两种碳源对猴头菇液体发酵中的多糖分泌及胞外酶活性的影响

目的 探讨葡萄糖与红糖在猴头菇液体发酵过程中对菌丝多糖分泌及胞外酶活性的影响, 筛选出猴头菇的最适碳源。方法 分别以葡萄糖和红糖为碳源进行猴头菇菌丝液体培养, 以紫外分光光度法测定不同发酵时间猴头菇的总糖、还原糖与多糖含量及纤维素酶、木聚糖酶与果胶酶活性。结果 两种碳源对猴头菇液体发酵的影响较大, 除菌丝生物量影响不显著外, 其他指标均呈现显著差异(P<0.05)。其中, 以葡萄糖为碳源时, 发酵液始终为酸性, 并且pH随发酵时间延长显著降低, 最低可达4.36; 总糖与还原糖含量随发酵时间延长显著降低; 纤维素酶活力在发酵第11 d时显著升高并达到最高值(392 U/L), 木聚糖酶活性在发酵至第7 d时显著升高至最大值(1809 U/L), 但第11 d时显著降低, 果胶酶在发酵至第3 d时活力最高, 可达7349 U/L, 3种胞外酶的活性最高值交错出现。以红糖为碳源时, pH先升至7.28, 后降低至弱酸性(5.88); 总糖含量随发酵时间延长无显著变化, 还原糖含量显著下降(P<0.05), 而多糖含量升高极显著; 纤维素酶活性随发酵时间延长显著降低, 但木聚糖酶及果胶酶活性无显著变化, 3种酶活性最高值均低于以葡萄糖为碳源的酶活性最高值。结论 以葡萄糖为碳源培养猴头菇, 猴头菇3种胞外酶的分泌具有一定的规律性, 使其可以迅速分解果胶, 然后为木聚糖, 最后大量利用纤维素, 而以红糖为碳源有利于猴头菇胞外多糖的分泌, 为猴头菇液体发酵后续药理作用研究与生产开发利用提供参考。     

流加混合碳源的谷氨酸发酵工艺研究

采用糖蜜与葡萄糖的混合液作为流加碳源，对谷氨酸发酵工艺进行了探索。试验采用葡萄糖为基础碳源，以发酵初糖浓度为160g／L的培养基进行谷氨酸发酵，以糖蜜与葡萄糖的混合液为流加碳源，结果表明当糖蜜中还原糖占混合液总还原糖30％时，发酵产酸水平和糖酸转化率分别达到142.2g／L和64．88％，与葡萄糖作为唯一流加碳源的谷氨酸发酵工艺比较，其发酵水平十分相近。但生产谷氨酸的碳源成本可降低5％左右。     

不同凝结芽孢杆菌在单一及混合碳源下的发酵特性

本文研究了凝结芽孢杆菌BH1、HL5和36D1在木糖、海藻糖、葡萄糖、低聚异麦芽糖、蔗糖和麦芽糖等单一碳源和葡萄糖分别加其他五种碳源(即混合碳源)下的底物利用和代谢情况,对三株菌以葡萄糖和低聚异麦芽糖作为混合碳源进行5 L罐发酵,进一步考察三株菌发酵特性,以期确定一株菌株作为后续高效乳酸发酵菌株筛选的出发菌株。结果显示:单一碳源发酵下,凝结芽孢杆菌36D1可以完全利用海藻糖、木糖和葡萄糖,而BH1和HL5对木糖和海藻糖几乎无利用,同时三株菌对蔗糖均无明显利用;混合碳源发酵下,凝结芽孢杆菌36D1发酵过程中表现出明显的葡萄糖阻遏效应,BH1和HL5对其他糖(尤其是麦芽糖和异麦芽糖)的利用几乎不受影响;5 L罐发酵结果表明,HL5对异麦芽糖的利用能力较优。凝结芽孢杆菌HL5对麦芽糖、异麦芽糖以及葡萄糖的利用能力较高,最终确定HL5作为后续菌株筛选的出发菌株。     

