绿色木霉菌产黄色素液态发酵条件的优化

以绿色木霉菌(Trichoderm aviride)为试验菌株,在培养基碳源、氮源组成,装液量,摇床转速,接种量,培养时间及培养温度等单因素试验的基础上,采用Box-Behnken设计及响应面分析法优化T.viride产天然黄色素的培养基组成和发酵工艺条件。结果表明,在试验范围内,T.viride产黄色素的优化培养条件为:马铃薯液态培养基(250g.L-1马铃薯浸汁,2g.L-1Na2HPO4),外加碳源选择21.7g.L-1木糖,摇瓶装液量为50ml.(250ml)-1,培养温度35℃,接种量6%(体积),摇床转速120r.min-1,培养时间152h。在优化培养条件下发酵液黄色素的色价为(52.8±0.8)U.ml-1。马铃薯培养基中添加尿素、硫酸铵、蛋白胨、牛肉浸粉等氮源会抑制黄色素的生成。     

紫色杆菌素合成工程菌太空诱变效应及其高产菌株的筛选

利用太空搭载("神舟七号"航天飞船)对合成紫色杆菌素的弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)基因工程菌株进行了太空诱变,平板和液体发酵筛选实验表明太空诱变后菌株突变率达到70%左右,其中正向突变率7.3%,负向突变率为61.2%。筛选到一株紫色杆菌素高产突变菌株M_(S4),该菌株在摇瓶水平上,以0.45%(体积分数)的甘油为碳源,于20℃发酵32 h,紫色杆菌素浓度达到2.16 g·L~(-1),较出发菌株提高约143.8%。遗传稳定性、HPLC和DNA序列分析结果表明太空搭载突变菌株有很高的遗传稳定性,产生的紫色杆菌素比例比出发菌株有明显提高,但是紫色杆菌素生物合成基因簇序列没有发生突变,表明太空搭载有可能对菌株的基因调控网络产生了影响。     

一株产聚乙烯醇降解酶的紫色杆菌的发酵条件研究

从聚乙烯醇(PVA)污染环境中筛选出一株产聚乙烯醇降解酶活力较高的菌株WSH04-01,该菌株能够利用聚乙烯醇作为唯一碳源进行生长.通过一系列生理生化试验和16S rDNA序列分析结果,鉴定该菌株属于紫色杆菌属(Janthinobacterium sp.),实验室编号WSH04-01.这是目前国内外有关紫色杆菌产生PVA降解酶的首例报道.首先对菌株合成PVA降解酶的营养条件进行了考察,通过单因素试验和正交试验确定了菌株最优培养条件为PVA10 g·L-1,葡萄糖3 g·L-1,酵母膏6 g·L-1,K2HPO4 2 g·L-1,KH2PO4 0 25 g·L-1,MgSO4 0.05 g·L-1,CaCl2 0.05 g·L-1,FeSO4·7H2O0.02 g·L-1,NaCl 0.02 g·L-1.最适发酵温度为30℃,培养基初始pH为7.2,装液量为30 mL培养基(250mL摇瓶)-1,接种量为8%.在最优条件下,PVA降解酶酶活可以达到4.94 U·mL-1,略高于正交试验中的最高酶活(4.83 U·mL-1).同时利用凝胶渗透色谱得到分子量分布图,对最优发酵条件下发酵过程中聚乙烯醇的降解进行了验证.     

苏云金芽孢杆菌高浓度液体发酵培养基的优化研究

以葡萄糖和甘油作碳源进行苏云金芽孢杆菌液体发酵,其发酵效果明显优于原实验室优化培养基,680 nm处的吸光度增加了5～6倍,得到的高浓度培养基成分为:胰蛋白胨5.0g·L-1、酵母膏5.0 g·L-1、葡萄糖(或甘油)20 g·L-1、KH2PO4 0.3 g·L-1、Na2 HPO4 1.1 g·L-1、MgSO4·7H2O 1.0 g·L-1、FeCl2·6 H2O 0.02 g·L-1、CaCl20.02 g·L-1、EDTA 0.2g·L-1、微液1 mL·L-1,pH值7.2.用葡萄糖作碳源进行8 L发酵罐小试,发酵过程中菌体生长正常,工业发酵采用此培养基可以大大降低发酵成本.     

