g-聚谷氨酸产生菌的筛选及发酵条件

从土壤中筛选分离到一株高产g-聚谷氨酸的菌株PGAN-12,经鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),在含谷氨酸钠和葡萄糖的培养基中可生成大量g-聚谷氨酸,缺少谷氨酸钠和碳源均不能合成g-聚谷氨酸. PGAN-12合成g-聚谷氨酸的合适碳源为葡萄糖,而TCA循环中的有机酸包括柠檬酸均不能使PGAN-12合成g-聚谷氨酸. 最适氮源是酵母膏. PGAN-12是谷氨酸依赖型的g-聚谷氨酸产生菌,在谷氨酸钠浓度为70 g/L时,g-聚谷氨酸取得最大产量18.32 g/L,但在谷氨酸钠浓度为30 g/L时,获得了最大的表观转化率62.1%,此时生成g-聚谷氨酸为14.2 g/L.     

利用13C标记葡萄糖分析g-聚谷氨酸的代谢途径

本实验室筛选的菌株Bacillus subtilis NX-2以葡萄糖和谷氨酸共同作为碳源生产g-聚谷氨酸(g-PGA). 为探讨这2种碳源在g-PGA合成中的作用,在培养基中加入标记的[U-13C]-葡萄糖,检测产物g-聚谷氨酸的核磁共振碳谱信号强度,从而计算葡萄糖代谢进入产物的量. 在培养基中葡萄糖浓度为4%时,g-PGA的碳骨架中由葡萄糖进入的比例为9%左右. 当葡萄糖浓度为3%时,由葡萄糖进入g-PGA的比例降至6%. 证明葡萄糖主要用于能量代谢和菌体合成,只有少量参与g-PGA合成,而谷氨酸为g-PGA单体的主要来源.     

纳豆激酶液体发酵研究

对纳豆激酶发酵工艺进行了研究,通过试验确定,纳豆激酶发酵生产的最佳发酵时间为120~125 h,最适碳源为葡萄糖,最适氮源为大豆蛋白胨。     

全细胞催化合成医用纺织新材料聚g-谷氨酸

在3.7 L生物反应器中研究了反应条件对固定化地衣芽孢杆菌催化合成聚g-谷氨酸的影响. 结果表明,添加赖氨酸与谷氨酰胺都可加强产物的合成,反应体系温度37℃及pH值7.0、催化剂用量4%(w)、通气量4 L/min时,搅拌转速达300 r/min即可满足细胞的基础代谢和聚g-谷氨酸合成对溶解氧的需求. 以溶氧水平作为L-谷氨酸代谢指标控制L-谷氨酸限制性流加,既可维持一定的固定化菌体的基础代谢,又不会发生反应体系中残余谷氨酸及有害代谢产物阻遏作用,聚g-谷氨酸转化得率最高可达92.74%. 全细胞生物催化剂反应5次后聚合得率可保持在81%以上.     

葡萄糖和木糖双底物生物合成2,3-丁二醇的条件优化

针对利用葡萄糖和木糖合成2,3-丁二醇的Klebsiella pneumoniae XJ-Li菌,优化培养基组成与发酵条件,围绕五、六碳糖共代谢的特点,探讨简单可行的代谢调控方法. 结果表明,60 g/L葡萄糖和40 g/L木糖为碳源,5.75 g/L NH4H2PO4为氮源,pH值维持在5.5,培养温度38℃, 2,3-丁二醇浓度可达19.24 g/L. 确定了pH值调控和外源添加维生素C的调控方式,通过调节发酵过程中pH值于5.5左右,使2,3-丁二醇的产量提高了16.4%;添加60 mg/L维生素C调节培养基的氧化还原状态,可使2,3-丁二醇的产量提高44.3%,批式发酵48 h, 2,3-丁二醇终浓度可达33.47 g/L.     

