋白工艺条件的优化

利用实验室选育驯化出的高产甲醇蛋白的毕赤酵母(Pichia pastorisYM-SCP02)作为甲醇蛋白生产菌种,对甲醇蛋白发酵生产过程中的关键因素进行较为全面的考察和优化,初步确定了摇瓶水平发酵各因素的最优条件为接种量8%,分段发酵温度采用0~36 h,30℃,36~64 h,28℃,初始pH值为5.0,初始甲醇添加量为1.2%,装液量为50 mL/250 mL摇瓶,转速为200 r/min。在此条件下,得到的甲醇蛋白最高产量(细胞干质量)为19.3g/L。     

毕赤酵母发酵产木聚糖酶条件研究

对产木聚糖酶的毕赤酵母进行5L罐发酵研究,确定了5L罐发酵的最佳种龄是24h,最佳接种量是10%.通过对pH值、搅拌转速、温度、空气流量进行正交设计试验,得出结论:pH值和温度是影响产酶的主要影响因子,并结合实际情况,得到5L罐发酵产木聚糖酶的工艺条件:pH值为5.5,温度为30.0℃,空气流量3L/min,搅拌转速为300r/min,发酵130h,毕赤酵母发酵产木聚糖酶的酶活为2780U/mL.     

毕赤酵母液态发酵产木聚糖酶条件研究

用麦麸、米糠农业废弃物作为主要原料生产木聚糖酶,对毕赤酵母液态发酵产木聚糖酶的条件进行研究。结果表明,最适产酶条件:以质量浓度20%的麦麸作为碳源,4%酵母浸膏作为氮源,调节初始pH值5.5,培养温度30℃,摇瓶发酵装液量6%,培养时间130 h,在此条件下毕赤酵母液态发酵产木聚糖酶最高活力达到2192 IU/mL。     

木聚糖酶重组毕赤酵母合成培养基的Plackett-Burman法优化

目的:筛选合成培养基中影响重组毕赤酵母高效表达木聚糖酶的关键成分。方法:首先通过单因素实验和t检验筛选重组毕赤酵母表达木聚糖酶的最佳初始诱导培养基,其次利用Plackett-Burman设计及逐步回归建立培养基成分和响应值间的多元线性回归模型,并筛选出关键培养基成分,最后利用相关系数分析,对非关键成分含量的选取做出合理的取舍。结果:筛选出甘油磷酸钠、硫酸钙、PTM1和硫酸铵是影响重组酵母表达木聚糖酶的关键培养基成分,且当培养基组合为甘油磷酸钠20 g/L,(NH₄)₂SO₄ 2.0 g/L,CaSO₄·2H₂O 2.0 g/L,K₂SO₄ 20.0 g/L,MgSO₄·7H₂O 6.0 g/L,PTM1 8.0 mL/L,甲醇10.0 mL/L,吐温80 2.0 g/L时,木聚糖酶的酶活力和比酶活分别达到2298.4 U/mL和9926.3 U/mg,分别是优化前的3.055倍和3.889倍。结论:Plackett-Burman设计不仅可以显著提升培养基优化目标,还能筛选出关键培养基成分,从而为进一步优化奠定了基础。     

毕赤酵母工程菌发酵木聚糖酶条件的响应面优化

通过单因素实验研究了诱导温度、种龄、p H、甲醇浓度以及诱导时间对毕赤酵母工程菌产木聚糖酶的影响。在此基础上进行响应面优化设计实验,并根据结果拟合小二乘二次项回归方程,探讨了各因素对木聚糖酶比酶活力的影响。确定了最优的发酵培养条件:种龄为31 h,诱导时间104 h,甲醇诱导浓度1%,发酵起始p H4.0,诱导温度为30℃,在此条件下对实验结果进行验证,得到木聚糖酶比酶活力为43526.3 U/mg。      

毕赤酵母产耐热木聚糖酶发酵工艺的研究

对毕赤酵母产木聚糖酶的发酵条件进行优化。单因素实验结果表明,该菌产木聚糖酶的最佳碳源为麸皮,最佳麸皮颗粒大小为超微粉碎,实际发酵选择麸皮颗粒直径0.5mm左右;最佳氮源为酵母膏,最佳种龄为24h,最佳初始培养基pH为5.5;添加吐温-80能有效提高产酶水平。经优化后,木聚糖酶酶活达到1800IU/mL。该酶最适反应温度为70℃。      