产L-乳酸的鼠李糖乳杆菌发酵培养基的优化

采用Plackett-Burman试验设计优化了鼠李糖乳杆菌产L-乳酸的发酵培养基,筛选出对L-乳酸产量有显著性影响的因素,即葡萄糖、柠檬酸氢二铵、乙酸钠、酵母膏,对这四个显著性因素,用中心组合试验优化得到最佳发酵培养基。结果表明:当培养基组成为:葡萄糖138.8 g/L、柠檬酸氢二铵2.19 g/L、乙酸钠6 g/L、酵母膏为7.56 g/L、蛋白胨0.50 g/L时,L-乳酸的产量为104.40 g/L。     

枯草芽孢杆菌产絮凝剂的发酵条件及絮凝特性研究

采用常规划线分离方法从污泥中筛选出1株高效微生物絮凝剂产生菌,经生理生化试验鉴定为枯草芽孢杆菌,研究了该菌发酵条件对所产絮凝剂絮凝除浊和脱色的影响,并在此基础上研究该絮凝剂的絮凝特性.结果表明,产絮凝剂的最佳发酵条件为:初始pH为8.0～8.5,摇床转速120 r·min-1,温度28～32℃,接种量为体积分数5％,碳源为蔗糖,氮源为尿素和硫酸铵的复合氮源.所产微生物絮凝剂粗品絮凝除浊的适宜条件为:絮凝剂投加量120mg·L-1,助凝剂CaCl2(10 g·L-1)用量200 mg·L-1,pH为7.5～9.0;其絮凝脱色的适宜条件为:絮凝剂投加量200 mg·L-1,CaCl2( 10g·L-1)投加量400 mg·L-1,pH 10.0;以CaCl2为助凝剂可使絮凝效率提高10％～30％.在适宜絮凝条件下,该微生物絮凝剂絮凝除浊和脱色效率分别可达99.7％和90.2％.     

柠檬酸杆菌吸附重金属镉的研究

采用柠檬酸杆菌生物吸附剂,吸附重金属镉.考察了柠檬酸杆菌吸附Cd2+过程中的影响因素,包括pH、茵浓度和金属离子浓度.结果表明,柠檬酸杆菌对Cd2+的吸附随pH的增大而增大,当pH为7时吸附率达到最大值;当菌体浓度为4.0 g·L-1时,吸附率达89.45%;当溶液中Cd2+起始浓度为20mg·L-1时,菌体对Cd2+的吸附率最大,达到93.12%;其吸附等温线符合Langmuir和Frelmdlich模型,但Langmuir模型拟合效果更好.     

重组苏云金芽孢杆菌丙酮酸脱氢酶克隆及表达条件的优化

根据Bc14579丙酮酸脱氢酶基因序列设计引物,从苏云金芽孢杆菌BMB171菌株总DNA中扩增得到相应的丙酮酸脱氢酶基因DNA片段.将DNA片段装载到大肠杆菌构建pET-E1表达系统,再通过优化重组菌的表达条件获得有生物活性的丙酮酸脱氢酶.结果表明, pET-E1表达系统构建获得成功;优化的表达条件如下:培养基为TB+M9(体积比1∶1)、起始菌体密度OD600为4～5.5、诱导剂IPTG浓度为0.04 mmol·L-1.     

高产油脂酵母的筛选及发酵条件的研究

采用苏丹黑染色法对6种酵母菌进行初筛及摇瓶发酵复筛,选出了油脂产量高的假丝酵母。并对假丝酵母摇瓶发酵条件进行优化,确定了最适培养条件为:初始pH值6.0,转速180 r.min-1,接种量10%,发酵周期4 d;最佳碳源为葡萄糖,最佳氮源为酵母膏。假丝酵母在优化条件下发酵后细胞量为16.4 g.L-1、油脂含量为12%、油脂产量为1.97 g.L-1,分别是优化前的142%、171%、245%。     

60↑Coγ射线诱变选育聚谷氨酸高产菌株及培养基初步优化

对一株产γ-聚谷氨酸的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis CICC10099)进行了诱变筛选及摇瓶发酵条件的初步优化,以期得到γ-聚谷氨酸高产菌株并进一步提高其产能.实验考察了不同诱变剂量下的菌体的致死率和正突变率,以确定最佳诱变条件.结果表明60Co γ射线最佳的诱变剂量为200 Gy时,致死率大于90 %,正突变率高达13.3 %.在上述剂量下,经60Co γ射线诱变后分离筛选得到一株高产突变株Bacillus licheniformis S16, 摇瓶实验表明γ-聚谷氨酸的含量达到16.9 g·L-1,较出发菌株CICC10099提高72.4 %.并且采用单因素法初步优化了摇瓶发酵培养基,优化后的培养基组成为柠檬酸12 g·L-1,甘油80 g·L-1,氯化铵6 g·L-1,L-谷氨酸15 g·L-1,K2HPO4 1 g·L-1,CaCl2·2H2O 0.1 g·L-1 ,FeCl3·6H2O 0.05 g·L-1,MgSO4·7H2O 0.75 g·L-1,MnSO·H2O 0.1 g·L-1,pH 7.5;利用优化的培养基在250 mL三角烧瓶装液量50 mL, 37℃,180 r·min-1的条件下培养80 h,发酵液中的γ-PGA含量最高,可达到18.9 g·L-1.     

