产3-羟基丁酮菌株的筛选及产物分析

从日本传统食品纳豆中分离筛选获得1株产3-羟基丁酮的菌株SF4-3,以葡萄糖为主要碳源,该菌株在37℃,180 r/min摇瓶培养96 h,3-羟基丁酮产量为33.90 g/L,利用气相色谱及气相色谱-质谱联用对菌株SF4-3的发酵液进行分析,结果表明主产物为3-羟基丁酮,纯度为95%以上,不产2,3-丁二酮或2,3-丁二醇。根据形态特征、生理生化特征及16S rDNA序列分析,该菌株被鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。     

高产3-羟基-2-丁酮、2,3-丁二醇菌株的筛选及其应用研究

研究从古井贡酒窖泥中筛选出了一株高产3-羟基-2-丁酮、2,3-丁二醇的功能菌,编码为GJJN BL0101,结合功能菌的形态学特征、Biolog微生物鉴定及分子生物学鉴定结果,该菌种为解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens),其代谢产物3-羟基-2-丁酮为6000mg/L、2,3-丁二醇为30000mg/L。同时我们对该功能菌在白酒酿造中的应用进行了初步研究,将功能菌发酵液按一定比例加入出池酒醅进行蒸馏,可大幅提高基酒中3-羟基-2-丁酮、2,3-丁二醇的含量,研究结果表明,该菌株在发酵工业中具有应用潜力。     

响应面法优化枯草芽孢杆菌3-羟基丁酮发酵培养基

采用响应面法对枯草芽孢杆菌TH-55 3-羟基丁酮发酵培养基进行了优化,确定了葡萄糖、酵母浸膏和玉米浆是影响菌株3-羟基丁酮发酵产率的主要因素.优化获得的发酵培养基组成:葡萄糖102g/L,酵母浸提物6.8g/L,玉米浆26.5g/L,硫酸铵5g/L,硫酸锰0.05g/L,硫酸镁0.6g/L,磷酸二氢钾0.5g/L.在此条件下,菌株摇瓶发酵3-羟基丁酮平均产率达到46.25g/L,较优化前的菌株产率35.21g/L相比提高了31％.10L发酵罐发酵试验,发酵周期72h,3-羟基丁酮发酵产率达到47.85g/L.     

一株高产3-羟基丁酮枯草芽孢杆菌的构建

以产3-羟基丁酮枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)TH-49(Val-)和产α-乙酰乳酸脱羧酶地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)AD-30为亲本菌株,以聚乙二醇为融合促进剂,进行原生质体融合获得融合子,融合子经再生、筛选等过程,最终获得高产3-羟基丁酮菌株HB-32,该菌株3-羟基丁酮产量高达49.64 g/L,比菌株TH-49(Val-)提高了61.8%,且遗传稳定性良好。进一步采用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术,从分子水平上分析了高产3-羟基丁酮菌株HB-32与亲本菌株基因组的变化。结果表明,枯草芽孢杆菌(B. subtilis)TH-49(Val-)和地衣芽孢杆菌(B. licheniformis)AD-30原生质体融合成功,提高了融合子HB-32 3-羟基丁酮产量。     

2,3-丁二醇调控四甲基吡嗪及乙偶姻合成菌产物产量的研究

发酵初期在枯草芽孢杆菌发酵培养基中添加2,3-丁二醇(2,3-BD)可以调控发酵产物乙偶姻,四甲基吡嗪(tetramethylpyrazine,TTMP)的产量。随着2,3-BD添加量的增加,所产乙偶姻和TTMP的量随之增加,当2,3-BD的添加量≥4.0 g/L时,乙偶姻和TTMP的产量不再增加。同时,枯草芽孢杆菌的生物量、糖转化率也随之变化。该调控方法对枯草芽孢杆菌的分子改造菌株(Δbdh A)调控产乙偶姻和TTMP的产量影响不大。     

利用地衣芽孢杆菌发酵生产3-羟基-2-丁酮初步研究

初步研究了摇瓶条件下地衣芽孢杆菌发酵生产3-羟基-2-丁酮的工艺条件。分析了摇瓶发酵中菌体生长、产物合成和pH的变化情况;考察了发酵温度、装液量、种龄、接种量等条件对发酵的影响;研究了地衣芽孢杆菌利用不同碳源发酵生产3-羟基-2-丁酮的情况,选取了最适碳源,在此基础上进行了补糖试验;最后采用正交试验方法对培养基进行了优化。在优化的发酵条件下,采用分批补糖的工艺,摇瓶发酵产量可稳定在20 g/L以上,为3-羟基-2-丁酮的工业化生产提供了一定的基础。     

