面向规模化应用的竹荪多糖液态深层发酵工艺优化

利用规模化生产工艺提高竹荪菌丝体胞内多糖得率,通过对竹荪菌丝体液态深层发酵培养基组分的筛选,采用单因素试验与Box-Behnken响应面法确定竹荪菌丝体液态深层发酵的最佳培养基配方为:葡萄糖32.3 g/L,酵母粉4.5 g/L,磷酸二氢钾2.1 g/L,硫酸镁2.5 g/L。在此条件下竹荪胞内多糖得率的预测值为1.23 g/L,摇瓶实验验证胞内多糖得率为1.19 g/L,与预测值相当。在5、30 L和50 L发酵罐中验证胞内多糖得率分别达到1.43、1.28 g/L和1.26 g/L,分别高于预测值16.26%、4.06%和2.43%。本研究优化获得的竹荪菌丝体液态深层发酵工艺有效促进了竹荪胞内多糖的高产,该工艺可为竹荪多糖的规模化生产应用提供较好的参考。     

高产胞外多糖沙棘根瘤内生细菌的筛选、鉴定及其发酵条件优化

目的:从6株产胞外多糖的沙棘根瘤内生细菌中,筛选出高产胞外多糖的菌株,并对其进行鉴定和发酵条件优化。方法:利用苯酚-硫酸法联合DNS法测定菌株胞外多糖产量,筛选高产胞外多糖菌株;利用形态学观察、生理生化特征及16S rRNA基因序列分析法对高产胞外多糖菌株进行鉴定;利用单因素实验法优化产多糖的发酵培养基与发酵条件,并利用正交实验法进一步优化培养基中蔗糖、KNO₃、KH₂PO₄的最适添加量。结果:筛选得到一株高产胞外多糖菌株TT207,鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。经条件优化,确定其高产胞外多糖的最优培养基组分为蔗糖50 g/L,KNO₃ 10 g/L,KH₂PO₄ 8 g/L;最佳发酵条件为:培养时间48 h,培养温度34℃,初始pH6.5,接种量4%,装液量70 mL/250 mL,摇床转速140 r/min。利用优化后的发酵条件,菌株胞外多糖产量提高了6.04倍。结论:高产胞外多糖菌株枯草芽孢杆菌TT207在最优发酵条件下,胞外多糖产量达到12.39 mg/mL,是一株具有开发潜力的胞外多糖生产菌株。     

Cellulomonas sp.GJT07产果聚糖的发酵工艺研究

以Cellulomonassp.GJT07作为发酵菌株,对其胞外多糖的发酵工艺进行了研究,考察了不同碳源、氮源、培养基初始pH、发酵温度、通气量等因素对菌种产糖的影响,建立和优化了胞外多糖摇瓶发酵培养基配方、发酵工艺及发酵条件,胞外多糖实际产量达15 g/L。研究了发酵过程中菌体生物量、pH值、产物多糖积累量的动态变化。多糖组成分析实验表明,该菌株所产胞外多糖为果聚糖。     

工业生产中耐高温α-淀粉酶发酵培养基的优化研究

通过对一株高产耐高温α-淀粉酶的地衣芽孢杆菌摇瓶发酵工艺的优化,以及在摇瓶和20 L发酵罐上进行的耐高温α-淀粉酶液态发酵工艺条件的试验研究,确定发酵培养基所采用的最佳氮源为豆饼水解液,最佳碳源为玉米粉液化液.正交试验结果表明:优化摇瓶发酵培养基配方为玉米液化液12.5%,豆饼粉5%,豆饼水解液2.5%,(NH4)2SO40.5%,摇瓶产酶活可达5 000 U/mL,比优化前提高了10%,20 L发酵罐产酶活达到了12 000 U/mL.     

不同金属离子对灵芝多糖液态发酵的影响

研究不同金属离子对灵芝多糖含量的影响,发现K+、Mg2+和Fe2+可以促进灵芝多糖液态发酵,其中含Fe2+发酵培养基所产生物量和多糖最多,分别为7.299 g/L和0.720 g/L。在种子液培养基基础上加入0.2%Fe2+更有利于灵芝多糖产量的提高;在整个发酵罐扩大培养过程中,胞外粗多糖含量均是先上升后下降,在1 d～3 d时,胞外粗多糖含量呈轻微上升趋势,变化幅度较小。4 d～6 d时,胞外粗多糖含量有明显的上升趋势,而pH变化幅度较小,利于灵芝菌体产生多糖。在6 d时达到最大值。在同等条件下进行的发酵罐扩大培养摇比摇瓶发酵培养所得含量略高。说明发酵罐培养比摇瓶培养更利于生产灵芝多糖。     

