棒状链霉菌F613-1的诱变及其发酵工艺优化

该实验旨在获得克拉维酸高产菌株,并通过发酵条件优化提高其产量。以棒状链霉菌（Streptomyces clavulans）F613-1为出发菌株,通过紫外和亚硝基胍（NTG）联合诱变及含链霉素固定培养基筛选并在对突变菌株添加发酵前体研究基础上,通过单因素试验和响应面法优化其摇瓶发酵条件。结果表明,成功筛选一株棒状链霉菌衍生菌株,克拉维酸产量较出发菌株提高19.9%;添加1.5%甘油和0.15%谷氨酸可大幅缩短突变株发酵时间;突变株前36 h时25 ℃培养,后37 h时29 ℃培养,发酵pH值为7,克拉维酸产量达5.44 g/L,较出发菌株提高了55.8%。棒状链霉菌高产菌株的摇瓶发酵条件优化效果显著,为进一步提高克拉维酸生产提供依据。     

柠檬酸发酵过程中黑曲霉α-葡萄糖苷酶和糖化酶变化的研究

以目前柠檬酸生产菌为出发菌株,进行N+注入诱变得到一株柠檬酸高产菌株黑曲霉LD20,将其在500m3发酵罐上进行发酵,分别对发酵过程中α-葡萄糖苷酶、糖化酶、总糖、总酸、还原糖、葡萄糖和pH进行了跟踪测定,结果表明糖化酶GA在20h达到最高酶活895.16U/mL,α-葡萄糖苷酶TGA在24h达到最高酶活322.52U/mL,在整个发酵过程中GA的平均酶活力是TGA的2.9倍,说明在柠檬酸发酵过程中,发酵液的糖化作用主要依赖于GA;在柠檬酸发酵后期TGA比GA对酸有更强的耐受性,主要起到转苷作用,将发酵液中的还原糖转化为非发酵性的糖类,从而生成不能被黑曲霉所利用的残糖。     

奶牛源鼠李糖乳杆菌的12C6+重离子束诱变选育

本研究利用中科院重离子加速器释放的12C6+重离子束作为辐射诱变源,以酸斑值（HC）和抑菌圈值为指标,对鼠李糖乳杆菌JF12-1进行功能性诱变。通过致死率和正负突变率确定诱变的最佳辐照剂量;对最佳辐照剂量下的突变菌株利用酸斑法进行初筛,抑菌圈法复筛,而后通过连续传代之后检测乳酸含量变化来测定遗传稳定性,并对遗传稳定菌株进行16S rDNA测序,定位其突变位点。结果显示辐照剂量为300 Gy时,致死率为79.86%,正突变率为30.33%,负突变率为5.38%,确定为最佳诱变剂量;酸斑法初筛最佳诱变剂量下的突变菌株,得到20株HC值较原始野生菌株提高25%以上的突变株;抑菌法复筛得到8株体外抑菌性较原始野生菌株提高15%以上的菌株;遗传稳定性测定发现这8株突变乳酸菌株产乳酸稳定性良好;16S rDNA测序发现原始野生型菌株JF12-1的可能突变位点不在16S rRNA基因上,促使其产酸和抑菌性能增强的突变位点可能发生在其他基因区段。利用12C6+重离子束成功诱变选育出了高产乳酸及体外抑菌性优良的功能性鼠李糖乳杆菌稳定株,为下一步深入开发该菌株提供了较好的理论基础和应用依据。     

产单葡萄糖醛酸甘草次酸菌株的筛选及发酵条件的优化

从甘草土壤中筛选纯化得到一株产β-D-葡萄糖醛酸苷酶(β-D-glucuronidase,β-GUS)的菌株,采用常温室压等离子体诱变技术(ARTP)对原始菌株进行诱变,筛选得到高产突变菌株。经传代10次培养验证该菌株遗传性状稳定。通过菌落形态、显微镜制片观察和ITS序列比较确定菌株为蓝状真菌属,命名为Talaromyces sp.02。对其进行发酵产酶优化,确定发酵产酶的工艺。结果表明,以5 g/L的甘草酸为诱导剂,3 g/L的硝酸钠为氮源,初始p H 5.5,发酵温度30℃,10%的接种量,发酵144 h,在此条件下,该菌株可水解甘草酸(Glycyrrhizin,GL)生成单葡萄糖醛酸甘草次酸(Glycyrrhetinic acid monoglucuronide,GAMG),产量可达4.03 g/L,且几乎无副产物甘草次酸的生成,其发酵产率可达到87.88%,葡萄糖醛酸苷酶的酶活为162.20 U/m L,是原始复筛菌株的3.23倍,是一株具有开发前景和应用潜力的葡萄糖醛酸苷酶生产菌株。     