紫外诱变选育高产3-羟基丁酮枯草芽孢杆菌

选育高产3-羟基丁酮的枯草芽孢杆菌新菌株。采用紫外诱变(15W,25cm),对一株产3-羟基丁酮枯草芽孢杆菌YD-1进行紫外诱变处理,并对菌株的遗传稳定性进行测定。筛选获得4株高产菌MB-2、MB-6、MB-10和MB-11,经过20代传代培养后MB-2的遗传稳定性最好,其遗传物质经RAPD分析,与出发菌株YD-1相比有较大差异。该菌遗传性状稳定,是一株高产3-羟基丁酮的新菌株。     

高效液相色谱法检测枯草芽孢杆菌发酵液中乙偶姻和2,3-丁二醇含量

枯草芽孢杆菌可发酵代谢产生乙偶姻和2,3-丁二醇(两者可逆转化),本研究建立了用高效液相色谱法同时检测发酵液中乙偶姻和2,3-丁二醇的方法。对比了不同色谱柱和流动相配比对乙偶姻和2,3-丁二醇含量的测定结果,进一步检测枯草芽孢杆菌发酵液中乙偶姻和2,3-丁二醇含量。结果表明:采用Bio-Rad Aminex HPX-87H Column分析;流动相:0.005 mol/L的硫酸溶液;流速:0.5 mL/min;柱温:28℃;示差检测器,在30 min内完成样品检测,乙偶姻和2,3-丁二醇标准曲线相关系数分别为0.9997和0.9998,精密度标准偏差分别为1.76%和1.74%,稳定性标准偏差分别为1.2%和1.6%,回收率为98.93%~102.10%,相对标准偏差≤ 2%。此方法简单准确,检测目标物浓度为50 g/L,检测结果重现性好,发酵液中乙偶姻和2,3-丁二醇含量呈负相关,乙偶姻的含量随着2,3-丁二醇的增加而降低,该方法适合枯草芽孢杆菌发酵液中乙偶姻和2,3-丁二醇的发酵检测。     

产γ-PGA的菌种筛选及发酵条件的优化

目的从不同的豆类发酵食品中分离筛选产γ-多聚谷氨酸的高产菌株,并优化其发酵条件。方法通过菌株的分离初筛、形态观察、生理生化特性分析、DNA序列测定以及系统发育树分析鉴定菌株。经测定发酵曲线,并设计以发酵温度、转速、装液量、接种量为试验因素的L_9(3~4)正交试验优化其发酵条件。结果菌株A_5与枯草芽孢杆菌的特性相似,由基因序列同源性比对结果可知,该菌与菌株编号为FJ441062枯草芽孢杆菌的同源性最高,达到99.0%,所筛选的菌株A5鉴定为枯草芽孢杆菌。确定其适宜的发酵条件为:温度30℃,初始pH为6.0,接种量2%,转速200 r/min,培养时间72 h。优化发酵条件后,γ-PGA产量为12.12 g/L。结论枯草芽孢杆菌A_5能够发酵产生γ-多聚谷氨酸,培养条件对γ-多聚谷氨酸的产量影响很大。     

茅台大曲中3株芽孢杆菌代谢产物的比对分析

从茅台酒生产用大曲中分离纯化得到3株芽孢杆菌,分别是地衣芽孢杆菌MTDB-01、地衣芽孢杆菌MTDB-02和枯草芽孢杆菌MTDB-03。在制曲工艺条件下,对3株芽孢杆菌分别进行纯种固态发酵,分析比对其代谢产物。结果表明,其共同的代谢产物为:3-羟基-2-丁酮、2,6-二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、四甲基吡嗪、呋喃扭尔、异戊酸、2-甲基-2-丁烯酸、2,3-丁二醇、β-苯乙醇和苯乙酸。初步明确这3株芽孢杆菌在茅台大曲生产过程中对茅台大曲风味的贡献。     

