重组大肠杆菌产谷氨酰胺转氨酶的发酵条件优化

以谷氨酰胺转氨酶生产菌株重组大肠杆菌BL21(DE3)/mtg为研究对象,对工程菌的发酵产酶条件进行了优化。首先通过单因素实验法,对培养基碳、氮源种类及浓度、培养温度、初始p H、装液量、接种量、诱导时机、诱导浓度、诱导温度及诱导时间进行了优化;随后采用Plackett-Burman设计从中筛选出3个关键影响因子:初始p H、培养温度及诱导温度;最后通过Box-Benhnken设计建立上述3个因子对谷氨酰胺转氨酶比酶活的响应面模型。结果表明,最佳发酵条件为:葡萄糖5 g/L,酵母粉28 g/L,蛋白胨14 g/L,培养温度34℃,初始p H7.0,装液量50 m L(250 m L三角瓶),接种量5%,诱导时机4 h,IPTG浓度0.6 mmol/L,诱导温度25℃,诱导时间14 h。在该条件下,优化后的谷氨酰胺转氨酶比酶活达1.507 U/mg,为未优化前的1.56倍。     

产黄酮甘草内生真菌YF-A的发酵工艺优化

以产黄酮甘草内生真菌YF-A为研究对象,对其发酵产黄酮的工艺进行了优化。首先确定了该菌株合适的碳、氮源种类以及发酵周期,然后选取碳源浓度、氮源浓度、发酵起始p H值、发酵温度等4个发酵影响因素进行了单因素及正交试验。结果表明,菌株合适的碳氮源为葡萄糖、蛋白胨,发酵周期为4 d。氮源浓度和发酵温度对菌株YF-A的黄酮产量影响极显著(P0.01),其次为碳源浓度的影响(P0.05),发酵起始p H值的影响很小。得到的优化发酵工艺条件为:培养基中葡萄糖25 g/L、蛋白胨1.5 g/L,p H值调节至7.0,接种后在120 r/min、32℃下发酵4 d。在此条件下,得到的黄酮产量为143.4μg/m L,比优化前的黄酮产量(108.5μg/m L)提高32.2%,检测到甘草苷、异甘草苷、甘草素3种甘草黄酮成分,含量分别为25.8、0.45、22.55μg/m L。     

L-精氨酸产生菌发酵培养基及发酵条件优化的初步研究

本文以钝齿棒杆菌诱变菌为实验菌株,采用摇瓶发酵的方式,研究了培养基组分(碳源、有机氮源、无机氮源及无机盐离子)与发酵培养条件(温度、接种量、初始p H及发酵液体积)对菌种产L-精氨酸的产量的影响。结果表明,该菌产L-精氨酸发酵培养基的最佳组分为:葡萄糖12%、硫酸铵4.5%、玉米浆2.5%、KH2PO40.005%、Mg SO4·7H2O0.01%、Fe Cl3·6H2O 0.01%、Mn SO4·H2O 0.05%及碳酸钙3%;最佳发酵条件是:培养温度为30℃、接种量为10%、初始p H为7.0及装液量为15m L/250m L。该菌以最优结果发酵,L-精氨酸的产量较基本培养基提高27.7%,达到了11.23g/L。     

重组大肠杆菌生物合成γ-氨基丁酸的发酵条件优化

目的:在摇瓶水平上对重组大肠杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的发酵条件进行优化。方法:首先对培养基组分中的碳源、氮源、底物浓度和无机盐进行优化,之后对诱导温度、诱导剂浓度、诱导培养的p H值、调整p H时间、装液量、诱导发酵时间进行优化,以确定最佳发酵条件。结果:在最佳培养基组分和培养条件下,发酵液中γ-氨基丁酸的产量达19.18 g/L。与初始发酵培养基发酵所得γ-氨基丁酸的产量3.98 g/L相比,γ-氨基丁酸的产量增加3.82倍。结论:研究结果为γ-氨基丁酸的产业化应用奠定了良好的基础。     

无甜苷罗汉果汁发酵制备果醋的研究

为了探索无甜苷罗汉果汁红茶菌发酵制品的适宜条件,探讨红茶菌菌液接种量、无甜苷罗汉果汁稀释比例、发酵液初始p H值、发酵液初始糖度、发酵温度、摇床转速等因素对无甜苷罗汉果汁红茶菌发酵液的总酸含量、p H值、糖度等指标的影响,并通过对因素发酵温度、红茶菌接种量、初始糖度、初始p H值四因素三水平的正交优化,即L9(34),获得无甜苷罗汉果汁红茶菌发酵制品的最佳工艺条件。结果表明:发酵温度30℃,红茶菌菌液接种量15%,发酵液的初始糖度4°Bx,发酵液初始p H3.2。经过验证试验,最优组合在发酵11 d时总酸含量由最开始的6.31 g/kg增长到17.04 g/kg,达到产酸最高峰。     

