2-酮基-D-葡萄糖酸发酵生产研究进展

2-酮基-D-葡萄糖酸（2KGA）是合成食品抗氧化剂D-异抗坏血酸钠及D-异抗坏血酸的前体,通常采用细菌发酵的方法由D-葡萄糖转化而来。本文概述了2KGA的生物合成途径、2KGA产生菌的选育、2KGA的发酵条件、2KGA的发酵工艺、2KGA发酵产物的提取、国内2KGA发酵生产中存在的主要问题及改善对策等。     

基于2-酮基-D-葡萄糖酸高产的发酵条件优化研究

为了实现异维生素C前体2-酮基-D-葡萄糖酸在沙雷氏菌Serratia sp. FMME043中的高效生产,在30 L发酵罐中对补料策略和发酵条件进行了优化,建立了补料分批发酵工艺。最终确定发酵策略为:溶氧控制在40%,在发酵16、22 h及28 h时分别补加64、80 g和96 g硫酸铵,并且当残糖浓度降至15～25 g/L时,分五次等量补加801 g葡萄糖,优化后,发酵44 h,2-KGA的产量和转化率分别达到268.5 g/L和1.04 g/g,分别比优化前提高了58.4%和9.9%。本研究结果为目前报道的产量和转化率在国内外属领先水平,为2-酮基-D-葡萄糖酸及异维生素C工业化生产打下了坚实的基础。     

混菌发酵甘蔗糖蜜产维生素B12和维生素B2的工艺优化

采用响应面分析法（RSM）优化谢氏丙酸杆菌和枯草芽孢杆菌混合发酵产维生素B12（VB12）和维生素B2（VB2）的工艺条件。在培养时间、糖蜜浓度、温度、接种量、装液量、发酵初始pH的单因素实验基础上,采用Box-Behnken实验设计,通过响应面分析,对混菌的发酵工艺条件进行优化。得出最佳工艺条件为:糖蜜浓度20%（v/v）,装液量100mL/300mL三角瓶,混菌接种量18%（v/v,单菌接种量1∶1）,发酵温度30℃,发酵时间72h,初始pH7.0,在此条件下VB12与VB2的产量分别为262.54mg/L和10.14g/L,产量较单菌培养时的最高产量分别提高了13.16%和12.42%。      

高产γ-氨基丁酸富锌乳酸菌的分批及补料发酵研究

以短乳杆菌BS2为研究对象,根据已优化的培养条件,使用15L发酵罐进行分批及分批补料发酵实验,在严格控制条件下观察γ-氨基丁酸(GABA)的生物转化过程,克服摇瓶发酵的不足。采用初始pH值为5,发酵期间不控制pH值的条件下进行分批发酵;而后通过发酵期间控制pH值为5的条件下再次进行分批发酵,GABA含量得到有效提高,而谷氨酸钠和葡萄糖分别在32h和44h基本耗尽;然后采用初始pH值为5,发酵期间控制pH值不变的条件下分别在32h补入谷氨酸钠,44h补入葡萄糖,其中,补加550g/L葡萄糖200mL,630g/L谷氨酸钠200mL。补料发酵时,两者流加速度均为11.1mL/min,流加18min。流加结束后培养基中葡萄糖和谷氨酸钠含量达到18g/L以上,基本达到在初始发酵时的质量浓度,而谷氨酸钠在56h基本耗尽,GABA产量达到22.5g/L,最后在56h第2次补加谷氨酸钠,操作同上,GABA产量在104h达到33g/L以上。     

热醋酸梭状芽胞杆菌发酵葡萄糖和木薯粉产醋酸

在恒定pH值条件下,利用同型乙酸菌热醋酸梭状芽胞杆菌(Clostridium thermoaceticum)进行葡萄糖分批发酵、补料分批发酵和木薯粉发酵醋酸的初步研究.最适发酵葡萄糖模式:补糖的同时加入3倍量的氮源和微量元素补料分批发酵.醋酸产量40.2g/L,葡萄糖利用率98%,葡萄糖转化率0.82g/g,发酵时间为216h.结合葡萄糖发酵特点和木薯粉酶解条件摸索出木薯粉发酵条件:木薯液化后直接加入适量的糖化酶进行发酵并在发酵过程中补加适量糖化酶使醪液中葡萄糖浓度保持在一定范围内.醋酸产量47.3g/L,葡萄糖利用率94.75%,葡萄糖转化率0.89g/g,发酵时间192h.不添加过量的氮源和微量元素同时省略了糖化工段,底物转化率提高时间缩短,是比较理想的发酵模式.     

