结冷胶发酵生产工艺的优化

目的优化少动鞘脂单胞菌发酵生产结冷胶的工艺。方法摇瓶发酵,改变培养基中碳源、氮源的种类和浓度,微量元素的浓度,p H等培养条件,测定发酵液黏度、菌体浓度、粗胶及残糖含量的变化,确定合适的发酵工艺,并采用8 L发酵罐发酵生产结冷胶。结果优化后的结冷胶发酵培养基组成为:葡萄糖2%～2.5%,蛋白胨0.5%～1%,微量元素2%;培养条件为:pH 7.5,摇瓶装液量50～100 mL,转速230 r/min,发酵温度30℃。优化后结冷胶摇瓶发酵产量提高了41.3%。8 L发酵罐发酵60 h后发酵液黏度为3 214 cP,粗胶产量11.65 g/L,72 h后的澄清胶产量6.5 g/L。发酵罐中结冷胶的产量明显高于摇瓶。结论确定了优化后的结冷胶发酵生产工艺,提高了结冷胶产量。     

供氧水平对黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的影响

葡萄糖酸钠是一种在食品行业广泛使用的有机酸盐。本文通过考察通气量和搅拌转速研究供氧对菌体发酵周期以及葡萄糖酸钠产物得率的影响。结果表明,在初糖浓度为300g/L条件下,通气量维持0.8vvm不变,搅拌转速提高可以提高供氧水平,发酵时间由原来35.7h缩短至21.4h,产物得率由72.88%提高至87.24%;当保持搅拌转速300r/min不变,只改变通气量,不能有效提高供氧水平,发酵时间为30.5h,产物得率为80.76%;通气量和搅拌转速同时提高可以显著提高供氧水平,发酵时间由35.7h缩短为20.8h,产物得率从72.88%提高至88.47%。     

利用苹果渣发酵生产L-苹果酸工艺研究

以苹果渣为原料,经过去毒处理,在50L发酵罐中液体深层发酵生产L-苹果酸.研究了发酵过程中通气量、温度,以及搅拌转速等因素对苹果渣转化率、L-苹果酸产率的影响.结果表明,液体深层发酵生产L-苹果酸的最佳发酵工艺条件为:苹果渣浓度6%,发酵前期通气量(V/V)1:0.15(发酵48h前)～1:0.4(发酵48h后),温度30"C(发酵48h前)～28℃(发酵48h后),初始pH6.0～6.2,发酵周期108～120h,搅拌转速90r/min,苹果渣的平均转化率66.67%,平均产L-苹果酸40g/L.     

结冷胶发酵生产工艺的优化

目的优化少动鞘脂单胞菌发酵生产结冷胶的工艺。方法摇瓶发酵，改变培养基中碳源、氮源的种类和浓度，微量元素的浓度，PH等培养条件，测定发酵液黏度、菌体浓度、粗胶及残糖含量的变化，确定合适的发酵工艺，并采用8L发酵罐发酵生产结冷胶。结果优化后的结冷胶发酵培养基组成为：葡萄糖2％～2，5％，蛋白胨0.5％～1％，微量元素2％；培养条件为：pH7.5，摇瓶装液量50-100mL，转速230r／min，发酵温度30℃。优化后结冷胶摇瓶发酵产量提高了41.3％。8L发酵罐发酵60h后发酵液黏度为3214cP，粗胶产量11.65g／L，72h后的澄清胶产量6.5g／L。发酵罐中结冷胶的产量明显高于摇瓶。结论确定了优化后的结冷胶发酵生产工艺，提高了结冷胶产量。     

齐整小核菌发酵产硬葡聚糖的补料控制策略

为促进齐整小核菌(Sclerotium rolfsii WSH-G01)利用葡萄糖生产硬葡聚糖,在确定了最优搅拌转速的基础上,研究了2种补料方式对菌体生物量和多糖产量的影响。确定了控制搅拌转速400 r/min;发酵40 h时开始,恒速流加补料葡萄糖总浓度400 g/L,流速6 g/(L·h),补料维持时间32 h的补料策略是最佳补料调控策略。结果表明,此种补料方式在齐整小核菌发酵72 h时获得最高硬葡聚糖产量32. 62 g/L,生物量22. 36 g/L,生产强度0. 45 g/(L·h),底物利用率28%。多糖产量较另一种补料方式提高了15%,较分批发酵提高了76. 5%。     