基于高通量生物反应器和分段式pH反馈补料技术发酵生产L-赖氨酸

利用高通量生物反应器,以在线监测的p H为直接反馈补料信号,以葡萄糖、氨水和硫酸铵混合溶液为流加液进行补料发酵生产L-赖氨酸。当流加液中葡萄糖含量均为360 g/L时,对流加液中硫酸铵添加量、氨水添加量和发酵培养基接种量进行了单因素优化,确定一段式流加培养最佳条件为氨水添加量180 m L/L、硫酸铵添加量40 g/L、接种量为5 m L/45 m L培养基。分段式补料培养研究结果表明,在赖氨酸发酵的不同阶段采用不同配比的流加液进行分段式培养可以进一步提高赖氨酸的产酸浓度,同时降低残糖和残铵氮含量。三段式p H反馈补料发酵可以将赖氨酸产酸浓度提高到(56.85±0.98)g/L,与二段式和一段式相比分别提高8.65%和23.64%。     

棉籽糖乳球菌Y-12产细菌素培养条件优化

目的:以分离自独山盐酸菜产细菌素棉籽糖乳球菌Y-12为研究对象,对其产细菌素培养条件进行优化。方法:利用单因素和Plackett-Burman实验确定发酵温度、发酵时间、初始p H和葡萄糖浓度等发酵条件水平值,在单因素和Plackett-Burman实验的基础上,采用Box-Behnken法设计三因素三水平实验进行响应面优化,确定菌株Y-12产细菌素最佳发酵条件。结果:菌株Y-12产细菌素最佳发酵条件为:发酵温度35℃、发酵时间36 h、接种量2%、蛋白胨10.62 g/L、葡萄糖31.61 g/L,初始p H6.46,其他成分(同MRS培养基)保持不变。在此条件下,细菌素抑菌圈直径达16.87 mm,比优化前(14.12 mm)提高19.5%。结论:在最优条件下获得实验结果与模型预测值吻合,说明所建立回归方程模型切实可行。     

5L发酵罐发酵壳聚糖酶的条件研究

从实验室产壳聚糖酶菌株出发,研究壳聚糖酶的发酵培养基配方及发酵条件。结果表明,最佳的碳源是壳聚糖10 g/L、葡萄糖6 g/L,最佳的氮源是硫酸铵20g/L,最佳初始p H为7.0。摇瓶最佳培养条件是温度32℃,转速150r/min,装液量300/500m L。5L发酵罐培养结果表明,在搅拌速度为100r/min、通风比为0.75条件下,培养66h,可以得到酶活12.5 U/m L的酶液。酶液最佳的反应条件是p H 5.6、温度50℃,酶液长期存储需要采用-20℃冷冻,3天内短期存储可以4℃冷藏,酶活可以保留90%以上。壳聚糖酶的动力学分析表明,反应符合米氏方程,米氏常数Km为0.247g/L,最大反应速率Vm为10.65μmol/min。     

产ε-聚赖氨酸菌补料分批发酵工艺的研究

探讨了白色链霉菌产ε-聚赖氨酸补料分批发酵工艺中,p H调控方式、碳源、氮源、转速调控方式对ε-聚赖氨酸菌体生长和产物合成的影响。结果表明:通过在发酵中后期控制搅拌转速400r/min,葡萄糖初始浓度为50g/L,氨水流加控制p H为4,流加补料培养基中硫酸铵浓度控制为6%的工艺条件下,可获得ε-聚赖氨酸产量20.6g/L,生物量24.4g/L,分别比优化前提高了155%和37.2%。     

L-异亮氨酸高产菌种的选育与响应面法优化发酵培养条件的研究

以解除了异亮氨酸反馈抑制作用的大肠杆菌N12为出发菌株,用硫酸二乙酯(DES)进行多轮随机诱变,筛选得到蛋氨酸、亮氨酸和赖氨酸营养缺陷型突变菌株大肠杆菌NMLL(Met-+Leu-+Lys-),经测试其遗传性状稳定,并在研究葡萄糖、硫酸铵、玉米浆3个单因素试验的基础上,用Design Expert软件的Box-Behnken Design(BBD)建立响应面模型优化了此菌株的发酵条件。结果表明:经诱变育种后,未经优化条件下发酵48 h时,产酸量较菌株N12提高了46.2%。采用响应面法对大肠杆菌NMLL发酵条件进行优化,得到最佳条件为:葡萄糖116.40 g/L、玉米浆12.03m L/L、硫酸铵40.00 g/L、磷酸二氢钾0.05 g/L、Mg SO4·7H2O 2.5 g/L、Fe SO4·7H2O 0.01 g/L、Ca CO3 2.0 g/L,在此条件下L-异亮氨酸的产量为4.62 g/L,与预测值(4.43 g/L)吻合度较高。通过发酵对比试验可见,优化后产酸量提高40.43%。     