正红菇液体发酵培养基和发酵条件的研究

研究了正红菇(Russulavinosa)在发酵过程中菌丝体及胞外多糖产量的变化趋势,碳源、氮源、无机盐以及发酵温度、pH值、时间和装液量等因素对正红菇液体深层发酵菌丝产量的影响。结果表明,蔗糖为最佳碳源,酵母膏为最佳氮源,优化培养基配方为蔗糖40g/L,酵母膏9g/L,KH2PO42g/L,MgSO41g/L;最适菌丝体生长的液体发酵条件:培养温度28℃￣30℃,初始pH值为5.5￣6.5,250mL三角瓶装液量为50mL￣60mL,发酵时间为5d。通过优化培养基和发酵条件,胞外多糖产量达到4.96g/L,菌丝体生物量达到22.34g/L。     

重组蔗糖异构酶在短短芽孢杆菌中的表达及发酵优化

对重组菌株Brevibacillus choshinensis/pNCMO2-SI摇瓶发酵产蔗糖异构酶进行研究,进一步探讨了3 L发酵罐不同发酵条件对菌体生长及产酶的影响。结果表明,摇瓶发酵后胞外酶活为50 U/mL,最优3 L发酵罐培养条件为:初始碳源为葡萄糖质量浓度10 g/L,初始氮源为多聚蛋白胨、牛肉浸膏质量浓度各15 g/L,发酵温度30℃,溶氧30%,在此条件下得到的最高酶活为275 U/mL。为了探索启动子对蔗糖异构酶表达的影响,分别选取来源于枯草芽孢杆菌的启动子Papr-E,Pnpr-E,Pamy以及来源于巨大芽孢杆菌的启动子Pxyl进行研究。结果表明,使用启动子Papr-E的表达量最高。进一步优化摇瓶发酵条件,重组菌株BCpNapr-SI摇瓶发酵的胞外上清酶活为137 U/mL,在此条件下进行3 L发酵罐发酵,最终发酵上清胞外酶活为485.5 U/mL,是未优化启动子的1.76倍。     

枯草芽孢杆菌M364高产抗菌肽Bacillomycin D工业培养基优化

为降低抗菌肽工业发酵的生产成本,提高抗菌肽Bacillomycin D产量,在单因素基础上采用Plackett-Burman实验,寻找原始培养基6010中对Bacillomycin D产量影响显著的营养因素,并通过Central Composite Design响应面法对发酵培养基配方进行优化。结果表明:影响最显著的3个因素为:麦芽糖浆、尿素、MgSO₄·7H₂O。最佳工业发酵培养基配方为:麦芽糖浆46 g/L,尿素0.72 g/L,MgSO₄·7H₂O 0.35 g/L,玉米浆16 g/L,(NH₄)₂SO₄3 g/L,K₂HPO₄ 7 g/L,MnSO₄·H₂O 0.05 g/L。优化后,枯草芽孢杆菌M364摇瓶发酵Bacillomycin D产量达到(620.2±13.9)mg/L,比优化前(415.5±9.8)mg/L提高了50%,是常用Landy发酵培养基(240±20.6)mg/L的2.6倍;19 L发酵罐Bacillomycin D产量为(890.6±20.1)mg/L,相比优化后摇瓶的产量提高了44%,较原始6010培养基提高了1.14倍。本研究提供的培养基可同时达到高产,降低成本,缩短发酵时间的效果。     

基于黑木耳菌Aas1502液态深层发酵培养基组成的优化

以胞外多糖产量和菌丝体干重为检测指标,优化黑木耳菌Aas1502胞外多糖液态深层发酵培养基组成。通过单因素试验确定培养基碳源和氮源种类及培养基中碳源、氮源、KH_2PO_4和MgSO_4·7H_2O的浓度。利用正交试验进一步优化,并通过方差分析最终确定优化培养基组成为:马铃薯淀粉20g/L、葡萄糖20g/L、蛋白胨4g/L、KH_2PO_4 1.5 g/L、MgSO_4·7H_2O 0.2 g/L,此时胞外多糖产量和菌丝体干重,分别为9.36g/L和12.27 g/L,胞外多糖比优化前提高了1.48倍为后续利用深层发酵提取黑木耳多糖提供了理论基础。     