高果糖浆废液杂糖组分分析及其作为毕赤酵母发酵碳源的资源化利用

废杂糖的资源化利用是高果糖浆生产行业迫切需要解决的问题。该研究首先通过高效液相、质谱和红外光谱分析,确定了杂糖成分为葡萄糖、果糖和聚合度为2~16的线性葡聚糖,包括葡萄糖480 g/L,果糖92 g/L,麦芽糖103.6 g/L,麦芽三糖36.8 g/L,总糖含量802.3 g/L。进一步使用2种常用的毕赤酵母宿主(P AOX1型毕赤酵母、P GAP型毕赤酵母)利用杂糖发酵生产内切β-1,3葡聚糖酶并与标准碳源(甘油和葡萄糖)作对比。结果表明,对于P AOX1型毕赤酵母,杂糖做碳源时细胞密度和酶活性与甘油相比均有所下降,最大生物量分别为59.1和82.0 g/L,最高酶活性分别为157.29和199.2 U/mL。对于P GAP型毕赤酵母,杂糖与葡萄糖的发酵效果相当,说明杂糖可以作为P GAP型毕赤酵母生产内切β-1,3葡聚糖酶的优质替代性碳源。     

利用芭蕉芋葡萄糖浆发酵生产甘油

研究确定了利用双酶法水解获得的粗芭蕉芋葡萄糖浆生产甘油的最适条件:葡萄糖浓度22%~23%,尿素1.5g/L,玉米浆1.0g/L,摇床转速120r/min;糖化液pH值是否调整对甘油产量影响不大;摇瓶发酵甘油浓度可达110g/L,耗糖转化率达48%。与以工业葡萄糖为碳源的甘油发酵相比,以芭蕉芋糖化液为碳源的甘油发酵最适初始葡萄糖浓度稍低,外加营养需要量降低,发酵摇床转速提高。     

降低生产成本的葡萄糖部分替代蔗糖的乳链菌肽发酵工艺

乳链菌肽(nisn)是国际允许商业生产的重要天然食品防腐剂之一。为了降低nisin的生产成本,开发了葡萄糖部分替代蔗糖的乳链菌肽发酵工艺。首先研究了葡萄糖和蔗糖对菌体浓度、nisin效价和NaOH加入量的影响,然后进行了葡萄糖和蔗糖的协同发酵实验,在此基础上提出了以蔗糖作为碳源底物葡萄糖作为补糖的发酵工艺。实验结果表明,合适的补糖工艺为500 mL发酵液中作为碳源底物的蔗糖浓度为15 g/L,从第4h随50 mLNaOH溶液补入葡萄糖浓度为150 g/L。此补糖工艺的nisin效价为5256 IU/m L,达到了蔗糖作为碳源的nisin效价(5183 IU/m L)的水平,使原料中碳源的价格降低了25.9%。所以此工艺有效降低了nisin的生产成本,可促进nisin在食品工业的应用。     

糖液过程控制对L-赖氨酸发酵的影响

糖液作为L-赖氨酸发酵的碳源,对其在发酵培养过程中的参数控制甚为重要。从糖液是否参与实消、糖液连消温度及时间、糖液流加控制3个方面论述了L-赖氨酸大生产过程中糖液过程控制对发酵培养的影响,对所获得的生产数据从两个角度进行了分析,所得结论对发酵生产工作和分析排查染菌原因具有一定的指导意义。     

蜂蜜乳酸发酵研究初探

蜂蜜乳酸发酵是利用乳酸菌进行发酵,将蜂蜜中的还原糖转化为乳酸.本实验通过单纯蜂蜜发酵、蜂蜜 大豆蛋白发酵、单纯牛乳发酵和蜂蜜 牛乳发酵四组对比实验,检测发酵前后还原糖含量的变化,测定发酵终点乳酸含量、跟踪检测蜂蜜 牛乳发酵中还原糖和乳糖的变化,证实在氮源充足条件下,蜂蜜中的还原糖作为碳源可以被乳酸菌利用并转化为乳酸.     