常压室温等离子体快速诱变选育高产单宁酶菌株

采用常压室温等离子体诱变技术处理黑曲霉B0201,选育高产单宁酶突变株,为单宁酶的发酵生产提供优良菌株。确定等离子体处理条件,采用稀释平板培养法挑选突变株,利用变色圈法和分光光度法测定产酶量,获得最佳诱变时间为180 s,正突变率高达19%。通过2%的高浓度单宁酸显色平板初筛850株菌,液态摇瓶发酵复筛90株菌,得到高产单宁酶的菌株B1401。诱变后单宁酶酶活为17.61 U/g,是原始菌株酶活8.94 U/g的2倍左右,且传代菌种产单宁酶稳定性良好。     

里氏木霉纤维素酶突变株选育的研究

以里氏木霉WXR－8为出发菌株，经紫外和亚硝基胍诱变处理后，得到一株抗纤维二糖阻遏突变株RM－27。突变株RM－27的纤维素滤纸酶活提高了64．5％。经过发酵条件优化后，采用固体发酵，RM－27菌株发酵144h（培养温度29℃），其滤纸酶活和β-葡萄糖苷酶活分别为600mg和115mg葡萄糖／gDMh。     

常压室温等离子体快速诱变选育单宁酶高产黑曲霉菌株

利用常压室温等离子体快速诱变技术对产单宁酶黑曲霉菌株B0201进行诱变,通过溴酚蓝平板变色圈法初筛,液态发酵产酶测定法复筛获得突变株B1401,其诱变后的菌株在液态发酵中获得17.61 U/g酶活,提高2倍;并在固态发酵中进行验证,在固态培养中获得酶活27.68 U/g,提高1.64倍。通过因素优化,得出其液态培养产酶的条件为单宁酸浓度5%,葡萄糖浓度2.5%,最适培养时间3.5 d,最适产酶生长温度28℃。     

常压室温等离子诱变选育β-环糊精葡萄糖基转移酶高产菌株及发酵工艺研究

目的以嗜碱芽孢杆菌(Bacillus alcalophilus)为出发菌株,利用常压室温等离子体快速诱变技术筛选β-环糊精葡萄糖基转移酶高产菌株,并对其发酵工艺进行优化。方法采用平板菌落透明圈大小结合摇瓶发酵酶活测定进行菌株筛选和发酵工艺优化。结果筛选出一株遗传稳定性好的β-环糊精葡萄糖基转移酶高产突变株HX188,在5 m~3发酵罐装料系数为55%的条件下,经连续6代发酵生产试验,发酵周期平均为40 h,产酶水平可稳定在6302 U/m L左右,较出发菌株2803 U/m L提高了124.8%;其最佳发酵工艺条件为:玉米淀粉2%,豆粕粉5%,pH 8.7,温度37℃,溶氧水平为20%,适时流加玉米淀粉、氮源和乳糖可提高菌体浓度及β-环糊精葡萄糖基转移酶酶活力。结论筛选出的突变株HX188遗传稳定性好,产酶能力强,能够满足工业化生产的需要。     

利用玉米芯水解液产苹果酸的戴尔根霉突变菌株选育及代谢分析

诱变筛选发酵玉米芯水解液高产苹果酸的根霉属菌株,并对其进行代谢分析,研究其高产苹果酸的机理。对分离得到的菌株进行ITS序列鉴定,进一步利用软X射线辐射对菌种进行诱变筛选、对出发菌株和突变菌株的相关酶活力进行测定及代谢通量分析。利用软X射线辐射结合丙烯醇平板筛选乙醇脱氢酶缺陷型菌株,得到突变株-1,发现其乙醇脱氢酶基因的3 处密码子突变为“TAA”,阻断了突变菌株的乙醇代谢途径。进而利用软X射线辐射结合氟乙酸平板筛选乙醛酸循环缺陷型菌株,得到复合突变株-2,降低了副产物富马酸及琥珀酸的产量。复合突变株-2的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶中几处NADP（H）结合位点发生突变,增加了糖酵解和磷酸戊糖两种途径的相互作用,促进了其戊糖代谢。经过两步分离筛选,得到的复合突变株-2能发酵玉米芯水解液高产苹果酸,且减少了副产物乙醇、富马酸、琥珀酸的生成。复合突变株-2的苹果酸产量占代谢物总产量的比例由出发菌株的71%增加到91%,苹果酸产量增大1 倍,研究成果对工业化利用突变菌株生产苹果酸具有重要意义。     