紫外诱变筛选低自溶高产2,3-丁二醇的地衣芽孢杆菌突变子

地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)为GRAS菌株,可用于大规模生产2,3-丁二醇。地衣芽孢杆菌BL41细胞自溶现象严重,导致发酵过程中生物量下降,减少了2,3-丁二醇的生成。通过紫外诱变,在筛选平板上共获得61株自溶水平较低的突变子,采用肌酸比色方法,分析了突变子合成乙偶姻的水平。在摇瓶发酵中,突变子BL41-103、BL41-196和BL41-213的2,3-丁二醇产量较高。进一步采用四联发酵罐对上述突变子发酵水平进行测定,突变子BL41-196在发酵44 h时的2,3-丁二醇产量最高,为65.1 g/L,比出发菌株BL41提高了36.0%。     

甲基营养型芽孢杆菌产3-羟基丁酮的微孔板发酵培养基优化

为获得一种高效、快速的筛选高产3-羟基丁酮菌株的方法,首先对诱变后的34株突变株分别进行摇瓶发酵和48孔板发酵,验证两种方法之间的相关系数R为0.806 2,表明两种方法具有较好的一致性,48孔板可以用于产3-羟基丁酮菌株的大批量筛选。然后采用响应面分析法对48孔板发酵培养基组分进行优化。结果表明,在优化的条件下,3-羟基丁酮产量达到41.17 g/L,比优化前提高了30.08%,且3-羟基丁酮转化率由原来的27.31%提高到33.12%。     

酱香型酒醅产香芽孢杆菌的分离鉴定及其代谢产物分析

本文研究了酱香型酒醅中的产香芽孢杆菌及其优势代谢产物。通过平板分离法从酱香型酒醅中筛选出5株芽孢杆菌,采用PLFA技术对其鉴定,分别为:蜡样芽孢杆菌(Bacillus ereus)、泛酸枝芽孢杆菌(Virgibacillus pantothenticus)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis);革兰氏染色试验结果说明:这五类菌株均为革兰氏阳性菌;生化分析发现:枯草芽孢杆菌产淀粉酶能力最强,巨大芽孢杆菌蛋白质水解能力最强;以高粱粉为底物进行固态发酵,采用GC-MS分析技术对发酵代谢产物进行分析表明:菌株的优势产物主要为3-羟基-2-丁酮,另外还有少量的2,3-丁二醇和酯类等芳香物质。蜡样芽孢杆菌、泛酸枝芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌这五类菌株是酱香型白酒主要的产香功能菌。     

金属离子对枯草芽孢杆菌发酵产γ-聚谷氨酸的影响

聚谷氨酸(γ-PGA)发酵黏度大、产能小,直接影响γ-PGA的推广应用。为提高γ-PGA的发酵产量,旨在探究金属离子对枯草芽孢杆菌发酵产γ-PGA的影响,以自行选育的枯草芽孢杆菌FRD215为出发菌株,采用单因素试验和正交试验,探讨6种金属离子对枯草芽孢杆菌发酵产γ-PGA的影响。摇瓶试验结果表明,钙、锰、铁离子可促进枯草芽孢杆菌产γ-PGA,钠、铜、锌离子对枯草芽孢杆菌产γ-PGA无明显影响。在发酵培养基中同时添加0.8g/L CaCl₂、0.02 g/L FeCl₃·7H₂O和0.1 g/L MnSO₄·H₂O,γ-PGA产量达53.34 g/L,比优化前至少提高40.0%以上。试验结果对枯草芽孢杆菌FRD215大规模生产和应用具有指导意义。     

枯草芽孢杆菌发酵生产聚-γ-谷氨酸的条件优化

为提高聚-γ-谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,γ-PGA)产量,降低其生产成本,利用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),采用单因素试验及正交试验优化法,探究培养基组分及发酵条件对γ-PGA发酵产量的影响。结果表明:最佳培养基组成和培养条件为:蔗糖5%,谷氨酸钠6%,氯化铵0.3%,磷酸氢二钾2%,磷酸二氢钾0.1%,硫酸锰0.003%,p H 7.0,接种量为3%,发酵温度33℃,发酵时间48 h。与未优化前γ-PGA产量(15.8 g/L)相比,经优化后的产量达20.8 g/L,提高了31.65%。     

木糖发酵高产2,3-丁二醇菌株的选育

以肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)CICC10011为出发菌株,进行紫外诱变选育。通过2,3-丁二醇抗性和产酸能力对诱变菌株进行初筛,发酵后23,-丁二醇产量检测进行复筛,获得6株高产2,3-丁二醇的肺炎克雷伯氏菌,其中产量最高的一株诱变菌U3-17,与出发菌株相比,产量提高了21.5%。在摇瓶批式补料发酵中,诱变株U3-17的23,-丁二醇产量达49.3 g/L。     