铜色牛肝菌活性胞外多糖的发酵优化研究

选择发酵液中的胞外多糖含量为生物指标,对其进行培养基(碳源、氮源、无机盐)和环境条件(p H、温度)的优化,最后确定了蔗糖50 g/L,酵母粉5 g/L的最优培养基和温度=25℃,p H=6的最优培养条件;用优化后的条件通过5 L式发酵罐发酵培养铜色牛肝菌,5天后胞外多糖产量达1.84 g/L。胞外多糖经除蛋白后,通过ABTS、DPPH、临二氮菲法测其抗氧化性,结果表明其胞外多糖具有很好的抗氧化能力。     

深层发酵生产红菇菌丝体和多糖的培养基优化研究

研究了采用液体发酵法生产红菇菌丝体及红菇多糖的发酵培养基。研究了碳源、氮源和金属离子对红菇细胞生长及红菇多糖的影响。结果表明:葡萄糖作为最佳碳源有利于细胞生长和胞内外多糖等代谢产物的积累而获得高的多糖产率;酵母膏作为最适氮源能获得最高的菌丝生物量、胞外多糖产量和多糖产率,尽管此时胞内多糖处于一个稍低水平;金属离子也对细胞生长具有影响,在锌离子存在的情形下能够获得最佳的细胞生长及代谢产物累积效果。在最优化培养基的条件下,细胞干重、胞外多糖、胞内多糖、总多糖及多糖产率分别达到20.94g/L,1.54g/L,78.11mg/g,2.95g/L和8.13%。     

富硒香菇多糖发酵工艺的优化及其抗氧化活性

本试验利用香菇作为载体,Na₂SeO₃为添加的硒源,优化富硒香菇多糖的发酵条件并研究其抗氧化活性。采用单因素试验考察了培养基pH、硒灭菌方式、硒添加时间、硒添加量和发酵时间对富硒香菇多糖的影响,并通过 Box-Benhnken实验设计和响应面分析法确定最优发酵条件。在优化条件下得到富硒香菇多糖,并利用DPPH自由基清除能力研究其抗氧活性。结果表明:当培养基pH调至4.16,发酵至第162 h时,向发酵液中添加7.97 mg/L过滤除菌的Na₂SeO₃溶液,发酵11 d,富硒香菇胞内多糖提取量可达到71.54 mg/100 mL;当培养基pH调至4.01,发酵至第191.5 h时,向培养基中添加6.68 mg/L过滤除菌的Na₂SeO₃溶液,发酵11 d,富硒香菇胞外多糖提取量可达到853.96 mg/100 mL。DPPH自由基清除实验结果表明,抗氧化活性大小依次为富硒香菇胞内多糖 > 香菇胞内多糖 > 富硒香菇胞外多糖 > 香菇胞外多糖。硒的添加不仅促进香菇菌丝的生长及多糖的累积,同时也提高了其抗氧化活性,对DPPH有较好的清除作用。     

柳蘑菌丝体高产多糖发酵条件优化及其多糖组分分析

目的:优化柳蘑菌丝体高产多糖发酵条件并对其多糖组分进行分析。方法:通过单因素实验,研究碳源、氮源、生长因子对柳蘑菌丝体和多糖含量的影响,并采用正交试验优化其培养基配方。进一步通过单因素实验研究温度、接种量、pH和发酵时间对柳蘑菌丝体的影响,结合正交试验确定最佳发酵条件,并通过气相色谱法分析其多糖的组成成分。结果表明,柳蘑菌丝体发酵最优培养条件为葡萄糖2.5%,蛋白胨1%,VB₂0.006%,硫酸镁0.1%,温度25℃,接种量15%,pH4,发酵时间10 d,在此条件下,柳蘑菌丝得率为(11.50±0.29)g/L,多糖含量达到(1.330±0.035)g/L。气相色谱分析结果表明,柳蘑菌丝体分别由L-鼠李糖、L-阿拉伯糖和D-半乳糖组成。结论:本研究条件能够提高菌丝体多糖产量,可作为柳蘑菌丝体高产多糖的发酵条件。     