碳源对白桦茸菌丝体生长及多糖活性的影响

以白桦茸为研究对象,采用平板培养及液体摇瓶培养的方式,观察、比较不同碳源（麦芽糖、葡萄糖、蔗糖、玉米淀粉、乳糖、玉米面粉、果糖、甘露醇、红薯淀粉、可溶性淀粉）对菌丝部分生物学特性及液体发酵产物活性的影响。固体培养结果表明：果糖、麦芽糖、蔗糖对菌丝生长速度影响较大,麦芽糖为碳源时,菌丝生长速度最快,达到0.302 cm/d,果糖和蔗糖可以延缓菌丝老化,而玉米面粉和葡萄糖的菌丝最为粗壮,麦芽糖和红薯淀粉的菌丝生长密度最高（密集处呈羊毛毡状）;同时,液体发酵结果表明：玉米面粉总生物量最大,葡萄糖次之。对于活性物质来说,随着培养时间的延长,大部分碳源均可促进活性物质的积累,以葡萄糖为碳源,11 d菌丝体多糖含量最高,其次为乳糖。红薯淀粉、玉米淀粉、麦芽糖、乳糖为碳源时,其菌丝水提液1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical,DPPH）自由基清除率可达到70%以上。     

Yarrowia lipolytica H222（pox1-6缺陷）利用苹果渣酶解液与葡萄糖发酵合成微生物油脂的对比研究

分别以苹果渣酶解液和葡萄糖作为发酵培养基的碳源,以Yarrowia lipolytica H222(pox1-6缺陷)为实验菌株合成微生物油脂。分析比较发酵液中细胞干重、总油脂含量、总油脂产量及脂肪酸组成。结果表明:以苹果渣酶解液为碳源的发酵液中细胞干重、总油脂含量、总油脂产量、脂滴大小均较以葡萄糖为碳源的发酵液有显著增高;当发酵至3 d时,80 g/L总糖含量的苹果渣酶解液为碳源的发酵液中总油脂产量达到最高(0.088 mg/mL),明显高于以葡萄糖为碳源的发酵液中总油脂产量,并且不同碳源的发酵液中主要脂肪酸组成和含量也存在明显差异。因此,苹果渣酶解液更有利于Yarrowia lipolitica H222(pox1-6缺陷)产生油脂。     

玉米芯载体吸附法固定化米根霉发酵L-乳酸的工艺条件

研究玉米芯作为部分替代碳源及载体固定化米根霉R-1发酵L-乳酸的工艺条件,考察玉米芯作为替代碳源的利用率及作为载体的添加比例和最佳粉碎粒度。研究表明：米根霉R-1以玉米芯为碳源,其利用率达14.9%;玉米芯作为部分替代碳源与葡萄糖混合发酵时最佳比例为1:4,此比例下葡萄糖对L-乳酸的转化率高达82.5%,较纯葡萄糖发酵提高了14.6%;玉米芯载体的最佳粉碎粒度为40目,此条件下米根霉R-1发酵混合碳源产酸达到34.68g/L,并形成直径为0.5～1.0mm具有连续发酵能力的固定化菌丝球,连续发酵6批,葡萄糖对L-乳酸的平均转化率为83.1%。由此得出,玉米芯可以作为良好的载体及原料直接发酵产L-乳酸。     

新型产乙醇重组菌利用葡萄糖和木糖的乙醇发酵

对构建得到的新型产乙醇重组菌JM109(pEtac-PA)、947(pEtac-PA)利用不同浓度葡萄糖或木糖的乙醇发酵进行了初步研究。结果表明,重组菌的乙醇发酵受到发酵碳源的类型、发酵液中糖浓度、发酵培养基的装液量、发酵液的pH值、重组菌的宿主类型等多种因素的影响。以野生型菌株E.coli 947为宿主的重组菌947 (pEtac-PA)发酵产乙醇的能力和乙醇得率均高于JM109(pEtac-PA),尤其是在装液量加大、高浓度糖发酵以及利用木糖发酵时更加明显。     