重组解脂酵母发酵生产琥珀酸的条件优化

在2.5 L发酵罐中,对重组解脂酵母(Yarrowia lipolytica)PGC11505的琥珀酸发酵条件进行系统优化。发酵罐转速、通气量、初始甘油质量浓度、蛋白胨质量浓度、发酵罐的pH值设置经过优化后,琥珀酸的产量得到明显提高。发酵罐的转速600 r/min好于400 r/min,琥珀酸产量较之提高了1倍。通气量为1.0 vvm时最佳,较低时(0.5 vvm)溶氧不足、通气量较高时(2.0 vvm)溶氧过多,造成能源浪费。初始甘油质量浓度为100 g/L能保证菌体较好的生长,并且发酵较充分,琥珀酸产量达到21.0 g/L。蛋白胨的质量浓度为10.0 g/L比较适宜。发酵罐的不同pH值比较结果为,不控制pH值的自然发酵能获得最高的琥珀酸产量和产率,分别为26.3 g/L和0.27 g/g。依据以上确定的最适发酵条件进行不控制pH值的补料-分批发酵138 h,经过两次补料共消耗192.5g/L甘油,合成46.9 g/L琥珀酸,产率为0.24 g/g,生产率为0.34 g/(L·h)。琥珀酸的产量是优化初的5.7倍。     

以甘油为底物发酵生产新型黄原胶

经过驯化得到了一株可以利用甘油发酵生产黄原胶的野油菜黄单胞菌突变株,Xanthomonas. campestris WXLB-006。RT-PCR结果显示:X. campestris WXLB-006中甘油代谢相关基因(glpF,glpK,glpD,fbp)的相对表达量均高于原始菌株,依次为glpD (8.53) glpF(7.64) glpK(6.61) fbp(5.79)。初始甘油质量浓度40 g/L、变通气量和变搅拌转速(0~24 h,0.5 vvm和200 r/min;24~60 h,1.0 vvm和400 r/min)以及三阶段变速流加甘油策略(24~34 h,3g/L/h;34~44 h,2 g/L/h;44~54 h,1 g/L/h),使生物量由1.65 g/L增加到1.94 g/L,黄原胶产量由17.8 g/L提高到33.9 g/L,发酵周期由120 h缩短至60 h。重要的是,以甘油为底物发酵得到的黄原胶具有粘度低、透明性高、水化速率快和反复冻融处理粘度增大的特点。     

韦伯灵芝漆酶生产中试研究

以韦伯灵芝(Ganoderma weberianum)TZC-1为生产菌株,在前期优化的摇瓶培养条件和5 L发酵罐小试生产工艺条件的基础上,对该菌株在50 L发酵罐进行中试放大,确定韦伯灵芝漆酶在50 L发酵罐的中试发酵工艺参数。结果表明:以3 d种龄种子按8%的接种量转接至发酵罐进行中试发酵,发酵温度28℃,装液量30L,采用分阶段控制p H和溶解氧浓度(DO)的策略,发酵初期(0~48 h)p H控制在6.0,48 h后p H控制在4.5~5.0范围内;0~36 h内控制搅拌转速100 r/min,通气量10 L/min;36~72 h内控制搅拌转速150 r/min,通气量15 L/min;72~96 h内控制搅拌转速200 r/min,通气量20 L/min;96 h至发酵结束搅拌转速250 r/min,通气量15L/min。发酵前72 h DO保持在15%~30%有利于菌丝生长,72 h后DO保持在10~15%有利于漆酶的积累。发酵144 h选择放罐,可获得18.8 L发酵原液,其漆酶活力可达27 667.7 U/L,是摇瓶发酵水平的2.5倍。     

普鲁兰多糖发酵条件研究

研究了出芽短梗霉在500L罐中发酵条件对出芽短梗霉发酵的影响,确定了普鲁兰多糖在500L罐中最佳发酵条件:前48h,pH3.5,搅拌速度300r/min,罐压0.2MPa,通气量30L/mim;后48h,pH6.5,搅拌速度200r/min,罐压0.1MPa,通气量15L/min;在此条件下,普鲁兰多糖产量52g/L,即糖转化率65%,发酵液颜色为淡乳黄色.     