基因工程大肠杆菌合成g-聚谷氨酸

利用PCR方法,从自身不合成g-聚谷氨酸(g-PGA)的Bacillus subtilis 168菌的基因组DNA中扩增出g-PGA合成基因ywsC, ywtA和ywtB,测序并对该基因编码区进行序列分析,比对结果表明,扩增的ywsC, ywtA和ywtB与文献报道的相似度为100%. 将3个基因连接到pTrcHisA载体后转化至E. coli TOP10及E. coli BL21 (DE3)宿主菌表达,结果宿主菌细胞均具备了g-PGA生物合成能力,产量最高达到0.134 g/L.     

Bacillus subtilis NX-2合成g-聚谷氨酸的立体构型调控机理

探讨了在Bacillus subtilis NX-2发酵生产g-聚谷氨酸(g-PGA)过程中，Mn2+对g-PGA结构中D-和L-谷氨酸组成的影响及其与催化L-谷氨酸生成D-谷氨酸的两个相关酶?谷氨酸消旋酶和D-氨基酸转氨酶之间的关系. 当Mn2＋浓度由0增加到0.09 g/L时，D-谷氨酸比例从18%增加到77%；谷氨酸消旋酶活性从0.200 U/mg变为0.441 U/mg，提高了1倍多，D-氨基酸转氨酶活性则几乎没有变化. 说明谷氨酸消旋酶参与了L-到D-谷氨酸的转化过程，且Mn2+是通过改变谷氨酸消旋酶的活性来调节产物g-PGA的立体组成的，这与目前报道的枯草芽孢杆菌合成g-PGA过程中Mn2+浓度与g-PGA中D-, L-构型比无关的结果不同. 当Mn2＋浓度为0.03 g/L时，发酵过程中生成的g-PGA中D-谷氨酸比例不变，维持在75%左右.     

纳豆菌的分离及其发酵条件的优化

γ-聚谷氨酸是一种应用广泛且具有开发潜力的生物高分子材料,其分子结构变化较大且易与多糖和其它生物聚合物共同产生。从纳豆中分离得到一株γ-聚谷氨酸高产菌株,经鉴定为枯草芽孢杆菌。确定优化的培养基组成（g·L^-1）为：大豆蛋白胨40,葡萄糖50,谷氨酸钠40,氯化钠30,适量微量元素和生物素。优化的培养条件为：37℃、pH值7．0、装液量40mL／250mL、250r·min^-1摇床培养48h。优化条件下γ-聚谷氨酸产量可达32．7g·L^-1。经紫外扫描和高效液相色谱分析,确定产物为谷氨酸单体组成的聚合物,不具备典型肽或蛋白质特征。     

枯草芽孢杆菌Dg5041液体发酵生产γ-聚谷氨酸

以枯草芽孢杆菌Dg5041为生产菌,对其摇瓶发酵生产γ–聚谷氨酸(γ-PGA)的工艺进行研究,通过单因素实验和正交实验获得了该菌的优化培养条件。优化的培养基组成为:葡萄糖35 g/L,酵母膏10 g/L,谷氨酸钠40 g/L,MgSO41.0 g/L,K2HPO4 2.0 g/L,MnSO40.5 g/L,pH 7.0,250 mL锥形瓶装液量50 mL。菌种在37℃,120 r/min培养24 h加入5%NaCl后继续培养24 h,γ-PGA产量达到18.54 g/L。研究结果表明,枯草芽孢杆菌Dg5041是一株很有潜力的γ-PGA高产菌。     

枯草芽孢杆菌HG-02聚谷氨酸发酵条件优化

筛选得到了一株高产γ-聚谷氨酸的枯草芽孢杆菌HG-02。通过单因素试验和正交实验对发酵培养基和培养条件进行了优化,小试发酵验证结果显示,优化后γ-聚谷氨酸的发酵质量浓度达35.9 g/L。优化后的发酵培养基为：蔗糖4%,蛋白胨3.5%,谷氨酸钠6%,硫酸镁0.1%,氯化钠0.5%,氯化钙0.01%,磷酸氢二钾0.05%,硫酸锰0.02%,消泡剂1%。优化后的培养条件为：初始pH7.0,装液量40%,接种量6%,摇床转速为220 r/min, 37℃恒温培养48 h。     