毕赤酵母产耐热木聚糖酶发酵工艺的研究

对毕赤酵母产木聚糖酶的发酵条件进行优化.单因素实验结果表明,该菌产木聚糖酶的最佳碳源为麸皮,最佳麸皮颗粒大小为超微粉碎,实际发酵选择麸皮颗粒直径0.5mm左右;最佳氮源为酵母膏,最佳种龄为24h,最佳初始培养基pH为5.5;添加吐温-80能有效提高产酶水平.经优化后,木聚糖酶酶活达到1800IU/mL.该酶最适反应温度为70℃.     

响应面法优化木聚糖酶发酵培养基的研究

采用响应面法对毕赤酵母发酵产木聚糖酶的培养基进行了优化。首先利用Plackett Burman试验设计筛选出影响产酶的3个主要因素,即麸皮水解液浓度、酵母水解液浓度和甲醇添加量。在此基础上用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法确定最佳条件。结果表明,麸皮水解液402.5g/L、酵母水解液49.9 g/L和甲醇添加量为28.1mL/L时,木聚糖酶最大理论酶活为6566.79U/mL。经3次试验验证,实际平均酶活与预测酶活相近,比优化前木聚糖酶酶活提高了23.7%。     

木聚糖酶XynG1-1在毕赤酵母中的表达及发酵条件优化

将来源于Paenibacillus campinasensis G1-1的木聚糖酶编码基因成功整合到毕赤酵母GS115基因组上,构建了高产木聚糖酶XynG1-1的毕赤酵母工程菌。采用响应面法对该工程菌的发酵条件进行优化。首先使用Design-Expert软件进行Plackett Burman实验设计筛选出影响产酶量的3个主要因素,即甲醇含量、生物素含量和培养时间。在此基础上使用Design-Expert软件进行Box-Behnken实验设计,通过响应面分析得出优化的发酵培养条件为:甲醇含量2.28%,培养时间37.29 h,生物素4 mg/L,酵母粉20 g/L,蛋白胨20 g/L,YNB 30 g/L,装液量100 m L/L,转速250 r/min、温度28℃、磷酸缓冲液pH 6.0。经实验验证,优化后的培养条件下胞外重组酶活达到707.2 IU/m L,与响应面预测结果一致,较优化前木聚糖酶酶活提高了7.9倍,较原始菌株产酶量提高了19.8倍。经10 L发酵罐扩大培养之后,重组木聚糖酶的酶活达到2 703 IU/m L。因此,该研究有效提高了木聚糖酶XynG1-1的发酵产量,并且,该重组酶保持了良好的酶学性质,可为工业化生产及应用奠定基础。     

非甲醇诱导重组毕赤酵母表达木聚糖酶的条件优化

以1株表达木聚糖酶的重组毕赤酵母为试材,首先优化了甲醇诱导的培养条件,进而采用甲酸铵作为诱导剂,联合山梨醇或者甲醇诱导重组毕赤酵母表达木聚糖酶。结果表明,甲醇诱导时木聚糖酶活力最高达到3 403.8 U/mL,单位细胞浓度活力为97.5 U/mL OD600。甲酸铵诱导毕赤酵母醇氧化酶1启动子的强度为甲醇诱导时的40.9%。联合0.5%甲酸铵和0.5%山梨醇时木聚糖酶活力为2 032.0 U/mL,单位细胞浓度的木聚糖酶活力为甲醇诱导时的1.54倍。这表明甲酸铵可以作为非甲醇诱导剂诱导毕赤酵母表达外源蛋白,并且联合山梨醇可以使重组毕赤酵母高效表达外源蛋白。     

