甘油耐受菌Klebsiella pneumoniae XJPD-Li合成1，3-丙二醇的研究

利用自行筛选的1,3-丙二醇(1,3-PD)合成菌株Klebsiella pneumoniae XJPD-Li进行发酵,考察了甘油浓度对菌株生长及合成1,3-PD的影响。经多次甘油耐受后菌株XJPD-Li在摇瓶培养48 h,菌体生物量(OD_(650))和1,3-PD产量分别达到1.52和11.16 g/L,相比耐受前分别提高48%和159%。在5 L发酵罐批式培养中,甘油耐受后XJPD-Li菌体生物量并未显著增长,但合成1,3-PD的能力却提高了77%,达到53.13 g/L。     

克雷伯氏菌发酵条件的响应面设计

以中心组合设计为基础利用响应面法,对克雷伯氏菌利用甘油生产1,3-丙二醇(1,3-PD)的培养条件进行优化,建立了以甘油、硫酸铵、pH值、发酵时间、和发酵温度对1,3-PD发酵生产的单个因素和交互影响的数学模型,得到发酵生产1,3-PD的最佳条件为:甘油49.9g/L;硫酸铵5.28g/L;pH值为7.19;培养时间84h;温度36.1℃。在此条件下,模型预测1,3-PD最大产量为19.03g/L。并在此条件下进行实际实验,1,3-PD的产量为18.33g/L,与模型预测接近。     

伊枯草菌素A高产菌株的筛选鉴定及发酵工艺研究

该研究采用平板对峙法及高效液相色谱（HPLC）法从土壤中筛选高产伊枯草菌素A（iturin A）的菌株,通过分子生物学技术对其进行菌种鉴定,并以iturin A产量为评价指标,对培养基成分及发酵条件进行研究。结果表明,筛选得到1株高产iturin A的菌株,编号为ND,并鉴定其为贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）;其产iturin A的最佳培养基成分为豆粕粉120 g/L、酵母浸粉16 g/L、L-谷氨酸钠1 g/L、甘油70 mL/L、MgSO4·7H2O 0.5 g/L、KH2PO4 1.0 g/L,FeSO4·7H2O 0.15 mg/L、MnSO4·H2O 5 mg/L、CuSO4·5H2O 0.16 mg/L;最佳培养条件为装液量12%、初始pH值8、接种量10%、培养温度28 ℃、培养时间5 d。在此最优条件下,菌株ND的iturin A产量为4.76 g/L,是优化前（0.35 g/L）的13.6倍。     

C.pasteurianum高产1,3-丙二醇菌株的选育及发酵培养基的研究(Ⅰ)

以淡水湖泊泥土中分离出的 13株梭菌 (Clostridium)为出发菌株 ,利用常规筛选方法选出 2株 1,3 丙二醇产生菌 (Clostridiumpasteurianum)。经UV、DES、NTG、EMS、LiCl单独及复合诱变 ,选育出一株 (CpN 38) 1,3 PD高产突变株。该突变株较出发菌株 ( 98- 77,98- 10 8) 1,3 PD产量提高了 7倍 ,产量为 31.0 0g/L。通过单因素实验 ,确定了CpN 38发酵培养基为 :甘油 ,90g/L ;NH4Cl,1.70g/L ;Fe2 +,0 .0 0 5 % ;Co2 +,0 .0 0 4 %。     

以甘油为碳源生产低分子质量β-1,3-葡聚糖的发酵工艺

首次利用Agrobacterium sp.ATCC 31749进行适应性驯化得到1株可单菌发酵生产低分子质量β-1,3-葡聚糖的菌株Agrobacterium sp.WS-8E3T,优化前其利用甘油生产低分子质量β-1,3-葡聚糖的产量为1.648 g/L。针对驯化菌株进行了摇瓶发酵条件的优化,结果表明,甘油初始质量浓度为20 g/L,并在甘油残余量为10 g/L左右时补加20 g/L甘油,最佳复合氮源配比为4 g/L酵母粉以及3 g/L硫酸铵,最佳装液量为75 mL/500 mL,最佳产糖pH为6.30。7 L发酵罐放大验证实验中,菌体生长期最佳pH为7.0,甘油为20 g/L;产糖期pH为6.3,甘油为30 g/L,在此条件下低分子质量β-1,3-葡聚糖产量达到8.03 g/L,相比未优化前提高了386.7%。产品红外光谱分析结果与热凝胶一致,单糖组成为单一葡萄糖,聚合度分布在18～22。研究首次采用单菌发酵策略,显著提高了低分子质量β-1,3-葡聚糖的产量,为进一步低成本、大规模地发酵生产低分子质量β-1,3-葡聚糖提供了理论依据。     