夫西地酸生产菌复合诱变育种及发酵培养基的优化研究

利用常压室温等离子体射流诱变和紫外照射对夫西地酸生产菌株进行复合诱变,得到3株产量明显提高的突变菌株,3株菌的平均发酵效价较出发菌株提高14%;然后,采用均匀设计实验对其中发酵效价提高最多的AU-37菌株的发酵培养基碳、氮源进行了优化,得到适合该菌株的发酵培养基优化配方为:糊精1.86%、花生饼粉2.5%、蛋白胨0.3%、氯化铵0.5%、七水合硫酸镁0.3%、硫酸钾0.6%、碳酸钙1%、pH值7.2,在优化的发酵培养基中,AU-37菌株摇瓶发酵效价较出发菌株提高33.8%,为工业化生产奠定了基础。     

氮源对里氏木酶合成木聚糖酶的影响

分别以（ＮＨ４）２ＳＯ４、酵母浸膏及蛋白胨为产酶氮源制备木聚糖酶。试验结果表明,酵母浸膏的产酶效果最好,其次是（ＮＨ４）２ＳＯ４。当以酵母浸膏为氮源产酶时,酶活力最高达到２５．４７ＩＵ／ｍＬ,酶得率和酶产率分别为３６３８．６ＩＵ／ｇ木聚糖和８４９０．０ＩＵ／Ｌ·ｄ,酶活力分别是以（ＮＨ４）２ＳＯ４及蛋白胨为氮源时的１．５倍和２．０倍     

纳豆激酶液体发酵条件的优化

以纳豆枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis natto)为出发菌,研究了其液体发酵产生纳豆激酶(Nattokinase,NK)的培养基组成(碳源、氮源、碳氮比和金属离子组成)和培养条件(温度、初始pH值、发酵时间、接种量和装液量)对产酶量的影响.结果表明,液体发酵培养基的最佳碳源为麦芽糖,浓度为1.0%;最...     

鱼腥藻7120中异形胞发育的影响因子

以鱼腥藻7120为对象,考察了碳源浓度和种类、氮源浓度和种类、光强及NaCl浓度对鱼腥藻7120异形胞发育及发生频率的影响. 结果表明,NaNO3和NH4Cl都会抑制异形胞的分化,NaNO3对异形胞的抑制可以通过提高CO2浓度而解除,但NH4Cl的抑制作用是彻底的;而添加NaHCO3却不能在NO3-存在时诱导鱼腥藻产生异形胞;提高光强和NaCl浓度能够增加异形胞的比例. 证明了胞内碳氮比例的升高是异形胞分化的直接原因.     

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%.     

兼具脱氮和除磷性能菌株的优选

通过L9（34）正交试验和单因素实验优化培养条件,从七株不同菌属的异养硝化-好氧反硝化菌中优选兼具除磷性能菌株。结果表明：优选出的两株异养硝化-好氧反硝化菌分别为丛毛单胞菌WXZ-17和芽孢杆菌WXZ2-4,二者均具有厌氧除磷性能,磷化氢为重要除磷产物。优选的两株菌培养条件均为： T=32.0℃、 pH=6.50、氮源为蛋白胨＋氯化铵＋硝酸钠、总磷浓度为20.0 mg/L,相应的除磷率分别为25.6％和36.0％。在早期脱氮实验中已证实该两株菌脱氮效率分别为：89.7％和96.4％。筛选出的兼具脱氮和除磷性能的菌株使实现废水同步脱氮除磷成为可能。     

纳豆中纳豆枯草杆菌的筛选和纳豆激酶的分离过程研究

采用酪蛋白平板初筛一摇瓶复筛的筛选策略,从日本传统食品纳豆中筛选获得了一株高产纳豆激酶的纳豆枯草菌菌株,与国内公开报道的不同菌株相比,有更好的产酶能力。菌株经过液体发酵后获得含酶发酵液,采用硫酸铵盐析及Sephadex G-75凝胶层析、Sepharose CM Fast Flow离子交换层析对纳豆激酶进行了分离纯化,两步层析的纯化倍数和酶活回收率分别达到4．75、743％和1.32、77％,获得了纯度很高的纳豆激酶。