pH值对聚唾液酸分批发酵的影响及补料发酵

研究了不同pH值对聚唾液酸发酵过程中菌体生长和产聚唾液酸的影响.发酵初期pH自然下降时有利于菌体生长,菌体生长对数期较长,最大菌体干重可达6.9g/L;发酵中后期pH控制在6.4时有利于聚唾液酸的延续合成,合成对数期比其它pH条件下的合成对数期延长了11h.动力学特性表现为部分相关模式,而在其它pH条件下,动力学特性表现为相关模式.对聚唾液酸的流加补料发酵进行了初步研究,最终使菌体干重达到11.16g/L,聚唾液酸产量达到2.606g/L.     

NTG对E.coli突变株聚唾液酸产量的影响

在不同的 pH条件下 ,用NTG连续处理E .coli,得到突变菌株JYⅡ 74 ;摇瓶培养 ,发酵液中聚唾液酸产量达 2 80 0mg/L ,比出发菌株提高了 130 0mg/L ,提高幅度为 72 .5 % ,且生产能力稳定 .提取发酵液中的聚唾液酸 ,红外光谱鉴定其纯度 ,13C核磁共振图谱表明 ,该多糖是一种α 2 ,8糖苷键连接的唾液酸同聚物 .     

高分子质量聚唾液酸生产菌株诱变筛选及其发酵优化

为获得产高分子质量聚唾液酸(polysialic acid,PSA)菌株,分步采用常温常压等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)和硫酸二乙酯(diethyl sulfate,DES)对大肠杆菌K235进行诱变。结果表明,通过ARTP诱变筛选得到1株产PSA分子质量较初始菌株提高了36. 84%的E. coli K235 4B31。对E. coli K235 4B31进行DES诱变,获得1株产PSA分子质量较初始菌株提高了78. 18%的突变菌株E. coli K235 6E61。通过三阶段搅拌转速控制策略最终使得突变菌株E. coli K235 6E61发酵产物PSA分子质量达到430. 5 k Da,为目前已报道的最高分子质量PSA。     

聚唾液酸的摇瓶工艺

研究了突变株JYL 11(Escherichiacoli)的摇瓶发酵工艺条件:在山梨醇40g/L,K2HPO420g/L,NH4Cl4g/L,MgSO40.9g/L,蛋白胨1.5g/L,起始pH值7.8,装液量35mL(250mL的三角瓶中),转速250r/min,培养温度37℃,接种量为4%(体积分数)的条件下,聚唾液酸产量达到3.5mg/mL,比优化前提高了1.0mg/mL,提高幅度为40%.     

酵母粉浓度对酸奶菌株发酵动力学参数的影响

详细分析了在乳清基质培养基中添加不同浓度酵母粉(0~15g/L)对酸奶菌株分批发酵动力学参数的影响,包括细菌数增长,乳糖消耗和乳酸生成。结果表明:较高的酵母粉浓度对菌株生长反而有一定抑制作用,适宜的酵母粉浓度为10g/L,该条件下德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS1.9201乳糖转化率达到77%,乳酸终浓度为50g/L,增殖10h后的活菌数为1.96×109CFU/mL;唾液链球菌嗜热亚种KLDS3.0201的乳糖转化率达到74%,乳酸终产量达到33g/L,发酵培养6h后的活菌数为2.52×109CFU/mL。      

聚唾液酸修饰CuZn-SOD及其形态和稳定性研究

聚唾液酸(Polysialic acid,PSA)因其更为有效的安全性,被公认为传统药用缓释材料——聚乙二醇(PEG)的理想替代材料。作者对蛋白质药物——铜锌超氧化物歧化酶(CuZn-SOD)的聚唾液酸修饰进行了初步研究。研究了修饰反应的主要条件:聚唾液酸经高碘酸钾氧化后生成的活化体,与超氧化物歧化酶以40∶1的摩尔比反应24h,可以达到理想修饰效果,生成的聚唾液酸修饰的超氧化物歧化酶衍生物(PSA-SOD)平均交联比达到了3.9±0.3。该衍生物经过SDS-PAGE电泳和原子力显微镜(AFM)检测测得其平均相对分子质量为90 000～100 000,分子粒径为10～15nm,约为天然超氧化物歧化酶的4倍。除此,PSA-SOD呈单颗粒包覆和多颗粒包覆两种显微形态。PSA-SOD进行稳定性试验表明,经聚唾液酸修饰的超氧化物歧化酶的酸碱稳定性、热稳定性和抗酶解稳定性都有了较大程度的提高。     

基于发酵液特性的聚唾液酸提纯工艺的研究

为了从发酵液中提纯制备聚唾液酸,作者对聚唾液酸特性和发酵液中主要杂质的去除方法进行了研究.结果表明,聚唾液酸具备一定的热稳定性和抗碱性分解能力,并且在一定条件下,可以被乙醇和阳离子表面活性剂氯代十六烷基吡啶(CPC)沉淀.发酵液中的主要杂质可以在一定条件下利用以珍珠岩助滤的方式除去.最终构建了聚唾液酸提纯工艺,利用该工艺得到的产品纯度达到了(98.1±1.6)%,回收率为(56.1±1.7)%.     