基于途径分析的产甘油有孢汉逊酵母菌株的选育

以葡萄汁有孢汉逊酵母（Hanseniaspora uvarum）GF-23为出发菌株,对其甘油的合成代谢途径进行分析并提出育种策略。 对 菌株GF-23进行诱变筛选,最终得到一株耐高渗高产甘油的葡萄汁有孢汉逊酵母突变菌株GY-1。结果表明,突变菌株GY-1的耐氯化 钠质量浓度达到50 g/L,在酵母浸出粉胨葡萄糖（YPD）培养基中培养2 d时,甘油产量为0.44%,是出发菌株的3.33倍;接种在葡萄汁中 发酵6 d后,甘油产量达到0.49%,是出发菌株的4.45倍。 葡萄发酵液中的残糖量为3.03 g/L,酒精度为3.86%vol,说明突变菌株GY-1能 够适用于葡萄酒的发酵。 对突变菌株连续传代5次以上,其遗传性状稳定且甘油产量均无明显变化。     

响应面法优化弗氏葡糖杆菌PFY-8产胞外多糖发酵工艺

以弗氏葡糖杆菌（Gluconobacter frateurii）PFY-8为出发菌株,利用单因素试验和响应面试验优化菌株PFY-8产胞外多糖的培养基组分和培养条件。结果表明,其最佳培养基成分为葡萄糖20 g/L,蔗糖86 g/L,牛肉浸膏10 g/L,酵母提取物8 g/L,蛋白胨15 g/L,CH3COONa 5 g/L,K2HPO4 2 g/L,MnSO4 0.25 g/L,MgSO4·7H2O 0.58 g/L,柠檬酸铵3 g/L,吐温-80 1 mL/L。最佳培养条件为：培养温度25 ℃,摇床转速130 r/min,接种量5%,培养时间96 h,初始pH值5.6。在此优化工艺条件下,弗氏葡糖杆菌PFY-8的胞外多糖产量为（37.07±0.38） g/L,是优化前的1.55倍。     

高产Monacolin K红曲霉菌种的筛选及液态发酵条件优化

为了提高红曲霉（Monascus ）液态发酵生产Monacolin K的能力,一种新型的常压室温等离子体（ARTP）诱变技术被应用于产Monacolin K红曲霉菌株的诱变选育工作;同时,通过构巢曲霉（Aspergillus nidulans ）平板对峙培养的筛选方法,选育获得较初始红曲霉菌Monacolin K产量提高60%以上的突变菌株MP60-6。确定发酵培养基组成为甘油5%,米粉50 g/L,蛋白胨15 g/L,NaNO3 2 g/L,MgSO4 1 g/L,ZnSO4 2 g/L,KH2PO4 1.5 g/L,并进一步确定在发酵第3、第4天添加0.1%的乙酸和0.2%的柠檬酸,发酵第8天补加10%的甘油。在上述条件下发酵17 d后Monacolin K产量可以达到1 302 mg/L,为出发菌株产量的2.66倍。     

甘油发酵生产1,3-丙二醇的菌种筛选及培养基优化研究

通过甘油诱集、平板筛选从土壤中分离筛选出一株歧化甘油产1,3-PDO细菌sx7,并对菌株sx7培养基优化,确定最佳发酵培养基是：甘油40.00g/L,KH2PO4 0.50g/L,K2HPO4·3H2O 1.00g/L,（NH4）2SO4 3.00g/L,CaCL2·2H2O 0.02g/L,CaCO3 2.00g/L,酵母粉3.00g/L,微最元素溶液4ml/L,Fe2SO4 5.00mg/L,MgSO4.7H2O 0.05g/L。该菌株1,3-PDO产量为25.03g/L。     

富硒酵母的选育及其发酵条件的优化试验

通过对一株耐硒酵母进行UV和60Co逐级诱变,获得一株产量高的突变株Y7,发酵液的硒总含量达19mg/L,是出发菌株的1.58倍,经多次传代试验,证明其稳定性良好。通过单因素、L16(37)正交试验对其发酵培养基和培养条件进行优化,试验表明富硒酵母发酵培养基的最佳配方是:蔗糖6%,牛肉膏1%,蛋白胨1%,K2HPO4 0.15%,亚硒酸钠35μg/L;最佳培养条件:初始pH为4.0,温度32℃,装液量60mL/250mL摇瓶,转速200r/min,10%(v/v)接种量,培养48h。富硒酵母的硒总含量达23mg/L以上,是出发菌株的1.92倍。     

Lactobacillus brevis W5-17产生1,3-丙二醇的条件研究

从酸败果酒中分离到1株可同时利用葡萄糖和甘油产生1,3-丙二醇的乳杆菌,经鉴定为Lactobacillus brevis。当葡萄糖∶甘油为0.05mol/L∶0.1mol/L时,厌氧发酵70h,1,3-丙二醇产量为11.2mmol/L,生成速率为0.16mmol/(L.h),甘油的转化率为0.30mol/mol,甘油脱水酶活性为0.84U/mL,1,3-丙二醇氧化还原酶活性为3.80U/mL,该研究为过量生产1,3-丙二醇的乳酸菌工程菌株改造奠定了基础。     