丹参内生镰刀菌HBG16胞外多糖发酵条件优化及其抗氧化能力

目的:优化丹参内生镰刀菌HBG16发酵工艺条件来提高胞外多糖产量,并分析其抗氧化能力。方法:通过单因素实验和响应面试验对产胞外多糖丹参内生镰刀菌HBG16的碳源、氮源、接种量、pH四个因素进行优化;通过凝胶渗透色谱法(GPC)进行样品单糖组成分析;通过DPPH法测定胞外多糖抗氧化能力。结果:通过单因素实验确定内生镰刀菌HBG16的碳源为麦芽糖,氮源为酵母粉,pH为6.0,接种量为6%;经响应面试验确定最佳发酵条件为麦芽糖32 mg/mL,酵母粉2.6 mg/mL,pH为6.0,接种量6%,在此优化条件下,发酵液胞外多糖的含量达到0.95 mg/mL,与预测值的偏差为2.06%。多糖主要由半乳糖组成,含量为52.09 mg/kg。随着胞外多糖浓度的增加,对DPPH自由基清除率增加。多糖清除DPPH自由基的IC₅₀为0.38 mg/mL。结论:在优化的培养条件下,丹参内生镰刀菌HBZ16胞外多糖产量由0.11 mg/mL提高到0.95 mg/mL,为真菌多糖的工业化利用奠定了基础。     

一株产中性蛋白酶菌株的筛选及其发酵产酶条件优化

目前,低酶活及原料高成本严重制约了蛋白酶工业的发展,本研究采用透明圈法和摇瓶发酵法筛选出1株产中性蛋白酶的菌株,经形态学观察、生理生化实验以及16S rDNA序列分析鉴定为贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）,并命名为ppr3,通过单因素实验和响应面试验对发酵培养基成分及发酵条件进行优化,结果表明:当发酵温度33 ℃,接种量8.5%（v/v）,初始pH5.7,乳糖5.55 g/L、菜粕31.89 g/L、酵母浸粉7.09 g/L、吐温80 0.03%、MgSO₄ 0.04%、K₂HPO₄ 0.04%时,蛋白酶活为500 U/mL,相较于未优化前提高了132%。将菜粕作为培养基的发酵氮源,在一定程度上降低了成本,为农副产品的再利用提供了一个新途径,也为后续工业化生产奠定了研究基础。     

不同发酵条件对酿酒酵母产胞内胞壁多糖的影响

为提高酿酒酵母产多糖能力,了解酿酒酵母生长情况、代谢中间产物等特性,实现对酵母菌的综合利用,进一步扩大微生物多糖来源范围,本文对酿酒酵母发酵培养基中的碳源、氮源及碳源、氮源浓度配比对胞内及胞壁多糖产量的影响进行了研究,同时通过正交试验,对pH、装液量、时间、接种量等发酵条件进行了优化。得出发酵培养基最佳组合：葡萄糖5%、酵母浸粉0.5%、KH2PO40.1%。用此培养基,胞内多糖高产最佳发酵条件为培养基初始pH 5.0,装液量60mL/250mL,接种量为5%,发酵时间为2d,产量可达5.650mg/mL;胞壁多糖高产最佳发酵条件为初始pH为5.0,装液量为50mL/250mL,接种量为5%,产量为0.489mg/mL。     

十种真菌多糖对酸奶发酵剂发酵特性的影响

为了促进真菌多糖的开发利用,本研究选取金针菇多糖、杏鲍菇多糖、银耳多糖、木耳多糖、茯苓多糖、牛肝菌多糖、云芝多糖、灵芝多糖、虫草多糖和草菇多糖共十种真菌多糖,探究真菌多糖对酸奶发酵剂发酵特性的影响。结果表明：金针菇多糖、杏鲍菇多糖、银耳多糖、木耳多糖、云芝多糖、灵芝多糖、虫草多糖共七种真菌多糖均对发酵剂发酵特性起显著性促进作用(P<0.05),且最佳添加量分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.2%、0.6%、0.2%、0.2%;而茯苓多糖、牛肝菌多糖、草菇多糖共三种真菌多糖对发酵剂发酵特性无显著性作用。通过单因素实验进一步研究发现,添加量为0.2%的木耳多糖对酸奶发酵剂产酸、产黏和乳酸菌生长更有利。0.2%木耳多糖酸奶的pH最低(pH4.3)、黏度最大(1300 mPa·s)、质构特性最优(硬度为195.12±8.13 g、黏聚性为8.70±1.74 mJ、胶着性为78.62±3.56 g)、活菌数较高(1.6×10⁸ CFU/mL)感官评价满意度高(得分94.08/100)。本研究探究了真菌多糖对酸奶发酵剂发酵特性的影响,为开发一种以真菌多糖为益生元的新...