丙酸高产菌株的选育及发酵培养基优化

通过环境压力筛选获得了一株耐受30 g/L丙酸的产酸丙酸杆菌菌株(Propionibacterium acidipropionici WY320),降低了发酵过程中丙酸的反馈抑制作用,采用正交实验设计优化了发酵培养基. 结果表明,发酵培养基最适的玉米浆、酵母膏和(NH4)2SO4浓度分别为60, 10和7.5 g/L. 该条件下,摇瓶培养耐酸菌株的发酵周期为240 h,丙酸产量为49.35 g/L,较优化前提高72.98%,产率为0.21 g/(L×h); 5 L发酵罐培养的发酵周期为168 h,丙酸产量达51.96 g/L,产率为0.31 g/(L×h),较摇瓶培养提高47.62%,优于文献报道水平.     

球孢白僵菌基于前体物固态发酵合成D-HPPA

[目的]建立球孢白僵菌(Beauveria bassiana)基于前体物固态发酵合成R-(+)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸(D-HPPA)的工艺,提高球孢白僵菌催化R-(+)-2-苯氧基丙酸(D-PPA)合成D-HPPA的能力。[方法]对前体物(D-PPA)添加量及添加时机进行了探索,同时对影响固态发酵的因素如固态基质种类、料水比、培养基水分pH、接种量及发酵温度等进行了优化。[结果]前体物添加量低于30 g D-PPA/kg固态培养基时,球孢白僵菌能够在7 d内完成D-PPA的转化,且在固态发酵起始阶段即可加入前体物进行催化。以麸皮为固态培养基基质,培养基料水比为1∶1.5、初始水分pH为7.5、接种量15%,培养温度为26℃时球孢白僵菌的催化效率最高。在40 g/kg的前体物存在下发酵7 d,D-HPPA产量达到37.34 g/kg,前体物D-PPA转化率为93.35%,较液态发酵方式的转化率提高283.38%。[结论]球孢白僵菌基于前体物固态发酵能够有效合成D-HPPA,为其生物合成提供了一条新的途径。     

十二碳二元酸生产菌培养基碳源与氮源的优化

以热带假丝酵母菌(Candida tropicalis)为试验菌株,在摇瓶发酵培养基础上,对种子培养基及发酵产酸培养基的碳源、氮源进行优化。结果表明:种子培养基最适碳源为葡萄糖,最适氮源为酵母浸粉FM902;菌体产酸培养基最适碳源为蔗糖(w)2%、葡萄糖(w)0.5%,比仅有2%蔗糖的培养基产酸量提高14.5%;最适氮源为0.08%(w)酵母浸粉FM902,比只含酵母浸膏LM902的培养基产酸量提高35.3%。     

利用响应面分析法优化鸟苷发酵培养基

目的利用响应面分析法对鸟苷发酵培养基进行优化,提高鸟苷产量。方法采用响应面分析法对鸟苷发酵培养基的3种主要成分葡萄糖、酵母粉和豆饼水解液进行优化。用Design-Expert软件对实验数据进行多元回归分析,并建立3种因素与鸟苷产量之间的函数关系。用最终优化的配方进行3次验证试验。结果通过岭脊分析,获得培养基中3因素最佳浓度为:葡萄糖12.0%,酵母粉1.4%,豆饼水解液4.0%,发酵液鸟苷最高产量可达28.3g/L。3次验证试验所测得的鸟苷产量分别为28.14、28.32和27.86g/L,平均值为28.10g/L,与预测结果基本一致。结论利用响应面分析法可优化鸟苷发酵培养基,显著提高鸟苷的产量。     

冬虫夏草液体深层发酵培养基的优化工艺研究

采用正交分析方法对冬虫夏草液体深层发酵培养基配方进行了优化,结果表明,冬虫夏草生长最适液体培养基配方为:土豆20%、牛肉膏0.08%、蛋白胨0.2%、KH2PO40.15%、MgSO4.7H2O 0.15%、蔗糖1.5%、葡萄糖2.5%;温度为23℃,转速为130r/min,初始pH值为7,培养周期4d,菌丝体生物量产率比优化前提高了2倍。     

蛹虫草菌胞外多糖发酵工艺优化

通过碳氮源的单因子筛选和正交试验，对蛹虫草菌（Ｃ．ｍｉｌｉｔａｒｉｓ）胞外多糖（ＥＰＳ）的发酵培养基和发酵条件进行了优化，使其胞外多糖产量由３．２ｇ／Ｌ提高到５．４ｇ／Ｌ，与初始发酵工艺条件相比多糖产量提高了６８．７５％，发酵周期由１２０ｈ缩短到９６ｈ．胞外多糖发酵的最适碳源为甜菜糖，最适氮源为ＫＮＯ３．正交试验的方差分析结果表明，影响胞外多糖产量的显著性因子是甜菜糖和酵母浸出粉，培养基中各成份的显著性排列顺序为：甜菜糖＞酵母粉＞ＫＮＯ３＞ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ＞ＦｅＳＯ４＞Ｋ２ＨＰＯ４．     