一株产几丁质脱乙酰酶丝状真菌的发酵条件优化研究

针对已筛选出的一株能生产几丁质脱乙酰酶(CDA)的海洋丝状真菌,考察其最佳发酵培养基和发酵条件。通过单因素与正交实验得出该菌的最佳产酶条件为:初始p H为6.0,发酵温度为30℃,发酵时间为108 h,葡萄糖浓度7 g/L,酵母浸膏浓度7 g/L,氯化钙浓度0.75 g/L,几丁质浓度1.25 g/L,Na Cl浓度为1.4%。通过酶活的测定,发现该丝状真菌合成的几丁质脱乙酰酶主要是胞外酶。在最佳发酵条件下该丝状真菌的最高CDA胞外酶活为21.37 U/m L。是一株具有开发潜力的几丁质脱乙酰酶生产菌株。     

Bacillus mucilaginosus SM-01补料分批发酵产胞外多糖

在5 L发酵罐上对Bacillus mucilaginosus SM-01发酵产胞外多糖的发酵工艺进行研究。通过分析分批发酵时不同初始葡萄糖浓度对菌体生长及多糖合成的影响,选取60 g/L为最适初始葡萄糖浓度。进一步研究初始葡萄糖浓度为30 g/L时不同补料方式对产糖的影响,结果表明分批补料为最适补料方式。采用分批补糖发酵工艺,即初始葡萄糖浓度为30 g/L,发酵后期分批次补加剩余30 g/L葡萄糖,胶质芽孢杆菌胞外多糖的浓度可达到38.62 g/L,较分批发酵提高36.8%,葡萄糖转化率由47.0%提高至64.4%。     

两种假单胞杆菌协同发酵产脂肪酶优化和酶性质研究

假单胞菌具有现有微生物中丰富的酶库,目前研究单一的假单胞杆菌发酵产脂肪酶的较多,而忽略了假单胞杆菌协同发酵产脂肪酶的能力。由此本研究选取假单胞菌种中具有代表性的荧光假单胞杆菌和绿脓杆菌作为研究对象,优化假单胞杆菌的协同作用产生高活性脂肪酶的条件。通过对菌种接种比例、碳源、氮源、初始p H值、温度、表面活性剂及发酵时间等进行单因素优化和正交试验获得最适发酵条件。荧光假单胞杆菌和绿脓杆菌最佳接种比例(w∶w)为1.3∶1,最适发酵产酶条件为α-乳糖6 g/L、蛋白胨8 g/L、吐温-80 1%、CaCl_20.5 g/L、KH_2PO_46 g/L、Mn SO_40.3 g/L、Na Cl 5 g/L、接种量8%,、初始p H7.5,培养温度32℃、摇床转速150 r/min,在最适发酵条件下,该菌株最大产酶酶活能达到(33.424±0.05)U/m L。荧光假单胞杆菌和绿脓杆菌协同发酵产生的脂肪酶比单一的荧光假单胞杆菌和单一的绿脓杆菌具有较高的单位酶活性催化合成单甘酯能力,具有良好的应用前景。     

地衣芽胞杆菌工程菌高产纳豆激酶的发酵罐工艺优化及中试放大

以前期构建的产纳豆激酶的地衣芽胞杆菌工程菌BL10(p P43SNT-Ssac C)为研究对象,进行5 L发酵罐工艺优化及中试放大研究。考察了5 L罐转速、温度和p H对纳豆激酶发酵过程的影响,优化了发酵条件:转速500 r/min、发酵温度37℃、自然p H,纳豆激酶发酵活性达62.90 FU/m L,比初始发酵活性提高了94%。在此基础上,进行了葡萄糖和混合氮源补料发酵研究,确定了5 L罐的补料发酵工艺,当葡萄糖的补加速率为1.5 g/(L·h)时,生物量提高31%,纳豆激酶发酵活性达到71.23 FU/m L,比对照提高了13%。在50 L罐和300 L罐的中试放大实验中,纳豆激酶发酵酶活分别达到67.23 FU/m L和72.33 FU/m L,纳豆激酶发酵活性相对稳定,为纳豆激酶的工业化生产奠定了基础。     