高产蛹虫草诱变菌株发酵条件优化及放大

考察高产蛹虫草诱变菌株放大发酵条件,为产业化奠定实验基础。以蛹虫草菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度为指标,采用单因素试验的方法优化5 L发酵罐发酵条件:搅拌转速、发酵培养基初始pH值和接种量,并在此条件下重复4次实验,以考察发酵条件的稳定性;进一步考察15 L和100 L发酵罐发酵条件。5 L发酵罐发酵条件为:转速250 r/min、起始pH值7、接种体积分数6%,发酵温度26℃,通气量250 L/h,菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度分别达到23.29 g/L、0.94 g/L、162.84 mg/L和2.06 g/L,4次重复实验发酵条件稳定(P0.01)。15 L发酵罐的最佳发酵时间为72 h,菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度分别达到30.84g/L、1.10 g/L、233.22 mg/L和1.89 g/L;100 L发酵罐的最佳发酵时间为47 h,菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度分别达到32.05 g/L、1.33 g/L、187.20 mg/L和3.51 g/L。5 L发酵罐发酵条件稳定,以菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度为综合考察指标,分别绘制了高产蛹虫草诱变菌株15 L、100 L发酵罐发酵生长曲线,为生产提供了数据依据。     

高产酵母菌株(Rhodotorula bacarum)产普鲁兰多糖过程中搅拌和通气条件的优化

在过去的研究中发现普鲁兰多糖高产酵母菌株摇瓶发酵的最佳条件是 180r/min ,2 8℃ ,6 0h ,在此条件下该菌株可以产生质量体积分数为 5 9%的普鲁兰多糖。本文研究发现在 5L发酵罐中通气量和搅拌速度对该酵母菌株的普鲁兰多糖产量有很明显的影响。研究结果表明产普鲁兰多糖的最适通气量和搅拌速度分别是6 . 5L/min和 30 .0r/min。相应的 ,用每升含 80g的葡萄糖做发酵培养基 ,在 2 8℃条件下培养 72h ,其普鲁兰多糖的产量质量体积分数为达到 7. 5 % ,这是迄今为止所报道的产普鲁兰多糖酵母中产量最高的菌株。作者发现这株酵母菌产普鲁兰多糖高效合成过程的原因是其有很高的葡萄糖转化率。     

灵芝菌体液态深层发酵条件的优化

研究摇瓶灵芝菌体液态深层发酵温度和初始pH 值,在此基础上进行5L 发酵罐批次培养,研究发酵过程pH 值控制、溶氧控制对灵芝菌体生长和灵芝胞外多糖的影响。结果表明：发酵温度30℃,初始pH 值为6.0;过程pH 值控制策略：菌体生长前期(0～40h)控制pH 值为5.5,40～48h 控制pH 5.0,48h 后至发酵结束控制pH4.5;溶氧控制策略为：搅拌转速160r/min,通风量0.75vvm。优化后的验证实验结果：灵芝菌体生物量最高达到19.7g/L,胞外多糖最高达到3.23g/L,较优化前灵芝菌体生物量12.8g/L 和灵芝胞外多糖2.39g/L 分别提高了53.9% 和35.1%。     

灵芝深层培养的药质培养基及发酵工艺条件优化

研究灵芝发酵的药质(六味地黄丸)培养基最优配方组成及提高发酵生物量的优化工艺条件。采用均匀设计对影响发酵生物量的关键因子及其水平的相互关系进行研究。通过回归方程求解得到药质培养基最优组合;应用正交试验优化药质发酵的工艺条件。结果表明:生物量最佳的药质培养基组分是:六味地黄丸10g/L、黄豆粉50g/L、玉米粉10g/L、葡萄糖8.29g/L、MgSO41.0g/L、KH2PO41.0g/L、VB120～40mg/L。优化发酵条件为:接种量10%,通气量0.5m3/min、搅拌速度150r/min、发酵周期144h。均匀设计和正交试验结合,实现了对灵芝药质发酵条件的优化。     

芽孢杆菌M-21产β-甘露聚糖酶发酵条件研究

从土壤中分离筛选出产β-甘露聚糖酶的芽孢杆菌(Bacillus sp.)M-21,通过单因素实验和正交优化实验,确定了其最佳发酵产酶条件。菌株的产酶最适培养基组成包括(g/L)碳源:瓜尔豆胶4,复合氮源:豆粉20、(NH4)2HPO45,其他无机盐组分:K2HPO4.3 H2O1、MgSO4.7 H2O 0.5、NaCl 0.5、CaCl20.1、FeSO4.7 H2O0.001。产酶最适培养条件:培养基初始pH8.0,接种量4%,装液量50 mL/250 mL三角瓶,32℃180 r/min振荡培养36 h。此条件下酶活力最高可达1 487 U/mL。     