丁醇高产菌株诱变育种及发酵条件优化研究

利用低温等离子体和亚硝基胍(NTG)对兼性厌氧产丁醇芽孢杆菌(Bacillus sp.)C2菌株进行复合诱变,分离筛选得到3株丁醇和总溶剂产量均有明显提高的突变菌株,其发酵7%玉米醪液后丁醇和总溶剂产量分别达到12.59g/L、12.44g/L、12.74g/L和20.36g/L、20.14g/L、20.79g/L,比出发菌株分别提高21.6%～24.5%和15.4%～19.1%.对编号为414的突变菌株发酵条件进行优化,在100mL三角瓶发酵体系中,该菌株的最适发酵条件为装液量100mL,种龄24h,接种量10%,pH 7(自然),37℃静置发酵72h,在此条件下,414菌株发酵7%玉米醪液产丁醇和总溶剂量分别达到12.58g/L～13.77g/L和21.25g/L～22.27g/L.     

Production of glycerol from glucose by coexpressing glycerol-3-phosphate dehydrogenase and glycerol-3-phosphatase in Klebsiella pneumoniae

As a valuable chemical, 1,3-propanediol (1,3-PD) could be biosynthesized by glycerol fermentation. However, no natural microorganisms that could directly convert glucose into 1,3-PD have been found so far. In this work, genes coding for two enzymes, glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPD, EC 1.1.1.8) and glycerol-3-phosphatase (GPP, EC 3.1.3.21), which were responsible for glycerol production, were organized into the plasmid pUC18K under control of the respective lac promoters. Two recombinant proteins were expressed successfully in wild-type Klebsiella pneumoniae. A glycerol concentration of 6.8 g l(-1) was obtained in flask culture. When glucose was exhausted, dihydroxyacetone was added and medium pH was adjusted to 7.0, and then a 1,3-PD concentration of 0.58 g l(-1) was achieved with engineered K. pneumoniae from glucose.     

振荡通气快速培养红茶菌工艺

以质量浓度为5%的蔗糖、0.4%的绿茶为原料制成的糖茶水为发酵基质,经灭菌后接入纯种的酵母菌和木醋酸菌,分别在28℃恒温静止和28℃、150r/min摇瓶2种条件下培养,定时取样测定发酵液中木醋酸菌和酵母菌数量、pH值、总糖和总酸的含量。在2种条件下,木醋酸菌的生长总是要滞后于酵母菌、pH值和总糖含量不断下降,总酸含量不断上升。摇瓶振荡培养时2种菌的生长速度更快,发酵液pH值快速降低。通气培养时酵母菌和木醋酸菌数量分别达到6.6×107/mL和8.7×107/mL,分别是静止培养时的3倍和4倍。静止条件下培养10d后总酸为6.5g/L、总糖为31.2g/L,产率(酸/糖耗)为0.35;摇瓶条件下培养6d总酸为10.1g/L、总糖为35.2g/L,产率为0.69,提高1倍。振荡通气培养更利于红茶菌的成熟。     

木霉LE02 β-1，3-葡聚糖酶酶学特性的研究

对木霉菌株LE02所产β-1,3-葡聚糖酶的酶学特性进行了研究。结果表明,该酶最适反应温度为55℃、最适反应pH值为5.0。Co~(2+)、K+、Zn~(2+)、Li~+、Ba~(2+)、Cu~(2+)以及1.0mmol/L的Fe~(2+)对该酶没有影响,Cd~(2+)和10.0mmol/L的Mg~(2+)对酶具有部分抑制作用,而低浓度的Hg~(2+)、5.0mmol/L以上的Mn~(2+)和10.0 mmol/L的Fe~(3+)能强烈抑制该酶的活性。该酶只能作用于β-1,3-糖苷键,以Larinami为底物时其米氏常数K_m值为128.34μg/mL,最大反应速度V_m为23.01μg/(min·mL)。经过SDS-PAGE测定的分子质量近似为80.137ku。     

曲霉发酵甘油生产1,3-丙二醇的研究

从实验室常规霉菌米曲霉和黑曲霉出发,通过唯一碳源法筛选出2株可发酵甘油生产1,3-丙二醇的菌株,并建立了气相色谱检测甘油和1,3-丙二醇的方法,用于测定实际发酵液中1,3-丙二醇的含量。目前有关微生物法生产1,3-丙二醇的研究主要集中在几种条件致病菌上,采用霉菌既考虑了安全问题,又丰富了1,3-丙二醇发酵法生产的可用菌株,为进一步的产业化打下基础。