甜蛋白Monellin在毕赤酵母中的表达及响应面法优化发酵培养基

根据毕赤酵母密码子偏好,人工合成了单链甜蛋白Monellin基因,构建了胞内表达载体pPICZA-Mon,重组载体经SacI线性化后,电击转入毕赤酵母GS115,转化子经PCR分析鉴定后通过甲醇诱导实现了甜蛋白Monellin在毕赤酵母中的胞内表达.采用Design Expert 7.0软件,利用响应面法对毕赤酵母盐培养基进行优化.首先用Plaekett-Burman方法研究发酵培养基各成分对响应值的影响,结果表明酵母提取物、硫酸钙和磷酸缓冲液为3个主要因素;利用最陡爬坡法逼近最大响应区域;最后通过中心组合设计和响应面分析得到最优培养基组成为0.6%酵母提取物,0.03%硫酸钙,0.45%硫酸镁,4%甘油,1.25%硫酸铵,7.7%100mmol/L磷酸缓冲液(pH值为6.0).在优化培养基条件下,工程菌生物量增加0.5倍,蛋白表达量提高近60%.     

响应面法优化里氏木霉产木聚糖酶发酵培养基

采用响应面法对里氏木霉产木聚糖酶的发酵培养基进行了优化。首先利用Plackett-Burman实验设计筛选出影响产酶的3个主要因素:乳糖、玉米浆和KH2PO4。在此基础上运用最陡爬坡路径法逼近最大响应值区域,最后利用响应面分析法确定主要因子之间的交互作用及最佳条件。结果表明,乳糖45.13g/L,玉米浆15.94g/L,（NH4）2SO43g/L,KH2PO42.73g/L,MgSO4·7H2O0.8g/L,无水CaCl20.6g/L,吐温-801mL/L时,木聚糖酶最大理论酶活为855.01U/mL。经5次平行实验验证,实际平均酶活与预测酶活相近,比优化之前的酶活提高了24.1%。      

毕赤酵母工程菌发酵条件的优化

从碳源、生物素、接种比率、甲醇浓度、pH、诱导时间等方面对重组酵母摇瓶发酵条件进行了研究,初步确认了摇瓶水平发酵各因素的最优条件,发现控制适宜的甲醇浓度十分重要。同时,利用30L发酵罐对长时间甲醇诱导发酵做了研究,发现随着发酵时间的增加,分泌蛋白产量先增加然后下降,菌体生长速度放慢,但菌体湿重一直在增加。      

红曲霉固态发酵产木聚糖酶培养基的响应面优化

研究了碳源、氮源、无机盐对红曲霉M2固态发酵产木聚糖酶酶活的影响。在单因素实验的基础上,采用响应面实验设计对红曲霉固态发酵产木聚糖酶的培养基进行了优化,并建立了玉米粉、牛肉膏、K2HPO4变化的二次回归方程,探讨了各因子对木聚糖酶酶活的影响。最终确定适宜的培养基条件为:玉米粉添加量为1.90g、牛肉膏添加量为0.55g、K2HPO4添加量为0.10g;在该条件下可得到红曲霉M2产木聚糖酶的最大酶活,预测值为1550.62U/g,对实验结果进行验证,得到木聚糖酶酶活为1545.38U/g。     

红曲霉固态发酵产木聚糖酶培养基的响应面优化

研究了碳源、氮源、无机盐对红曲霉M2固态发酵产木聚糖酶酶活的影响。在单因素实验的基础上,采用响应面实验设计对红曲霉固态发酵产木聚糖酶的培养基进行了优化,并建立了玉米粉、牛肉膏、K2HPO4变化的二次回归方程,探讨了各因子对木聚糖酶酶活的影响。最终确定适宜的培养基条件为:玉米粉添加量为1.90g、牛肉膏添加量为0.55g、K2HPO4添加量为0.10g;在该条件下可得到红曲霉M2产木聚糖酶的最大酶活,预测值为1550.62U/g,对实验结果进行验证,得到木聚糖酶酶活为1545.38U/g。      

