迟缓芽孢杆菌固态发酵代谢产物研究新策略初探

运用Plackett-Burman实验筛选因素,确定温度对迟缓芽孢杆菌的生长影响显著,为其主要影响因素。然后对不同温度下迟缓芽孢杆菌固态发酵代谢产物进行提取分析,发现随着温度的升高,代谢产物的种类增加,同时代谢产物的更迭也存在一定规律。     

拟青霉固态发酵代谢产物分析

从茅台酒生产环境中分离纯化得到1株霉菌MTDF-01,经该菌的18S rDNA测序比对,最终确定该菌株为拟青霉。将该菌在制曲工艺、堆积工艺以及兼性条件下分别进行纯种固态发酵,利用GC-MS对其代谢物检测解析。结果表明,纯种固态发酵能代谢生成酸、醇、醛、酮、酯及芳香族化合物等多种物质。这些物质中有多种是食品中的风味物质和风味前体物质,亦是茅台酒众多呈香呈味物质中的组成部分。     

茅台大曲中3株芽孢杆菌代谢产物的比对分析

从茅台酒生产用大曲中分离纯化得到3株芽孢杆菌,分别是地衣芽孢杆菌MTDB-01、地衣芽孢杆菌MTDB-02和枯草芽孢杆菌MTDB-03。在制曲工艺条件下,对3株芽孢杆菌分别进行纯种固态发酵,分析比对其代谢产物。结果表明,其共同的代谢产物为:3-羟基-2-丁酮、2,6-二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、四甲基吡嗪、呋喃扭尔、异戊酸、2-甲基-2-丁烯酸、2,3-丁二醇、β-苯乙醇和苯乙酸。初步明确这3株芽孢杆菌在茅台大曲生产过程中对茅台大曲风味的贡献。     

纳豆芽孢杆菌的固态发酵条件

为了优化纳豆芽孢杆菌固态发酵条件,以活菌数和芽孢数为指标,采用微生物发酵技术,研究了种龄、接种量、培养基初始pH值和含水量对固态发酵的影响,并通过L9(34)正交试验确定了纳豆芽孢杆菌固态发酵最佳条件.试验结果表明:接种体积分数7%、种龄17 h、培养基初始pH值8.0、培养基初始水分质量分数70%,37℃固态发酵5 d效果最好,活菌数和芽孢数分别达到3.4×1010 cfu/g和1.8×109 cfu/g.     

地衣芽孢杆菌固体发酵培养基优化研究

研究了麦麸含量、加水量、碳源、氮源等对地衣芽孢杆菌固体发酵产碱性蛋白酶的影响。采用正交试验法优化发酵培养基配方,确定最佳发酵条件为:麦麸20 g,大豆分离蛋白30%,加水量160%,麦芽糖5%,MgSO40.6%,(NH4)2SO40.5%,K2HPO40.5%,吐温-80 0.05%,发酵时间72 h,在此发酵条件下,酶活力最高达到16 08 U/mL。     

枯草芽孢杆菌液态培养条件优化及其代谢产物分析

从茅台酒生产环境中分离纯化得到1株枯草芽孢杆菌,对该菌株培养基的小麦粉浓度、初始pH值、培养温度三因素进行正交实验,确定其最适培养条件,并分析在该培养条件下所产代谢物。实验确定的最适培养条件为：小麦粉1.5%,初始pH 7.0,培养温度35℃,培养时间12 h,蛋白胨1%,酵母膏0.5%,氯化钠1%,磷酸氢二钾0.5%。利用气质联用色谱仪分析其代谢产物,检测到30多种物质,主要为酸、酯类物质。     

固态发酵生产复合纳豆芽孢杆菌制剂

为了探索复合益生菌剂多菌种混合发酵条件,作者以活菌数为指标,采用固态发酵技术,研究了接种比例、接种量、培养基初始pH值、含水量、发酵温度和时间对固态发酵的影响,并通过L9(34)正交试验确定了纳豆芽孢杆菌和啤酒酵母混合固态发酵最佳条件.结果表明:培养基初始含水量70 %、pH 6.5、纳豆芽孢杆菌和啤酒酵母接种比例为1∶1、接种体积分数10%、发酵温度34 ℃、发酵5 d的效果最好.在此条件下发酵后,纳豆芽孢杆菌数为1.96×1010 cfu/g,啤酒酵母数为1.68×109 cfu/g.     

地衣芽孢杆菌发酵淀粉产乳酸条件的优化

主要研究地衣芽孢杆菌转化淀粉生产乳酸的发酵条件。从北京郊区土壤中筛选到一株可发酵淀粉等糖质原料生产乳酸的地衣芽孢杆菌WX51,通过单因素及正交试验,确定了其最佳培养基组成为可溶性淀粉40 g/L,硫酸铵0.5 g/L,KH2PO4 1.36 g/L,MgSO4.7H2O 0.2g/L,FeSO4.7H2O 0.01g/L,NaCl 2g/L,玉米浆0.5g/L,CaCO3 20g/L;最佳培养条件为:250mL摇瓶装液10%,50℃、200 r/min培养40h、接种量2%。经优化后,该菌乳酸产量由28.4g/L提高为36.5g/L,淀粉的转化率由71.0%提高为91.2%,产酸速率由0.6g/(L.h)提高为0.9g/(L.h)。     