一株纤维素酶产生菌的抗阻遏选育

从沂蒙地区灌木枯枝中筛选到一株产纤维素酶菌株,初步鉴定为绿色木霉(T.viride Persex Fx NS90).该研究考察了不同浓度阻遏剂甘油、葡萄糖、纤维二糖对菌株生长和产酶的影响.结果显示:菌株生长的生物量随发酵培养基中甘油、葡萄糖、纤维二糖的浓度增加而提高,当培养基中分别含0.6%的甘油或0.4%葡萄糖时,菌株的相应发酵产酶活力较高,葡萄糖的浓度达2%时,菌株发酵产酶能力受到明显抑制,纤维二糖浓度对菌株发酵产酶没有明显的影响.实验采用紫外和微波对筛选菌株进行诱变处理,在含一定浓度阻遏剂的分离培养基上进行修复筛选,对选育出突变菌株的显微形态、抗阻遏性能和发酵产酶能力进行考察.结果表明:经紫外照射90s,微波辐射60s,结合2%葡萄糖平板修复选育,筛选到的突变株在生长过程中,菌落由黄色逐渐变为绿色,呈现黄色孢子,相对于出发菌株其抗阻遏性能明显提高,摇瓶发酵产CMCA和FPA酶活分别提高了41.0%和44.95%.     

高产柠檬酸的SHAM特性黑曲霉突变株的选育

研究了SHAM (水杨酸氧肟酸 )对产酸的影响。 5mg/ 6 0mL的SHAM基本抑制柠檬酸的产生。当W 3菌株在加有 10mg/ 10mLSHAM(L1)的平板上生长时 ,只能着生 10 %的孢子 ,在加有 2 0mg/ 10mLSHAM (L2 )的平板上生长时不能着生孢子。据此选育出不能够在L1平板上着生孢子的SHAM敏感株和在L2平板上能够着生孢子的SHAM抗性株。通过发酵试验 ,SHAMS- 2菌株产柠檬酸比出发菌株W 3高 4 0 % ,转化率达到 91 7%     

苹果醋优势醋酸菌株的诱变选育

以酒精含量为7%vol的苹果酒发酵醪液为驯化介质,对引进的醋酸杆菌20056进行驯化与诱变选育。采用紫外诱变的方法,确定最佳诱变条件为诱变时间40 s、诱变距离40 cm、菌液稀释度10-5,此时细胞致死率为82.15%。15株诱变菌株通过诱变效应、产酸实验、定性实验等验证,结果表明经过初步筛选的UV-3、UV-6、UV-11三株正突变菌株,产酸总量分别和诱变前的原菌株相比分别提高了20.45%、23.73%、24.61%,乙醇脱氢酶活性的峰值分别是原菌株的2.7、3.5、3.7倍。紫外诱变有效的提高了苹果酒发酵醪液中的酒精转化力,为优势醋酸菌的选育提供了简便、有效的育种手段。     

几丁质脱乙酰酶高产菌株的选育及其发酵特性研究

以一株海洋丝状真菌（Penicillium janthinellum）UV-0S为出发菌株,通过多级紫外线诱变育种后获得几丁质脱乙酰酶（CDA） 高产突变株UV-3S,并对该菌株产CDA的发酵特性及其细胞壁几丁质的脱乙酰度（DD）进行研究。 结果表明,突变株UV-3S的胞外 CDA酶活力为11.05 U/mL,是出发菌株UV-0S的2.1倍。 该菌株产胞外CDA的最适初始pH值为9.0,最适无机盐为NaH2PO（4 11 mmol/L）, 胶体几丁质最适添加量为0.5%。 在此最佳发酵条件下,突变株UV-3S的CDA酶活力最高,为11.83 U/mL,说明CDA是一种诱导酶。 细 胞壁几丁质的脱乙酰度随真菌生长而增加,且在发酵96 h后脱乙酰度达到最高（90.52%）。     

Optimization of Citric Acid Production from a New Strain and Mutant of Aspergillus niger Using Solid State Fermentation

A new strain of Aspergillus niger isolated from soil and its mutant were used for citric acid production from carob under solid-state fermentation conditions. The parental strain produced 30 g/kg citric acid, while the mutant G4, selected after four rounds of gamma ray irradiation, produced 60 g/kg. Maximum citric acid production was obtained after 7 days of incubation, as the acid production was 34 and 64 g/kg for parental and mutant strains, respectively. The addition of 2% methanol increased citric acid production from the parental strain to 42 and the mutant G4 to 65 g/kg. Trace elements, namely Cu, Fe, and Zn, promoted the production of citric acid as the acid production from the parental strain increased to 46 g/kg and for mutant G4 increased to 73 g/kg after their addition. The optimum spore inoculum concentration for acid production was 10⁷ ml^-1, and the optimum pH was 5 for both parental and mutant strains.     