木糖母液发酵生产2,3-丁二醇的研究

对4株2,3-丁二醇生产菌株利用木糖的能力进行比较,其中肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae CICC10011)具有最佳的发酵性能,并以该菌为出发菌株对其利用木糖母液发酵2,3-丁二醇进行研究。首先通过单因素试验研究木糖母液和氮源对2,3-丁二醇发酵的影响,然后采用L(93)4正交试验优化发酵培养基的主要成分,优化后的培养基组分为,木糖母液90 g/L,玉米浆12 g/L,K2HPO47 g/L,KH2PO42 g/L,(NH)42SO42 g/L,柠檬酸钠3 g/L,MgSO.47H2O 0.1 g/L,FeSO.47H2O 0.005 g/L,MnSO.47H2O 0.005 g/L,ZnSO.47H2O 0.01 g/L。在优化后的发酵培养基中进行摇瓶发酵,72 h发酵2,3-丁二醇浓度为35.7 g/L,比优化前增加了7.5 g/L,2,3-丁二醇得率达到了理论得率的92%。     

枯草芽孢杆菌BSG1产蛋白酶发酵条件优化

为了进一步提高突变枯草芽孢杆菌BSG1(Bacillus subtilis BSG1)的蛋白酶分泌能力,从发酵培养基的组成及菌株的培养条件等方面,优化了枯草芽孢杆菌BSG1产蛋白酶的条件。优化出的最佳培养基(质量浓度)为:大豆粉2%,玉米粉1%,硫酸镁0.6%。最佳培养条件为:培养基起始pH7.0,摇瓶装液量150/500mL,接种量5%,摇床转速为280r/min,35℃发酵24 h。在这一条件下,枯草芽孢杆菌BSG1分泌的蛋白酶酶活达到2 469.12 U/mL,为发酵条件优化前(2 175.81 U/mL)的1.13倍。通过优化,不但提高了菌株的蛋白酶产量,更优化出了价格低廉的农产品作为碳氮源,取代了比较昂贵的生化试剂,这将会极大的降低菌株发酵生产蛋白酶的成本。     

脉冲磁场诱变结合发酵条件优化提高 中性蛋白酶产量的研究

利用脉冲磁场诱变枯草芽孢杆菌结合发酵条件优化以实现中性蛋白酶产量的最大化。结果表明在磁场强度为7 T,脉冲数为40次时诱变得到了中性蛋白酶产量提高17.7%的枯草芽孢杆菌菌株。对其发酵条件进行优化,得到最佳发酵培养基配方为豆粕粉90 g/L,麦芽糖10 g/L,KH_2PO_4 8 g/L,最佳发酵条件为接种量5%、发酵温度37℃、摇床转速180 r/min。在此条件下,发酵48 h,中性蛋白酶酶活力为384.57 U/m L,比野生株提高了26.48%。     

枯草芽孢杆菌ZJS18发酵生产γ-聚谷氨酸培养条件的优化

通过响应面法对枯草芽孢杆菌ZJS18发酵生产γ-聚谷氨酸的培养条件进行优化。首先采用Plackett-Burman试验设计筛选出对γ-聚谷氨酸产量有显著影响的3?个关键因素,即蔗糖、酵母粉和谷氨酸钠;然后通过Box-Behnken试验设计和响应面法对这3?个关键因素的用量进行优化。响应面优化后的3?个关键因素的最佳质量浓度为蔗糖64.40?g/L、酵母粉7.10?g/L和谷氨酸钠57.96?g/L。枯草芽孢杆菌ZJS18发酵生产γ-聚谷氨酸的最佳培养条件为蔗糖用量64.40?g/L、酵母粉用量7.10?g/L、谷氨酸钠用量57.96?g/L,氯化钠用量30?g/L,MgSO4用量0.3?g/L、K2HPO4用量2?g/L,初始pH?7.5,接种量5%,装液量40?mL/250?mL,温度37?℃,摇床转速200?r/min,发酵时间36?h。在上述条件下,γ-聚谷氨酸产量为13.20?g/L。与未优化前相比,产量提高了1.88?倍。