产γ-PGA的菌种筛选及发酵条件的优化

目的从不同的豆类发酵食品中分离筛选产γ-多聚谷氨酸的高产菌株,并优化其发酵条件。方法通过菌株的分离初筛、形态观察、生理生化特性分析、DNA序列测定以及系统发育树分析鉴定菌株。经测定发酵曲线,并设计以发酵温度、转速、装液量、接种量为试验因素的L_9(3~4)正交试验优化其发酵条件。结果菌株A_5与枯草芽孢杆菌的特性相似,由基因序列同源性比对结果可知,该菌与菌株编号为FJ441062枯草芽孢杆菌的同源性最高,达到99.0%,所筛选的菌株A5鉴定为枯草芽孢杆菌。确定其适宜的发酵条件为:温度30℃,初始pH为6.0,接种量2%,转速200 r/min,培养时间72 h。优化发酵条件后,γ-PGA产量为12.12 g/L。结论枯草芽孢杆菌A_5能够发酵产生γ-多聚谷氨酸,培养条件对γ-多聚谷氨酸的产量影响很大。     

响应面法优化γ-聚谷氨酸发酵条件

以一株从纳豆中分离得到的纳豆芽孢杆菌进行γ-聚谷氨酸发酵,利用响应面法对发酵的条件进行优化。实验结果表明:接种量、pH值和温度是影响发酵的主要因素。最终达到该株纳豆芽孢杆菌发酵γ-聚谷氨酸的最佳发酵条件:温度40.00℃,接种量7.1%,pH值7.76。此条件下γ-PGA为19.612g/L。     

γ-聚谷氨酸产生菌发酵培养基的响应面法优化研究

利用从纳豆中筛选得到的一株纳豆芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)。在单因素优化实验的基础上,通过响应面法对发酵培养基进行优化,得到最佳培养基配方为蔗糖43.92 g/L、大豆蛋白胨7.00 g/L、谷氨酸钠46.32 g/L,γ-PGA产量由原来的7.253 g/L提高到11.794 g/L。     

高产胞外多糖沙棘根瘤内生细菌的筛选、鉴定及其发酵条件优化

目的:从6株产胞外多糖的沙棘根瘤内生细菌中,筛选出高产胞外多糖的菌株,并对其进行鉴定和发酵条件优化。方法:利用苯酚-硫酸法联合DNS法测定菌株胞外多糖产量,筛选高产胞外多糖菌株;利用形态学观察、生理生化特征及16S rRNA基因序列分析法对高产胞外多糖菌株进行鉴定;利用单因素实验法优化产多糖的发酵培养基与发酵条件,并利用正交实验法进一步优化培养基中蔗糖、KNO₃、KH₂PO₄的最适添加量。结果:筛选得到一株高产胞外多糖菌株TT207,鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。经条件优化,确定其高产胞外多糖的最优培养基组分为蔗糖50 g/L,KNO₃ 10 g/L,KH₂PO₄ 8 g/L;最佳发酵条件为:培养时间48 h,培养温度34℃,初始pH6.5,接种量4%,装液量70 mL/250 mL,摇床转速140 r/min。利用优化后的发酵条件,菌株胞外多糖产量提高了6.04倍。结论:高产胞外多糖菌株枯草芽孢杆菌TT207在最优发酵条件下,胞外多糖产量达到12.39 mg/mL,是一株具有开发潜力的胞外多糖生产菌株。     

γ-聚谷氨酸生产菌株的鉴定及发酵培养基优化

目的:鉴定一株高产γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)的菌株,并优化其发酵培养基。方法:以实验室前期诱变筛选出的菌株N-2出发,通过16s rDNA核酸序列分析,对该菌株进行了鉴定;采用单因素实验、响应面设计对菌株的发酵培养基进行优化,最终确定最佳培养基配方。结果:经过16s rDNA序列分析,菌株N-2被鉴定为Bacillus subtilis。通过Plackett-Burman(PB)试验,筛选出3个显著影响γ-PGA产量的因素:葡萄糖、谷氨酸钠和K₂HPO₄·3H₂O;用最陡爬坡试验逼近最大产量区后,利用box-behnken试验获得响应曲面最优解,确定葡萄糖、谷氨酸钠和K₂HPO₄·3H₂O的最佳浓度分别为42.93、44.85、2.39 g/L。经过54 h发酵γ-PGA终产量为28.51 g/L,比优化前提高了34.48%。结论:响应面法试验次数少、周期短,可以快速优化发酵培养基成分,结果可靠,是提高产量的有效途径。     