Optimization of Citric Acid Production from a New Strain and Mutant of Aspergillus niger Using Solid State Fermentation

A new strain of Aspergillus niger isolated from soil and its mutant were used for citric acid production from carob under solid-state fermentation conditions. The parental strain produced 30 g/kg citric acid, while the mutant G4, selected after four rounds of gamma ray irradiation, produced 60 g/kg. Maximum citric acid production was obtained after 7 days of incubation, as the acid production was 34 and 64 g/kg for parental and mutant strains, respectively. The addition of 2% methanol increased citric acid production from the parental strain to 42 and the mutant G4 to 65 g/kg. Trace elements, namely Cu, Fe, and Zn, promoted the production of citric acid as the acid production from the parental strain increased to 46 g/kg and for mutant G4 increased to 73 g/kg after their addition. The optimum spore inoculum concentration for acid production was 10⁷ ml^?1, and the optimum pH was 5 for both parental and mutant strains.     

Enhancing citric acid production of Yarrowia lipolytica by mutagenesis and using natural media containing carrot juice and celery byproducts

In order to enhance citric acid production by Yarrowia lipolytica 57, mutation and selection treatments were performed by using UV-irradiation and/or ethyl methane sulfonate (EMS) as a chemical mutagen. Totally 18 mutant strains were demonstrated by testing of 1,234 colonies and then used in citric acid production studies. Chemical mutagenesis was found as more effective in enhancing citric acid production than UV-induced mutagenesis. Maximum citric acid concentration (50.1 g/L) and yield obtained by the chemical mutant Y. lipolytica K-168 exceeded that of the initial strain by 57%. Growth and citric acid production of this strain was further examined in natural fermentation media containing carrot juice or celery byproducts. Maximum citric acid concentration reached to 62.6 g/L in diluted carrot juice medium supplemented with glucose. It was determined that enriched carrot juice may serve as a good nutrient source and could be used for citric acid production by K-168 strain.     

一株产几丁质脱乙酰酶诱变菌株的培养基配方及发酵条件优化

以一株海洋来源产几丁质脱乙酰酶（CDA）的丝状真菌（Penicilium janthinellum）1-5-2为出发菌株,经紫外线诱变后获得一高产CDA菌株UV-210S。通过单因素试验得出该诱变菌株的最佳培养基配方为麦芽糖1.3%,牛肉浸膏2.6%,NaH2PO4 0.3%,CaCl2 0.1%,胶体几丁质0.5%;最佳发酵工艺条件为NaCl 1.5%,初始pH值为9.0,发酵温度30 ℃,摇床转速180 r/min,CDA最佳收集时间为72 h。经培养基配方及发酵条件优化后该诱变菌株的最高CDA酶活为16.76 U/mL,相比优化前的酶活提高了52%。     

耐氨米根霉菌株ST50-2产L-乳酸发酵条件研究

为研究耐氨米根霉菌株ST50-2产L-乳酸的发酵特性,采用氨水中和剂,进行7L反应器发酵实验。与ST50-2的出发菌株AS3.819相比,发酵周期由原来的72h缩短为56h,L-乳酸产量提高12.30%,乙醇含量降低22.22%,乳酸脱氢酶(LDH)比活力提高83.09%,乙醇脱氢酶(ADH)比活力降低16.06%,对还原糖的利用速率及生物量的积累均高于出发菌株。7L反应器发酵实验表明：CaCO3影响菌体的成球;搅拌转速、氨水体积分数影响菌体的生长、成球大小及L-乳酸产量;pH值影响L-乳酸产量及发酵周期。其优化结果为：在搅拌转速400r/min,中和剂氨水体积分数为15%,pH值控制在6.0时,ST50-2菌球直径为1.0～1.5mm,发酵周期为56h,L-乳酸产量达93.32g/L。     

黑曲霉TNA-09中α-葡萄糖苷酶基因敲除的研究

以柠檬酸生产菌黑曲霉TNA—09为原始菌株,通过农杆菌介导的方法,将其α-葡萄糖苷酶基因敲除,得到基因敲除菌株TGA101。对原始菌株黑曲霉TNA-09和基因敲除菌TGA101 α-葡萄糖苷酶活力测定,结果相对于TNA—09菌株,TGA101菌株α-葡萄糖苷酶活力下降61．15％。在柠檬酸发酵试验中表现出相对于黑曲霉TNA-09,TGA101菌株发酵液中异麦芽糖含量降低84．67％,柠檬酸提高2．34％,糖酸转化率提高2．34％。     

氮离子注入和微波复合诱变选育高产柠檬酸的黑曲霉研究

利用低能离子注入及微波辐射对柠檬酸生产菌进行诱变选育.在30keV能量的氮离子注入以及间隔10s的微波电磁辐射后筛选得到2株产量提高到60％的诱变高产菌,多次传代实验表明菌株遗传稳定性良好,为柠檬酸发酵菌黑曲霉的进一步的育种工作提供了诱变参数和高产出发菌株.