微生物生产生物表面活性剂发酵条件的研究

通过单因素实验和正交实验,对ZZ-1菌的摇瓶发酵培养基配方和发酵条件进行了研究,结果表明:葡萄糖为碳源、氯化钠添加量2%、摇床温度为35℃,菌龄32h、接种量1%、装液量60mL(250mL三角瓶)、初始pH7.5,是ZZ-1菌的最佳发酵条件。在这种工艺条件下,ZZ-1菌的生物量和生物表面活性剂产量分别比原来提高18.9%和14.5%。     

蚕蛹粉对红酵母发酵生产类胡萝卜素的影响

研究蚕蛹粉浓度、葡萄糖浓度、培养时间以及发酵液初始pH对一株红酵母发酵生产类胡萝卜素的影响.单因素实验结果表明:添加7.5 g/L的蚕蛹粉、葡萄糖浓度为30 g/L,发酵时间4 d,发酵液初始pH 7.0时,类胡萝卜素产量达到最高值14.51 mg/L,较对照组提高46.9％;通过正交实验进一步优化培养条件,结果表明:...     

补料分批发酵对隐甲藻生长和积累DHA的影响

研究发酵方式对隐甲藻生长和积累DHA的影响,从而为工业化生产提供参考。对分批发酵初始葡萄糖浓度进行优化,得到最佳葡萄糖浓度为60 g/L。在此条件下培养9 d后DHA的产量为0.8 g/L。在分批发酵的研究基础上,在稳定期补加一次葡萄糖,每升培养基补加30 g,培养9 d后DHA产量达到1.27 g/L。如果每隔24 h补加1次葡萄糖使培养基中葡萄糖的浓度恢复到20 g/L,培养9d后DHA产量达到1.72 g/L。结果表明,在隐甲藻产DHA实验中补料分批发酵要优于分批发酵。     

补加氨水对薛氏丙酸杆菌分批发酵及代谢物抑菌活性的影响

研究了在分批发酵过程中补加氨水对1株薛氏丙酸杆菌(Propionibacterium shermanii)发酵及其代谢物对恶臭假单胞菌(Pseudomonas pudia)抑菌活性的影响。结果表明,薛氏丙酸杆菌代谢物在初始pH7.0时抑菌活性最高,为7.59AU/mL,显著高于其他实验组(p<0.05);每隔24h补加10%氨水溶液调节发酵液pH6.0时,薛氏丙酸杆菌的生物量和代谢物的抑菌活性都最大,分别为9.62mg/mL和16.42AU/mL;研究分别从第2、3或4d补加10%氨水开始调节发酵液pH6.0时发现,从发酵第2d开始调节pH效果最好,生物量和代谢物的抑菌活性分别达到9.55mg/mL和16.47AU/mL。这些结果表明,在分批发酵过程中补加氨水调节发酵液的pH可以显著提高丙酸杆菌代谢物的抑菌活性。      

葡萄糖流加方式对黄色短杆菌生产L-亮氨酸的影响

利用30 L发酵罐,研究了黄色短杆菌TK0303生产L-亮氨酸的发酵工艺。考察了初始葡萄糖浓度和发酵过程中3种补料策略(分批间歇流加补料、恒葡萄糖浓度流加补料和DO-在线识别流加补料)对菌体生物量、L-亮氨酸产量、副产物含量及糖酸转化率的影响。最终确定:分批补料发酵的初始葡萄糖浓度为60 g/L,葡萄糖补加采用DO-在线识别流加方式。根据溶氧响应信号的特征反馈控制葡萄糖的流加速率,可实现葡萄糖的限制培养,有效减少了发酵副产物的含量,菌体生物量和L-亮氨酸产量得到显著提高,分别为21.8 g/L和41.3 g/L,且糖酸转化率高达22.4%。