海洋微生物溶菌酶的发酵优化与中试生产

以海洋细菌S-12-86为试验菌株,采用摇瓶发酵优化的方式,研究培养基组分(碳源、氮源、碳源与氮源的比例、金属离子)与发酵条件(培养温度、接种体积分数、装液体积分数、起始pH值、产酶周期)对海洋微生物溶菌酶产量的影响,并进行中试放大试验。结果表明:该菌产酶最佳培养基组分为:葡萄糖10 g/L,蛋白胨5 g/L,MgSO45 g/L,CaCl22 g/L;最适发酵培养温度为30℃,接种体积分数为4.0%,装液体积分数为10.0%,起始pH值为8.0,发酵周期24 h。海洋细菌S-12-86发酵优化后的产酶量(25636.8 U/mL)较优化前的产酶量(14454.4 U/mL)提高了75.4%。海洋微生物溶菌酶中试发酵的产酶量达26697.87 U/mL。说明摇瓶发酵优化条件可以应用于海洋微生物溶菌酶中试生产上。     

两性霉素B补料分批发酵工艺优化

为大幅提高产两性霉素B菌株的发酵产抗水平,对外源性短链脂肪酸类前体物质及其添加时机、添加量进行优化,得到了两性霉素B补料分批发酵工艺,即在产两性霉素B菌株发酵培养24～56 h左右,一次性补入2～4 g·L~(-1)(以发酵液总量计)的丙酸钠。该工艺解决了两性霉素B生物合成途径中内酯环形成的关键性因素,大幅提高了产两性霉素B菌株的发酵产抗水平。经15 t生产罐验证,最终实现了连续3批平均放罐效价达10 977μg·mL~(-1)的发酵产抗水平,与采用原发酵工艺的生产罐批相比,放罐效价提高了39.4%。     

重组柠檬酸杆菌合成紫色杆菌素的工艺条件优化

以L-色氨酸为前体物,对弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)基因工程菌株生产紫色杆菌素的工艺条件进行了优化。通过单因素实验研究了培养基种类、培养温度、碳源、溶氧、种子液的状态、接种量、诱导时机、诱导剂的浓度及初始pH对细胞生长和紫色杆菌素产量的影响,通过正交实验研究了这些因素中可能存在交互作用的4个因素(种子液OD660、接种量、诱导时机、诱导剂浓度)的影响主次,确定了这些因素、水平的最佳搭配方案。结果表明,重组柠檬酸杆菌合成紫色杆菌素的最优培养条件为:种子液培养至OD660=3.6时,以3%的接种量接种于以甘油为碳源、初始pH为6.5的磷酸盐发酵培养基E2(25μg.ml-1卡那霉素),先在37℃、200r.min-1下培养至OD660=1.4,然后加入0.5μl.ml-1的诱导剂正辛烷,同时转入20℃,在150r.min-1下诱导培养31h。在此最优条件下,紫色杆菌素粗提物(紫色杆菌素及脱氧紫色杆菌素的混合物)产量可达1.809g.L-1,比优化前(0.514g.L-1)提高了252%,是目前国际上其他研究小组报道的最高摇瓶产量(0.43g.L-1)的4.2倍。质粒稳定性实验结果表明重组柠檬酸杆菌在抗生素选择压力条件下具有良好的遗传稳定性。     

Pycnoporus sp.SYBC-L3种子培养对深层发酵产漆酶的影响

对Pycnoporus sp.SYBC-L3深层发酵产漆酶种子的培养及接种种龄进行了优化。结果表明,从平板直接接种菌丝片或者孢子悬液到发酵产酶培养基,生物量及漆酶活力都非常低;采取种子培养并接种发酵培养基可提高漆酶活力;该菌株在种子培养基中以菌丝球的形式生长,菌丝球的大小与接种量有关,接种量小,菌丝球就大,相反接种量大,菌丝球则小;从平板到种子培养基的转接过程中,以洗孢子的方式接种要略优于打孔的方式;在种子培养的过程中添加玻璃珠导致菌丝球严重破裂,生长减缓,不利于进一步深层发酵产漆酶;种子在不同的培养基中生长,以PDA培养基为最好;在以PDA为培养基时,接种量在10%是深层发酵产漆酶活力最高;种龄在第3天时为最好。经过种子培养的优化后,进一步深层发酵产漆酶活力提高了6倍。     

日本血吸虫核酸疫苗质粒适宜宿主菌的筛选及其发酵条件的优化

目的筛选二价日本血吸虫核酸疫苗质粒的适宜宿主菌,并对其发酵条件进行优化。方法通过综合考察细胞干重、质粒DNA产量及工程菌传代的质粒稳定性等参数,确定适宜宿主菌及其相适应的发酵培养基碳源、氮源和磷酸盐类型;进一步通过中心组合设计响应面试验,优化发酵培养基,并对优化的发酵培养基进行实验验证。结果确定适宜宿主菌为E.coliDH5α,优化的发酵培养基(m/v)为:NaCl1.0%,Yeast Extract1.0%,磷酸盐0.3%[其中m(K2HPO4)∶m(KH2PO4)=1∶4],甘油1.68%,牛肉汁2.28%,豆饼汁4.21%。在此发酵条件下,菌体干重由原来的1.57mg/ml增长至5.68mg/ml,质粒DNA产量由原来的3.94μg/ml增长至36.52μg/ml。结论已筛选出日本血吸虫核酸疫苗质粒适宜宿主菌,并优化了其发酵条件,明显提高了质粒DNA产量,具有大规模发酵生产应用价值。     