初始乳糖浓度对酸奶菌株分批发酵的影响

探究了初始乳糖浓度对酸奶菌株发酵过程的影响。在2.5L发酵罐中分别培养德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS 1.9201和唾液链球菌嗜热亚种KLDS 3.021,培养基中初始乳糖浓度范围为30～90g/L,并详细分析了发酵全过程的动力学参数包括乳糖消耗,细菌数增长和乳酸生成。结果表明,较高乳糖浓度并不利于菌体生长,确定较为适宜的初始乳糖浓度分别为50 g/L和70 g/L,前者条件下KLDS 3.0201的乳糖转化率达到85.3%,最高乳酸浓度达到36 g/L,增殖6h后的活菌数为4.4×109 CFU/ml,后者条件下KLDS 1.9201的乳糖转化率达到85.7%,产生的最高乳酸浓度达到52g/L,发酵培养8h后的活菌数约为2.15×109CFU/ml。     

大肠杆菌产生的聚唾液酸的结构

研究了大肠杆菌产生的聚唾液酸的分子结构，对聚唾液酸的分子基团特征进行了红外光谱分析，研究了聚唾液酸糖苷键的连接方式和构型．发酵液中的聚唾液酸经超滤浓缩、有机沉淀和离子交换层析处理，得到高纯度的聚唾液酸，经^13C-NMR分析和比较，表明所得到的聚唾液酸是一种α-2，8糖苷键连接的同聚物。     

大肠杆菌CCTCC M208088发酵生产聚唾液酸的pH控制策略

研究了不同pH值控制策略对大肠杆菌CCTCC M208088发酵生产聚唾液酸的影响。采用高浓度磷酸盐培养基(20g/L磷酸氢二钾)缓冲pH值,聚唾液酸产量达到1.9g/L,但大量磷酸盐残留在发酵液中,影响聚唾液酸的后提取处理。把培养基中磷酸盐的质量浓度降至2.5g/L,同时流加2mol/L氢氧化钠溶液控制pH,聚唾液酸产量提升至2.3g/L,但是NH4+在发酵前期16h即消耗完毕。进一步采取氨水流加控制pH策略,聚唾液酸产量提升至3.2g/L,同时菌体浓度大幅增加至12.5g/L,导致40g/L初始山梨醇在20h耗尽。最后,在氨水控制pH的同时,向发酵体系中流加山梨醇,聚唾液酸产量和生产强度分别达到了4.8g/L和0.16g/(L.h),比优化前(高浓度磷酸盐发酵)分别提高了152%和188%。     

N+离子注入筛选高产色素的红曲菌株及其发酵条件的研究

以色素产生菌紫色红曲菌M5(Monascus purpureus)为出发菌株,运用N+离子束注入对其进行诱变选育,当诱变的能量为10keV,剂量为1.56×1015ions/cm2时,致死率为71.2%,经平板分离纯化和摇瓶筛选,获得一株突菌株M532,其液态发酵摇瓶的红色素达336U/mL,黄色素达321U/mL,相比于原菌株提高了121%,经多次传代稳定性试验证明其发酵传代稳定性良好;在5L的发酵罐中进行放大实验,红色素的产量为238U/mL,黄色素为224U/mL.以大米作培养基,其固态发酵的红色素产量达到7620U/g,黄色素达6590U/g.     

N~+注入番茄红素生产菌株的选育及基因转录分析

对三孢布拉霉(Blakeslea trispora)负菌进行了N+诱变,筛选出1株高产番茄红素的负菌株4c,并研究了出发菌株与高产菌株番茄红素合成关键基因表达量的变化。研究表明,突变株番茄红素合成关键基因hmgR、car B和carRA的表达量与出发菌株相比分别提高了2.2倍、2.35倍和2.16倍;与正菌混合发酵48 h后hmgR、car B和carRA的表达量与出发菌株相比分别提高了2.0倍、1.52倍和1.35倍。突变株与正菌共培养发酵96 h后,番茄红素产量达到了25.97 mg/g,与出发菌株相比,提高了39%。     

低能N~+离子注入选育少根根霉脂肪酶高产菌株

以提高霉菌脂肪酶产量为目的,采用低能N+离子注入技术,对少根根霉BUCT-11进行了诱变选育研究。结果表明:经N+离子注入诱变,筛选到高产脂肪酶突变株N103,在摇瓶发酵条件下,测得脂肪酶水解酶活为175U/mL,为出发菌株产量的165%,且具有较好的遗传稳定性。     