Torulopsis sp.ERY237产赤藓糖醇工艺条件的研究

以Torulopsis sp.ERY237作为出发菌株,考察了不同碳源、氮源、无机盐类以及温度等因素对菌种产赤藓糖醇的影响,建立和优化了赤藓糖醇摇瓶发酵培养基配方、发酵工艺条件,同时研究了发酵过程中菌体生物量、pH值、产物浓度的动态变化。结果表明,菌株的最适培养基配方为(g/L):葡萄糖300,玉米浆3.5,C_([Cu~(2+)])1.5,C_([Mn~(2+)])10;适宜的培养条件为初始pH值自然,温度30℃,装液量50 mL/500 mL,转速200 r/min,在此条件下培养132 h赤藓糖醇产量达87.8 g/L,是优化前产量的1.9倍,发酵时间缩短了12 h。     

微生物多糖韦兰胶生产工艺优化

探讨韦兰胶的生产条件,主要包括生产菌株、发酵培养基及发酵工艺条件三方面。通过绘制菌体生长曲线,了解此菌种的生长情况,初步确定二级种子的培养时间。通过单因素试验及正交试验,得出韦兰胶的最佳发酵培养基配方为：蔗糖40g/L、酵母膏3g/L、K2HPO4·7H2O 5g/L、MgSO4·7H2O 2g/L、FeSO4·7H2O1mg/L、CaCl2 0.5g/L;此条件下,韦兰胶产率由7.31g/L 上升到17.23g/L。最佳发酵工艺条件为：接种龄18h、接种量0.5%、装液量40mL(250mL 摇瓶)、初始pH7.0、摇床转速220r/min、培养温度30℃、培养时间72h,在此条件下,韦兰胶产率达20.64g/L。     

补料发酵枯草芽孢杆菌合成γ-聚谷氨酸的研究

在5L自动发酵罐中,通过分批发酵和补料分批发酵,对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis HCUL-B-115)生物合成γ-聚谷氨酸(γ-PGA)进行研究,以达到高产的目的。结果表明：在分批发酵过程中,在通入空气条件下搅拌转速由150r/min提高至250r/min,发酵结束时γ-PGA产量从11.30g/L提高到30.86g/L;在补料分批发酵过程中,在通入空气条件下,搅拌转速采用250r/min,当糖质量浓度在20g/L以下时,每次补加50mL 糖质量浓度200g/L的玉米糖化液则菌体大量生长,γ-PGA产量提高到52.20g/L。     

利用菊芋菊粉制备R,R-2,3-丁二醇发酵工艺条件的优化

为了提高Paenibacillus polymyxa ZJ-9发酵菊芋菊粉制备R,R-2,3-丁二醇的产量、减少生产成本,考察了发酵温度、pH、接种量和溶氧(搅拌转速)对菌体生长繁殖、菊粉的利用率和R,R-2,3-丁二醇合成的影响。实验结果表明,Paenibacillus polymyxa ZJ-9发酵的最适温度、pH和接种量分别为30℃、6.0和8%。通过对不同搅拌转速条件下的菌体比生长速率μ_x和产物比合成速率μ_p分析,制定了一种两步溶氧控制策略发酵生产R,R-2,3-丁二醇:在发酵前24h,控制搅拌转速调控为240r/min有利于菌体生长,而24h后,控制发酵液搅拌转速调控为160r/min,能有效促进R,R-2,3-丁二醇合成,在上述条件下,R,R-2,3-丁二醇的产量高达27.83g/L,比恒定搅拌转速条件的最大值提高了10.15%。     

猴头菌转化银杏叶提取物(EGB)工艺条件的研究

在前期优化培养基的基础上,本实验比较了摇瓶的温度、pH、装液量和发酵罐培养的通气量、转速和培养时间等不同培养条件对猴头菌转化EGB生物活性的影响。结果显示,含有0.5%的EGB培养基中,猴头菌转化EGB温度为25～30℃,初始pH范围为5.5～6.5,此时对非酶糖基化反应的抑制率较高。同时添加10g/LCaCO3可稳定pH,提高发酵液对非酶糖基化反应的抑制率。20L发酵罐转化EGB最佳工艺条件为72h前通气量为8L/min,72h后为4.8L/min,转速为120r/min。     

裂褶菌菌丝体与胞外多糖发酵条件研究

在7 L发酵罐上进行了裂褶菌发酵生产菌丝体和胞外多糖的研究,采用L_9(3~4)正交试验对发酵条件进行了优化。在7 L发酵罐上裂褶菌的适宜培养条件为:搅拌转速200 r/min、接种量10%(V/V)、通气量200 L/ h,在此条件下发酵120 h,获得的菌丝体和胞外多糖产量最高,分别为16.23 g/L和1.68 g/L。相关性分析表明,裂褶菌菌丝体产量与胞外多糖产量之间存在线性关系。