二次正交旋转组合设计优化罗伊乳杆菌发酵培养基

目的优化猪源罗伊乳杆菌的发酵培养基4个组分的配比。方法应用SASV8.0统计分析软件中的二次正交旋转组合设计方案进行试验设计,并通过响应面法分析各因素对响应值的效应关系。结果优化后培养基各组分比例为:大豆蛋白胨5%,葡萄糖1%,酵母浸粉1.7%,低聚糖0.3%。应用此配比进行了3次重复发酵试验,A620的平均值为1.073,与预测值(1.092)基本相符。结论二次正交旋转组合设计结合响应面法可用于发酵培养基组分的优化和分析。     

兽疫链球菌NW-162发酵生产透明质酸的研究

在摇瓶中进行了兽疫链球菌诱变株NW-162发酵生产透明质酸的工艺研究,通过正交实验优化了最佳培养基组成,并考察了发酵过程中发酵温度、培养时间、pH值、装料系数等条件对该菌株发酵生产透明质酸的影响。实验表明:碳源及氮源对发酵过程影响最显著,优化所得最佳培养基组成为:葡萄糖40 g/L,复合氮源20 g/L,MgSO42g/L,钠盐3 g/L;在36℃、pH值7.0、装料系数为0.4的工艺条件下,发酵至27—30 h时达到最优发酵效果,收率可达0.464 g/L,比优化前提高2倍。     

辅酶Q10高产菌Rhizobium radiobacter的选育及发酵条件优化

以放射型根瘤菌(Rhizobium radiobacter)WSH2601为出发菌株,经紫外线和亚硝基胍复合诱变,获得遗传稳定性好的抗放线菌素D突变株WSH-F06. 在摇瓶中考察了碳、氮源等营养条件以及接种量、装液量和初始pH等环境条件对突变株WSH-F06细胞生长和积累辅酶Q10的影响. 通过诱变和优化发酵条件,突变株WSH-F06的辅酶Q10产量和胞内含量分别达到34 mg/L和2.4 mg/g,比出发菌株在同样条件下提高了16%.     

利用响应面法优化出芽短梗霉As3．933产普鲁兰多糖发酵培养基

采用响应面分析法对出芽短梗霉As3．933产普鲁兰多糖的发酵培养基进行优化。首先利用Plackett-Bur-man实验筛选出影响普鲁兰多糖产量的主要因素为酵母膏、（NH4）zSO4和K2HPO4,再利用最陡爬坡实验逼近最大响应区域,最后通过Box-Behnken实验并运用Design-Expert8．0软件优化发酵培养基。确定优化培养基组成为：蔗糖62．5g·L-1,（NH4）2S040．67g·L-1,酵母膏2．84g·L-1,K2HPO47．12g·L-1,NaCl1．25g·L-1,MgS04·7H200．25g·L-1,pH值6．5,优化后的普鲁兰多糖产量达到22．29g·L-1,较初始液体发酵培养基（17．32g·L-1）提高了28．70％。     

Optimization of critical medium components using response surface methodology for lipase production by Rhizopus delemar

The production process of a 1,3-position specific lipase from Rhizopus delemar was optimized by response surface methodology (RSM) and a Box–Behnken experimental design was used to study the interactive effects of fermentation medium components on lipase activity and microorganism growth. Preliminary batch tests were employed to obtain the favorable conditions for lipase activity analysis and found that sucrose, molasses, yeast extract, sunflower oil, tween-80 have significant influences on the lipase production and microorganism growth. The concentrations of five fermentation medium components were optimized. Among five variables, molasses sucrose and yeast extract were identified as less significant variables for lipase production. The optimum fermentation medium composition for lipase production by R. delemar was sucrose concentration 4.19 g/L, molasses sucrose 1.32 g/L, yeast extract 0.53 g/L, sunflower oil 1.11% (v/v), and tween-80 1.80% (v/v). In these conditions, the biomass concentration of 4.52 g/L with a lipolytic activity of 1585 μmol/L min was reached.     

A comparative study of effects of soy and corn flours on the evolution of alcohol fermentation in successive batches

The evolution of alcohol fermentation in ten successive batches was analysed using three distinct media, all containing commercial sucrose as substrate. The first medium contained mineral salts and yeast extract, the second contained only soy flour as the nutrient source and the third only corn flour. The alcohol contents and yeast viabilities were determined during ten successive batches with each medium. There was no significant differentiation in ethanol yield during the total period of tests (60 h with each medium). However, the medium containing soy flour showed the best evolution of yeast viability. The best specific productivity of ethanol was obtained with the medium containing corn flour, which justifies the traditional and empirical use of the component in the fermentation step by the small producers of sugar cane spirits in Brazil.