高产四甲基吡嗪微生物的筛选、鉴定及发酵条件优化

该研究以高温大曲为材料，采用传统培养分离及高效液相色谱（HPLC）法分离筛选高产四甲基吡嗪的菌株，通过分子生物学技术对其进行菌种鉴定，并通过单因素试验和响应面法对其产四甲基吡嗪的发酵工艺进行优化。结果表明，分离筛选获得一株高产四甲基吡嗪的菌株，编号为1-13，经鉴定其为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens），其产四甲基吡嗪的最优发酵条件为初始pH值7.0、发酵温度39.0 ℃、铵盐添加量50.0 g/L（发酵第6天时添加）。在此优化条件下发酵10 d，四甲基吡嗪产量可达（166.19±2.79） mg/L，较优化前（112.26 mg/L）提高48%。     

金属离子对枯草芽孢杆菌发酵产γ-聚谷氨酸的影响

聚谷氨酸(γ-PGA)发酵黏度大、产能小,直接影响γ-PGA的推广应用。为提高γ-PGA的发酵产量,旨在探究金属离子对枯草芽孢杆菌发酵产γ-PGA的影响,以自行选育的枯草芽孢杆菌FRD215为出发菌株,采用单因素试验和正交试验,探讨6种金属离子对枯草芽孢杆菌发酵产γ-PGA的影响。摇瓶试验结果表明,钙、锰、铁离子可促进枯草芽孢杆菌产γ-PGA,钠、铜、锌离子对枯草芽孢杆菌产γ-PGA无明显影响。在发酵培养基中同时添加0.8g/L CaCl₂、0.02 g/L FeCl₃·7H₂O和0.1 g/L MnSO₄·H₂O,γ-PGA产量达53.34 g/L,比优化前至少提高40.0%以上。试验结果对枯草芽孢杆菌FRD215大规模生产和应用具有指导意义。     

产γ-氨基丁酸乳酸菌的分离鉴定及其发酵条件优化

以浆水作为菌株分离源,分离筛选产γ-氨基丁酸（GABA）乳酸菌,采用薄层层析法和高效液相色谱法定性定量分析GABA,并对筛选菌株进行形态学观察、生理生化试验及分子生物学种属鉴定、发酵特性分析及发酵条件优化。结果表明,共分离筛选出21株乳酸菌,具有产GABA能力的有6株,经鉴定其中5株为植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）,1株为发酵乳杆菌（Lactobacillus fermentans）。选取GABA产量最高的一株植物乳杆菌,编号为2,通过单因素试验及响应面试验确定其最适发酵条件为：初始 pH值5.8,发酵温度36 ℃,发酵时间60 h。在此优化条件下,GABA产量可达0.78 g/L,比优化前产量（0.22 g/L）提高约3.5倍。     

纳豆芽孢杆菌液态发酵生产γ-聚谷氨酸

对纳豆芽孢杆菌CICC 20643液态发酵生产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的工艺进行了研究。采用单因素实验和正交实验获得了生产γ-PGA的优化培养条件:蔗糖25g/L,酵母膏5g/L,谷氨酸钠40g/L,装液量70mL/250mL锥形瓶,起始pH6.5,菌种在37℃、120r/min培养24h后,于培养基中添加5%NaCl,继续培养24h,γ-PGA的产量达到18.04g/L。实验结果表明:纳豆芽孢杆菌CICC20643是一株产γ-PGA优良菌种,在发酵过程中添加NaCl的工艺能明显提高γ-PGA的产量。     

以阿魏酸为底物产香兰素微生物的筛选及发酵条件优化

目的:获得以阿魏酸为底物产生香兰素的菌株及最佳发酵工艺条件。方法:以高温大曲为样品,筛选能以阿魏酸为底物产香兰素的菌株,进一步利用摇瓶发酵试验对高产菌株进行单因素试验和正交优化,确定发酵产香兰素的最佳工艺。结果:通过分离筛选得到的高产菌株B2-12经16S rDNA鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。通过单因素和正交试验优化确定菌株B2-12以阿魏酸为底物转化香兰素的最佳条件为装液量44%、pH 10、43℃、摇床转速160 r/min、发酵4 d,发酵液中的香兰素质量浓度达到(34.5±0.16) mg/L。结论:菌株B2-12能以阿魏酸为底物产生香兰素,具有应用潜力。     

纳豆芽孢杆菌TK-2产γ-聚谷氨酸发酵工艺优化

以γ-聚谷氨酸（γ-PGA）的产量为评价指标,在单因素试验基础上,利用正交试验法对纳豆芽孢杆菌（Bacillus natto）TK-2产γ-PGA的发酵工艺进行优化,并对其发酵产物进行高效液相色谱（HPLC）分析。结果表明,最佳培养基配方是葡萄糖2.5%,蛋白胨2.5%,味精2%,pH值7.5;最佳发酵条件是装液量70 mL/250 mL,接种量2%,发酵温度37 ℃,转速140 r/min,在此优化条件下进行验证试验,γ-PGA产量为11.48 g/L,提高了57.2%。HPLC分析表明,γ-PGA是谷氨酸的一种聚合物,其水解产物只有一种氨基酸。     