中心组合设计优化大曲中地衣芽孢杆菌发酵产香条件

采用中心组合法对大曲中地衣芽孢杆菌X19发酵产香条件进行优化。在前期单因素的基础上,选取发酵后样品中苯乙醇、愈创木酚、2,3,5-三甲基吡嗪三种重要大曲香味物质的色谱峰面积为响应值,原料水分含量、装料量、发酵温度为自变量,利用Box-Behnken中心组合法对发酵产香条件进行优化。结果表明:在发酵温度为36℃、水分为47%、装料量为140g/250m L的最优条件下发酵9d,苯乙醇、愈创木酚、2,3,5-三甲基吡嗪三种大曲香味物质的色谱峰面积的平均值为5.72×108,接近于模型预测值5.60×108,此时发酵产物中三种香味物质的总含量为14.36mg/100g,与优质浓香型大曲相比,三种香味物质总量增长了约9倍,其中,愈创木酚增长了约11倍,2,3,5-三甲基吡嗪增长了约27倍,表明通过中心组合法优化的回归方程具有一定的可行性。      

一株毛霉固态发酵代谢产物研究

从茅台大曲中分离纯化得到1株毛霉,对该菌的液态培养基进行研究,结果表明,最适淀粉浓度为1.5%;最适初始pH值为9.0;最适生长温度为35℃。采用高粱和小麦基质分别对该菌进行纯种固态发酵,利用GC-MS对其代谢产物分析对比。结果表明,毛霉主要代谢产物为亚油酸乙酯和油酸乙酯,为茅台酒空杯香的主要成分。     

清香大曲及酒醅中地衣芽孢杆菌的分离鉴定

从牛栏山酒厂清香大曲和酒醅中分离出23株芽孢杆菌,通过柠檬酸盐与丙酸盐利用、产酶、需厌氧、V．P、酪素水解、酪氨酸水解、酸性培养基、耐盐性、生长温度、产酱香物质等生理生化实验进行综合鉴定,鉴定出12株为地衣芽孢杆菌。     

地衣芽孢杆菌产碱性蛋白酶发酵条件优化

碱性蛋白酶是一类重要的工业用酶,广泛应用于洗涤、制革、酿造等行业,发挥着重要作用。为提高地衣芽孢杆菌的产酶活力,在单因素实验的基础上,采用3因素3水平的响应面分析法,以蛋白酶活力为响应值,对影响地衣芽孢杆菌20203产碱性蛋白酶的因素进行研究分析,得到了最佳发酵条件为:葡萄糖1.5%,豆粕6%,乳糖4%,磷酸铵1.2%,KCl 0.03%,CaCl2 0.07%,MgSO4 0.02%,吐温80 0.05%,初始pH9.0,培养温度37℃,摇瓶转速300r/min,5d后发酵液酶活为2382u/mL。通过非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法得到该蛋白酶的分子量为35ku。     

基因改组选育高产杆菌肽地衣芽孢杆菌及改组菌株差异分析

为了提高地衣芽孢杆菌肽产量,采用全基因组改组技术进行菌株选育。以地衣芽孢杆菌TJ12为原始菌株,通过紫外诱变、亚硝基胍诱变、常压室温等离子体诱变构建了TJ12菌的突变体库。在优化其原生质体制备和再生条件的基础上,以其中4 株诱变菌株（U11、U23、H1、L71）作为亲本,采用聚乙二醇介导的方法进行3 轮多亲本的全基因组改组,同时,结合双亲灭活的筛选方法,最终选出1 株杆菌肽产量提高并能稳定遗传的优良菌株F3,对其摇瓶发酵36 h,杆菌肽A产量达760 mg/L,为野生菌株TJ12的1.7 倍。与野生菌株TJ12相比,改组菌株提前进入生长稳定期,两者发酵过程pH值几乎无差异;最终改组菌生长量虽低于野生菌,但菌株单位细胞还原糖产量及杆菌肽产量都高于野生菌株;其合成基因和调控基因表达量相对野生菌株都上调,其中合成基因上调幅度较大。推测改组菌株自身有了更强大的杆菌肽耐受机制,且合成基因相关部位可能发生了改变。     

以浒苔为碳源的地衣芽孢杆菌发酵产蛋白酶条件优化

为了优化地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）以浒苔（Enteromorpha prolifera）为碳源进行发酵产蛋白酶的能力,以蛋白酶比活力为指标,通过单因素试验探讨不同因素对产酶效率的影响,在此基础上运用Plackett-Burman设计筛选出了3 个显著因素：培养基初始pH值、浒苔添加量和NaH2PO4添加量。采用响应面法对这3 个显著因素进行优化,得到最佳产酶条件为培养基初始pH 6.66、浒苔添加量4.65%、NaH2PO4添加量0.027 4%,此条件下蛋白酶比活力预测值为66 354.70 U/g pro,3 次实验验证值为66 966.37 U/g pro。验证值与基础发酵条件下的最大蛋白酶比活力18 206.16 U/g pro相比,提高了2.68 倍。     

不同工艺条件下枯草芽孢杆菌代谢产物分析对比

枯草芽孢杆菌是茅台酒生产环境中一种常见菌株。采用堆积和制曲工艺分别对该茵进行纯种固态发酵,利用GC—MS对其代谢产物分析对比,考察不同工艺对该茵代谢产物的影响。结果表明,茅台酒生产中制曲与堆积两个过程对茅台酒的风味物质的形成具有重要的互补贡献。