固定化酵母细胞生物合成胞苷三磷酸工艺的优化

以胞苷一磷酸(CMP)为底物,采用响应面分析法对固定化酵母细胞发酵制备胞苷三磷酸(CTP)的影响因素进行优化,采用HPLC法对CTP定量。结果表明:在CTP生物合成中磷酸根离子和Mg2+浓度存在一个临界浓度低于临界浓度二者将限制CTP产率;在本实验范围内固定化酵母发酵制备CTP的最佳工艺为:20mL底物样液添加20g固定化酵母,CMP浓度100mmol/L、葡萄糖浓度100mmol/L、磷酸盐浓度250mmol/L、Mg2+浓度15mmol/L、pH6.1、反应时间2h,在此条件下CTP的产率可达67.89%。     

豆腐黄浆水制备细菌纤维素条件初探

以豆腐黄浆水为原料,木醋杆菌为发酵菌种,研究葡萄糖添加量、发酵时间、发酵温度、接种量以及初始p H对细菌纤维素产量及总糖利用率的影响。结果表明,生产细菌纤维素的适宜条件为:葡萄糖添加量为8%、发酵时间7d、发酵温度30℃、接种量6%、初始p H5.0,在此条件下,细菌纤维素的产量为1.21g/100m L;木醋杆菌对总糖的利用率达94.38%。     

一株丝孢酵母属菌株发酵产油脂的研究

通过摇瓶发酵,比较丝孢酵母属菌株JM-B在不同营养和发酵条件下的产油脂情况。以菌体生物量、油脂产量、油脂含量及油脂系数为指标,优化碳源质量浓度、氮源组成与质量浓度、磷酸盐质量浓度等发酵培养基组成,优化接种量、发酵温度、摇床转速、发酵时间等发酵条件,利用气相色谱法测定油脂脂肪酸组成。结果表明:最适培养基组成为葡萄糖100 g/L,硫酸铵1.0 g/L,酵母膏10 g/L,磷酸二氢钾4 g/L,p H自然;最适发酵条件为发酵温度25℃,摇床转速160 r/min,种子液种龄36 h,接种量10%(以发酵液体积计),发酵时间144 h。在最适培养条件下,得到的菌体生物量和油脂产量最高,分别为16.14、6.64 g/L,油脂产量较优化前提高了161.4%,油脂中饱和脂肪酸含量比优化前降低了28.1%。可以认为丝孢酵母属菌株JM-B是一株很有开发潜力的产油脂菌株。     

鼠李糖乳杆菌乳酸发酵动力学的研究

鼠李糖乳杆菌是一类重要的L-乳酸生产菌,研究其发酵条件及其动力学对发酵工艺及其过程控制具有重要意义.本文针对鼠李糖乳杆菌1.549,通过摇瓶悬浮试验确定其最佳培养条件及发酵培养基组成.在此基础上,研究初始葡萄糖浓度和产物乳酸的积累对发酵过程的影响,建立发酵动力学模型.结果表明,鼠李糖乳杆菌1.549摇瓶发酵最佳培养条件:温度34℃,种龄8 h,接种量5%.由正交试验确定的摇瓶最佳发酵培养基组成:酪蛋白胨15 g/L,酵母膏4 g/L,葡萄糖50 g/L,柠檬酸二铵1 g/L,K2HPO4 2 g,L,乙酸钠2 g/L,MgSO4 0.3g/L,MnSO4·H2O 0.03 g/L,FeSO4·7H2O 0.03 g/L.鼠李糖乳杆菌利用葡萄糖L-乳酸发酵动力学模型结果与本试验结果吻合较好,其乳酸发酵机制属部分生长耦联型.动力学参数揭示,高浓度的初始葡萄糖底物和乳酸的积累对发酵的影响在于其对细胞生长的抑制.     

响应面法优化覆盆子浆果果酒发酵工艺研究

根据单因素实验研究结果,利用响应面法对覆盆子浆果果酒发酵条件进行优化研究,通过响应面实验分析建立了以上四因素(酵母菌接种量、初始糖浓度、发酵温度、初始p H)和覆盆子果酒酒精度之间的回归方程模型,确立了覆盆子果酒发酵的适宜工艺条件为,酵母菌接种量1.3 g/L;初始糖浓度19.5°Bx;发酵温度25℃;初始p H3.3,此条件下,覆盆子果酒酒精度为11.6%(体积比),经验证,该工艺切实可行,适宜于工业生产。     

覆盆子浆果果酒发酵条件研究

对覆盆子浆果果酒发酵条件进行初步研究,研究表明:研究结果发现适宜的工艺参数为:果胶酶添加量3%,酵母菌接种量1.2 g/L,初始糖浓度20°BX,发酵温度24℃,初始p H 3.3,发酵时间9 d。