搅拌与混合对兽疫链球菌发酵生产透明质酸的影响

研究了透明质酸的流变学特性以及搅拌和混合对兽疫链球菌发酵生产透明质酸的影响。结果表明：透明质酸溶液属于典型的非牛顿凯松流体;搅拌转速和透明质酸浓度对气液传氧速率有很大影响;在较高的搅拌速率下发酵时可以得到较高的透明质酸产量,650 r·min^-1时透明质酸产量为4.1 g·L^-1,产率系数为0.08 g·g^-1;用有效搅拌模型分析发酵过程发现,只有在高搅拌转速时发酵体系才处于全部混合状态。     

汽油电化学催化氧化脱硫

采用一种新型的电化学催化氧化方法,研究了在碱性电解体系中汽油脱硫的规律.结果表明：在碱性电解体系中汽油电解催化氧化脱硫的理论分解电压范围为0.5～1.5 V;适宜的电解条件为：分解电压1.90 V,碱液浓度1.0 mol·L^-1,油/电解液进料体积比1/3,搅拌速度300 r·min^-1,适宜温度50℃,电流密度155 mA·cm^-2,进料流速200 ml·min^-1.在此条件下油品硫含量从310 μg·g^-1下降到120 μg·g^-1左右,且对油品的主要性质没有影响.     

重组大肠杆菌HT02高密度高表达HT-1融合蛋白发酵过程优化

发酵工艺放大是将实验室成果产业化的必要一环,随着发酵规模的扩大,工艺流程也会有相应的调整,导致微生物所处的生长环境以及生长代谢状态的改变,从而影响大体积发酵罐的发酵水平。本文以一株产HT-1融合蛋白的重组大肠杆菌HT02为研究对象,在200 L发酵罐中研究了分批补料培养时菌体生长与HT-1融合蛋白表达的特性,通过采用提前诱导、增加接种量的手段,解决了因增加二级种子培养工艺而导致的200 L发酵罐中HT-1融合蛋白表达水平下降的问题,最终使菌体密度、HT-1融合蛋白表达水平、融合蛋白细胞得率以及融合蛋白体积得率分别达到55.1 g·L^-1、27.4%、0.056 g·(g cell)^-1和3.103 g·L^-1,较工艺改进前发酵水平分别提高了9.8%、23.4%、14.3%和25.2%,实现了在200 L发酵罐中高密度高表达发酵,为HT-1工业化生产提供了指导。     

微胶囊固定化克雷伯杆菌生产1,3-丙二醇

引 言 1,3-丙二醇是合成新型聚酯材料--聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)的单体.近几年,利用微生物法生产1,3-丙二醇已成为国内外研究的热点[1-2].     

扁桃酸的酶促光学拆分

对在非水体系中,利用脂肪酶催化水解扁桃酸乙酯外消旋混合物拆分R(-)-扁桃酸进行了初步的研究.筛选出脂肪酶N435作为催化剂,叔丁醇作为溶剂.确定了最适的反应条件：脂肪酶N435浓度为2.5 g·L^-1,RS-扁桃酸乙酯浓度为0.25 mol·L^-1,水∶RS-扁桃酸乙酯的摩尔比为5∶1,反应温度为40℃,摇床转速为200 r·min^-1,反应时间为24 h.在此条件下,R(-)-扁桃酸乙酯的转化率为41.6%,对映体过量百分率达84.0%.考察了底物R(-)-扁桃酸乙酯和产物R(-)-扁桃酸对反应的抑制作用,在此基础上运用顺序机制和拟稳态法,建立了反应的动力学模型,模拟计算结果和实验结果吻合较好.     