毕赤酵母工程菌产高温碱性脂肪酶发酵培养基的优化

研究毕赤酵母工程菌GS-LM-18产高温碱性脂肪酶的发酵培养基。通过单因素及正交试验对发酵培养基种类、初始pH及甲醇诱导浓度进行优化,并进行10L发酵罐放大培养研究。结果表明,在诱导温度为30℃,甲醇诱导浓度为1.0%时,最优发酵培养基配方为葡萄糖2%,蛋白胨2%,酵母浸粉1.5%,硫酸镁0.05%,磷酸二氢钾0.11%,磷酸氢二钾0.044%;发酵初始pH为8。按优化条件进行10L发酵罐放大培养,获得发酵液酶活高达2 749U/mL,是摇瓶发酵水平的3.9倍,蛋白含量为1.8mg/mL,OD600为290。该毕赤酵母工程菌发酵生产高温碱性脂肪酶,具有工业化生产的潜力。     

大肠杆菌高密度发酵产木聚糖酶发酵条件优化

该试验对木聚糖酶工业大生产条件下的接种量、pH值、培养温度、溶氧、诱导时间、比生长速率进行了单因素优化试验。在此单因素试验基础上,选取对酶活影响较大的比生长速率、溶氧和pH 3个因素进行了正交试验优化。结果表明,优化后的发酵条件为接种量10%,发酵过程中溶氧值30%,生长期控制pH值为7.0,生长期培养温度37 ℃,生长期比生长速率为0.12 h-1,诱导期pH值为6.8,诱导期培养温度为35 ℃,诱导期比生长速率为0.14 h-1,在对数生长中期（OD600 nm=30）时流加诱导培养基。优化后,放罐木聚糖酶活力最高可达149 000 IU/mL。该研究提升了大生产条件下的木聚糖酶活力,为木聚糖酶的工业化生产提供了指导。     

产木聚糖酶毕赤酵母工程菌株构建及表达条件优化研究

将黑曲霉XZ-3S木聚糖酶Xyn43A成熟肽基因插入表达载体p PIC9K,重组质粒SalⅠ线性化后分别电击转化2种毕赤酵母GS115和KM71,转化液经MD平板、G418浓度梯度平板和摇瓶复筛,获得两株重组菌GS115/Xyn43A（Mut⁺）和KM71/Xyn43A（Mut^s）。其中GS115/Xyn43A菌株最优表达条件为:甲醇浓度2.0%,接种时间24 h,诱导时间108 h,诱导温度30℃、诱导培养基初始p H6.3;KM71/Xyn43A菌株最优表达条件为:甲醇浓度1.75%,接种时间26 h,诱导时间132 h,诱导温度30℃、诱导培养基初始p H6.5。在最优表达条件下两重组菌GS115/Xyn43A和KM71/Xyn43A比酶活力分别可达139.36、143.29 U/mg。      

木聚糖酶产生菌Gh-5培养基配方及发酵条件的优化

研究培养基组分与发酵工艺条件对试验菌株Gh-5产木聚糖酶的发酵影响,并对木聚糖酶的酶学性质进行初步研究。结果表明,该菌最适发酵产酶培养基组分为甘露糖15 g/L,氯化铵10 g/L,ZnSO4 0.3 g/L,KH2PO4 0.5 g/L;最适发酵条件为温度37 ℃;pH值为8.0;接种量14 %;发酵培养生长周期36 h。木聚糖酶产生菌株Gh-5发酵优化后的酶活力为114.64 U/mL,较优化前38.02 U/mL提高了201.53%。木聚糖酶酶学性质研究结果表明,木聚糖酶酶活最适pH值为8.0;最适温度为65 ℃;Zn2+对木聚糖酶酶活有较好促进作用。     

酵母发酵生产甘露醇的培养基优化

对一株产甘露醇酵母菌的发酵培养基进行了研究,通过Minitab软件包中的分部因子设计(FFD)、响应曲面法(RSM)分析了培养基中果葡糖浆、酵母粉、(NH 4)2SO 4、K H 2PO 4、MgSO 4·7H 2O等组分对酵母发酵产甘露醇量的影响,建立了相关的拟合方程,实现了培养基优化。结果表明,优化后的培养基配方为:果葡糖浆129.8g/L,酵母粉0.1g/L,(NH 4)2SO 4 2.2g/L,KH 2PO 4 0.6g/L,MgSO·47H 2O 0.5g/L,在此培养基条件下培养发酵液中的甘露醇浓度可达到27.85mg/ml。