外加浸出物的糖组成对瓶中啤酒再发酵的影响

啤酒在瓶中的再发酵本来是一个简单的过程,但在装瓶前往成熟啤酒中混合酵母和糖进行再发酵通常难以控制,这可能导致批次与批次之间的质量不一致.在本研究中,上面发酵啤酒被混以新扩培的酵母和可发酵性浸出物,此浸出物由葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、或几种市售的可利用糖浆之一.葡萄糖、果糖和蔗糖以相同速率发酵,在两周内达到了最终发酵度,麦芽糖只部分被发酵或根本不发酵,主要依使用的酵母菌株不同而不同.检测了几种可能影响糖吸收的因素,瓶中啤酒的二氧化碳压力导致了酵母发酵麦芽糖能力的丧失,而它对葡萄糖和果糖的吸收却仅有很小的影响,这个差别可能是由于糖运输到细胞内的机制不同而引起.尽管麦芽糖是麦汁中主要的糖类,但它却不适于瓶中啤酒的再发酵,使用高麦芽糖含量的糖浆可以导致不一致的发酵或发酵停止,再者,残存糖会使酵母沉淀稳定性变化无常.     

发酵生产中还原糖和葡萄糖检测指标的分析

采用还原糖测定法和葡萄糖酶电极测定法,对谷氨酸发酵生产中淀粉糖原料和发酵液中还原糖和葡萄糖含量进行了测定,研究了其变化特点和意义。结果表明,淀粉糖液中葡萄糖/还原糖比值变化从80%~94.2%;发酵过程中,谷氨酸生产菌首先消耗葡萄糖,发酵28h,葡萄糖含量接近0,而还原糖含量为1.0%;还原糖测定仪用于发酵后期还原糖测定,精密度(RSD%)为2.21,对发酵后期的精确控制具有一定的应用价值。     

发酵甘油生产中淀粉（乳）质量对双酶法制葡萄糖的影响

以淀粉为原料，通过双酶液化、糖化制取发酵用糖是发酵行业常用的制糖方法。以这种方法制取的糖液质量好，还原糖含量高，发酵性能好，对淀粉转化率高。在生产过程中，常常因为淀粉(乳)质量差、杂质多，而导致液化困难，糖化时间长，葡萄糖含量低，糖液过滤效果差，发酵性降低。严重时液化、糖化无法进行，大大影响生产进程。使用优质淀粉(乳)通过双酶法制糖，不仅可以提高糖液质量和糖液的发酵性能。而且还可以提高制糖转化率，降低生产成本。     

大肠杆菌ptsG基因缺陷菌株的构建及其发酵混合糖产L-丙氨酸

为了增强大肠杆菌（Escherichia coli）JH-B2利用混合糖产L-丙氨酸的能力,通过Red同源重组技术敲除了转运葡萄糖的关键基因ptsG,构建新菌株JH-B3。结果表明,以10%混合糖（5%葡萄糖和5%木糖）为碳源,ptsG基因缺陷菌株JH-B3同时利用葡萄糖和木糖,且在32 h时利用完葡萄糖,表明了ptsG基因的敲除大幅减弱了葡萄糖效应;而菌株JH-B2在发酵24 h时利用完葡萄糖,在28 h时才开始利用木糖,表现出葡萄糖效应。发酵至98 h,ptsG基因缺陷菌株JH-B3已经利用完木糖,其丙氨酸产量为94.1 g/L,生产强度为0.96 g/（L·h）,而菌株JH-B2在同等时间内还剩18.10 g/L木糖未利用,其丙氨酸产量为77.6 g/L,生产强度为0.79 g/（L·h）。ptsG基因缺陷菌株JH-B3的丙氨酸生产强度较JH-B2提高了21.5%,能够同时利用混合糖发酵产丙氨酸,为利用木质纤维素糖源生产丙氨酸提供了工业应用基础。     

植物油对被孢霉菌发酵生产花生四烯酸的影响

研究了四种植物油(豆油、棕榈油、花生油、芝麻油)对被孢霉菌发酵生产花生四烯酸(Arachidonic acid, AA)的影响.结果表明:(1)四种植物油显著促进了菌体油脂的积累;(2)被孢霉生长在以植物油为唯一碳源的培养基上时,菌体油脂中的AA含量比以葡萄糖为碳源时显著下降;生长在以植物油和葡萄糖为混合碳源的培养基上时,与以葡萄糖为碳源相比油脂中的AA含量仍然下降,但比生长在以植物油为唯一碳源时AA含量有所提高.说明这四种植物油对花生四烯酸的合成有抑制作用.(3)菌体油脂成分与培养基中植物油的油脂成分有一定的相似性.     