Construction of the mutant strain in Aspergillus oryzae 3.042 for abundant proteinase production by the N+ ion implantation mutagenesis

Because of secreting large amounts of enzymes, Aspergillus oryzae was widely used in the fermentation of soy sauce in many Asian countries. Here, N⁺ ion implantation mutagenesis was applied to improve the ability of A. oryzae to secrete acid protease. Several mutants were screened using three kinds of plates (Casein medium, Czapek’s medium and carboxymethyl cellulose medium agar plates). Compared with the other mutants, the mutant A100‐8 could secrete the most protease. Acid protease activity of A100‐8 was enhanced about 44.1% at 36 h by koji fermentation test. In addition, A100‐8 was stable by periodically subculturing and maintaining on the agar slant. The mRNA expression levels of two kinds of acid protease (serine carboxypeptidase and aspartyl protease) were measured by RT‐PCR at different periods. Serine carboxypeptidase and some kinds of aspartyl protease of A100‐8 were significantly (P < 0.01) expressed higher than the control at all times.     

N+离子注入技术选育猴头菌优良菌株

利用低能离子束生物技术对猴头菌进行诱变选育.通过分析N+离子注入后猴头菌丝体的生长速度,得到了常温和高温下生长速度较快的突变株.对突变株菌丝的多糖含量和氨基酸含量的检测结果显示,突变株菌丝的多糖含量和氨基酸含量也得到了不同程度的提高,说明离子注入技术可用于猴头菌的诱变育种.     

Coliphage derived sialidase preferentially recognizes nonreducing end of polysialic acid

Bacteriophages infecting Escherichia coli K1 strains generally have endotype polysialic acid-degrading enzymes. We studied the digestion mechanism of a sialidase associated with the coliphage 63D using polysialic acid radiolabeled at its nonreducing end or reducing end. It was found that this enzyme preferentially recognizes the nonreducing end of polysialic acid, suggesting that the 63D associated sialidase does not randomly digest its substrate but acts like an exotype glycosidase.     

N^＋和Ti^＋离子注入番茄红素生产菌的诱变选育

利用N+和Tr+离子注入番茄红素生产菌三孢布拉霉菌(Blakeslea trispora)进行诱变选育,比较了出发菌株经过2种离子源注入后的诱变效应,初步探索使用金属离子和气体离子交替注入诱变方法,得到了较高的正突变率和突变增幅.用该方法筛选得到了1株产量比出发菌株提高25%的高产菌株,经多次传代实验表明该菌株的遗传稳定性较好.     

N~+离子注入-紫外复合诱变选育纤维素酶高产菌株

对产纤维素酶菌株Rhizopus sp.TY1原生质体进行N+离子注入-紫外复合诱变,以期获得高产菌株。以原生质体形成率和再生率为指标,确定最佳酶解时间3h;以致死率和正突变率为指标,确定最佳N+离子注入剂量为2.0×1015ions/cm2、最佳紫外照射时间为90s。实验筛选得到一株高产菌株Rhizopus sp.TY1.2,液态发酵终点时滤纸酶活力(FPA)和羧甲基纤维素酶活力(CMC)分别达到5.1、20.9U/mL,与出发菌株相比,FPA和CMC分别提高了75.9%和175.0%。传代实验结果显示Rhizopus sp.TY1.2产纤维素酶性能稳定,该结果表明N+离子注入-紫外复合诱变所产生的变异是可遗传的变异。     

N~+低能离子注入与亚硝酸钠复合诱变筛选子囊霉素高产菌株的研究

为了获得子囊霉素高产菌株,以链霉菌NJWGH1322为研究对象,利用N+低能离子注入、亚硝酸钠(NaNO2)进行诱变。试验确定了最佳诱变条件:离子注入诱变剂量为200×1014ions/cm2;NaNO2诱变时间为5min。之后通过结合2种诱变方式进行复合诱变,结果显示:复合诱变效果明显优于单因子诱变。试验最终筛选出1株产量突变提高43.1%的高产菌株,经5次传代试验表明该菌株遗传稳定性较好。     

黑曲霉5143脂肪酶离子注入诱变及酶学性质的研究

以产脂肪酶菌株黑曲霉Aspergillus niger51-43为出发菌株,经氮离子注入技术对其进行诱变,筛选获得酶活力有较大提高且传代稳定的正突变菌株L7,其脂肪酶活力达29.17U/mL,较原初酶活力19.28U/mL提高了151.3%。在此基础上,对该酶的酶学性质进行了研究。结果表明,高产突变株L7所产脂肪酶的最适作用温度为30℃,最适作用pH8.0,在50℃和pH6.0～9.0之间有很好的稳定性。Ca2+、Na+、Mg2+对该酶有一定的激活作用,而Cu2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Zn2+则抑制该酶的活性。