TiO2纳米管/UV/O3对腐殖酸的降解动力学

用自制的TiO₂纳米管（TNTs）作为催化剂,对腐殖酸进行TNTs/UV/O₃工艺降解研究.从动力学角度分析了光催化、臭氧化的协同作用及催化剂煅烧温度的影响,考察了反应温度、初始pH值、催化剂投加量和臭氧投加量对降解速率的影响,建立了新型动力学模型.结果表明,光催化和臭氧化有很强的协同作用,催化剂最佳煅烧温度为400℃,腐殖酸的TOC降解过程符合零级反应,模型显示当原水pH值为7.35,TNTs投加量0.806g·L^-1,O₃投加量0.49g·h^-1时TNTs/UV/O₃对腐殖酸TOC的降解取得最佳反应速率,当反应温度T为25℃时,最佳k为0.8095mg·L^-1·min^-1,当反应温度T为30℃时,最佳k为0.8231mg·L^-1·min^-1.试验结果和模型结果对比得出试验值基本符合动力学模型.     

利用甘蔗糖蜜半连续发酵生产琥珀酸

为获得较高的琥珀酸发酵产量和生产强度,对Actinobacillus succinogenes CGMCC1593两级双流半连续发酵甘蔗糖蜜生产琥珀酸的工艺过程进行了研究。通过对一级罐初始总糖浓度、补加培养基体积分数和批次发酵时间等发酵条件的优化,琥珀酸产量较分批发酵36 h提高12.9％,与补料分批发酵结果接近;生产强度较分批发酵和补料分批发酵分别提高111％和114%。     

声波的多尺度分解与搅拌釜中浆液浓度的测量

利用声发射检测技术,根据固体和液体碰撞壁面产生不同频率的声发射信号的机理,结合小波分析,建立了搅拌釜中浆液浓度的预测模型,模型可以定量描述特征频段的声能量值随浆液浓度和搅拌转速的变化规律.以水-沙子体系为例,分别考察了浆液浓度为0～0.4 g·ml^-1、搅拌转速为350～550 r·min^-1条件下的声发射信号.实验发现,在完全悬浮的条件下,将声发射信号在0～30 kHz频率范围内作8尺度小波分解,第4、5、6等3个频段的声发射信号的能量值之和随浆液浓度的增加线性增加,随转速的增加呈三次方关系增加.而浆液浓度预测模型的计算值与实验值之间的平均相对误差为7.62%.研究表明,声发射检测技术能快速、准确地实现浆液浓度的在线检测.     

普那霉素发酵与吸附分离耦合过程动力学

根据S.pristinaespiralis E-71普那霉素发酵过程的代谢特性提出了一个针对产物合成期的普那霉素合成动力学方程,结合液膜-孔扩散理论,建立了描述2.5L通气搅拌发酵罐中JD-1大孔吸附树脂吸附分离原位耦合发酵过程的动力学模型,并获得产物生成速率常数、产物抑制常数及液膜传质和孔内扩散系数。结果表明该发酵-吸附耦合过程动力学模型能较好地描述这一原位分离耦合发酵生产普纳霉素过程。在此基础上,考察了树脂添加量及树脂半径对原位分离耦合发酵过程的影响,结果表明添加JD-1树脂能有效移走发酵液主体相中高达90%的普那霉素,且原位分离效果随树脂粒径减小而增强,在一定范围内随树脂添加量的增加而增强,当添加70g.L-1半径为0.195mm的树脂时,普纳霉素产量达到1.01g.L-1,其中被树脂吸附的高于95%。     

丙酮酸分批发酵的供氧控制模式

以一株光滑球拟酵母的多重维生素营养缺陷型为研究菌株,考察了分批发酵中不同体积传氧系数(KL_a)对其产丙酮酸性能的影响.高KL_a(450 h^-1)下,丙酮酸产率较高(0.797 g·g^-1),但葡萄糖消耗速度较慢(1.14 g·L^-1·h^-1);低KL_a(200 h^-1)下,葡萄糖消耗速度快(1.97 g·L^-1·h^-1),然而丙酮酸产率(0.483 g·g^-1)却明显下降.根据发酵过程主要参数和碳流分配的变化特性提出了发酵前16h控制KL_a为450h^-1、16h后控制KL_a为200 h^-1的分阶段供氧控制模式,结果实现了高产量(69.4 g·L^-1)、高产率(0.636 g·g^-1)和高葡萄糖消耗速度(1.95g·L^-1·h^-1)的相对统一,丙酮酸生产强度(1.24g·L^-1·h^-1)比控制KL_a恒定为450、300和200h^-1的过程分别提高了36％、23％和31％.实验数据表明,供氧良好状态下细胞产丙酮酸性能出现的差异可能是由维生素处于亚适量水平时酵解产生的NADH去路不同,导致细胞处于不同的能量水平而引起的.