木薯水解液为原料静置发酵制备细菌纤维素的研究

以木薯水解液作为发酵培养基基质,通过木葡萄糖酸醋杆菌(Komagataeibacter xylinus)发酵制备细菌纤维素(BC),利用单因素实验研究了温度、装液量、初始pH、木薯水解液添加量、接种量等对细菌纤维素产量的影响,并对发酵过程中的细菌纤维素产量、还原糖消耗量、pH、细菌纤维素含水率与复水率等指标进行了检测,采用元素分析、红外光谱分析、热重分析、扫描电镜、X射线晶体衍射(XRD)等对发酵得到的细菌纤维素进行表征。结果表明,木薯水解液发酵生产细菌纤维素的最优条件为:温度30℃、装液量75 mL、初始pH6.0、木薯水解液添加量3%、接种量6%;在细菌纤维素发酵过程中,pH从5.51下降到2.66,还原糖含量从32.1 g/L降到10.2 g/L,发酵9 d可得到5.75 g/L的细菌纤维素;所得细菌纤维素的含水率为96%~98%,复水率为50%~58%;元素分析结果表明细菌纤维素主要由C、H、O三种元素构成,符合纤维素中各元素含量;红外光谱揭示了细菌纤维素的特征吸收峰;热重分析表明细菌纤维素在290℃处具有最大失重,失重率达32.33%;扫描电镜观察到细菌纤维素的直径在100~500 nm之间;XRD分析得到细菌纤维素的结晶度为93.4%。因此木薯水解液是可以替代葡萄糖作为发酵生产细菌纤维素的碳源。     

外加浸出物糖组成对瓶中啤酒再发酵的影响

啤酒在瓶中的再发酵本来是一个简单的过程，但在装瓶前往成熟啤酒中混合酵母和糖进行再发酵通常难以控制，这可能导致批次与批次之间的质量不一致。在本研究中，上面发酵啤酒被混以新扩培的酵母和可发酵性浸出物，此浸出物由葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、或几种市售的可利用糖浆之一。葡萄糖、果糖和蔗糖以相同速率发酵，在两周内达到了最终发酵度，麦芽糖只部分被发酵或根本不发酵，主要依使用的酵母菌株不同而不同。检测了几种可能影响糖吸收的因素，瓶中啤酒的二氧化碳压力导致了酵母发酵麦芽糖能力的丧失，而它对葡萄糖和果糖的吸收却仅有很小的影响，这个差别可能是由于糖运输到细胞内的机制不同而引起。尽管麦芽糖是麦汁中主要的糖类，但它却不适于瓶中啤酒的再发酵，使用高麦芽糖含量的糖浆可以导致不一致的发酵或发酵停止，再者，残存糖会使酵母沉淀稳定性变化无常。     

结晶葡萄糖母液对赖氨酸发酵过程的影响

结晶葡萄糖生产中,产生大量葡萄糖含量为47.5%左右的结晶葡萄糖母液,不仅污染环境,而且给生产造成极大的浪费.在L-赖氨酸生产中使用的发酵糖,其葡萄糖含量≥95.0%.利用20%的结晶葡萄糖母液和80%发酵糖混合制成混合发酵糖,是实现降低结晶葡萄糖生产成本和开发新L-赖氨酸生产原料资源的重要技术.通过500m~3发酵罐进行混合发酵糖实验,发酵末期平均产酸16.17g/dL,残糖0.78g/dL,糖酸转化率58.71%.从发酵工艺看,以混合发酵糖发酵生产L-赖氨酸是完全可行的.