利用响应面法优化γ-聚谷氨酸发酵培养基

利用筛选出的枯草芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸,并对其发酵培养基进行优化。首先采用逐因子试验法寻找出各因素的参考范围。在此基础上,利用Plackett-Burman试验筛选出显著影响γ-PGA产量的3个主要因素:酵母粉、谷氨酸钠和CaCl2。用最陡爬坡试验逼近最大产γ-PGA的区域。然后利用Box-Behnken试验对显著因素进行优化,得酵母粉、谷氨酸钠和CaCl2的最佳浓度分别为4.18g/L、76.89g/L和0.1422g/L。在优化后发酵培养基条件下,γ-PGA的产量达到了43.26g/L,比初始γ-PGA产量提高了1.035倍。     

酿酒废水产微生物絮凝剂菌株的筛选及发酵条件优化

该研究采用平板划线法、液体发酵筛选获得产絮凝剂菌株,命名为Y1,采用形态学观察、16S rDNA测序及系统进化树分析进行鉴定;并在单因素试验基础上,采用响应面试验设计方法优化菌株Y1的发酵条件。结果表明,菌株Y1为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）,最佳发酵条件为初始pH 7.4,转速147 r/min,温度35 ℃,接种量8%。在最佳发酵条件下,絮凝率为81.6%。     

低嘌呤、高纳豆激酶活性枯草芽孢杆菌SH21筛选及发酵条件优化

采用酪蛋白平板初筛-摇瓶复筛的方法,从自然发酵大酱中筛选获得1株高产纳豆激酶(nattokinase, NK)的菌株SH21,经16S rRNA基因序列鉴定其为枯草芽孢杆菌。以NK酶活力及嘌呤含量为指标,通过单因素试验和响应面法优化枯草芽孢杆菌SH21液体发酵条件。在单因素试验的基础上,得出碳源、氮源、pH、接种量、发酵温度、发酵时间对菌株发酵液中NK酶活力和嘌呤含量的影响。采用Plackett-Burman设计筛选得到pH、接种量和发酵温度3个显著因素,结合Box-Behnken设计中心组合试验并进行响应面分析。优化后的发酵条件为pH 6.0,接种量3%,发酵温度38℃,在此条件下,NK酶活力由166.99 U/mL提升到204.52 U/mL,提高了1.22倍,嘌呤含量由75.4 mg/L降低到51.27 mg/L,降低了32%。该研究为进一步开发高NK酶活性、低嘌呤产量的枯草芽孢杆菌发酵产品奠定了研究基础。     

高温大曲中高产四甲基吡嗪芽孢杆菌的分离鉴定及发酵条件优化

该研究从高温大曲中分离筛选产四甲基吡嗪（TTMP）芽孢杆菌,采用细胞形态学观察、生理生化试验及分子生物学技术对高产四甲基吡嗪菌株进行鉴定,并优化四甲基吡嗪产量最高菌株的发酵条件。结果表明,经初筛从高温大曲中分离出20株产四甲基吡嗪芽孢杆菌（编号为WH1～WH20）,经过复筛得到四甲基吡嗪产量较高的菌株WH7、WH10和WH20。其中菌株WH7和WH20被鉴定为副淀粉芽孢杆菌（Bacillus paramycoides）,菌株WH10被鉴定贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）。菌株WH10的最佳发酵条件为：前发酵温度37℃、前发酵时间72 h,后发酵温度60℃,后发酵时间20 h,初始pH值6.5,铵盐添加量4 g/L。在此优化条件下,四甲基吡嗪产量为728.38 mg/L,比优化前提高了167%。     

枯草芽孢杆菌BSNK-5合成γ-聚谷氨酸发酵工艺优化

基于γ-聚谷氨酸(γ-PGA)广泛的产业应用前景和微生物发酵产γ-PGA的潜力和优势,本研究对枯草芽孢杆菌BSNK-5合成γ-PGA的能力进行了探索。以BSNK-5为出发菌株进行摇瓶发酵,通过单因素实验和正交实验,优化BSNK-5发酵产γ-PGA的培养基成分和发酵条件。最终确定BSNK-5高产γ-PGA的最适发酵工艺：蔗糖25.0 g/L、氯化铵5.0 g/L、L-谷氨酸30.0 g/L、MgSO₄·7H₂O 0.5 g/L、K₂HPO₄1.0 g/L、MnSO₄0.1 g/L、CaCl₂0.1 g/L、初始pH 7.5、接种量3.5%、发酵温度37℃、发酵时间48 h,在此条件下γ-PGA产量为1.617 g/L,与未优化前(0.47 g/L)相比产量增加了2.44倍。本研究为BSNK-5在γ-PGA的产业化应用提供了理论参考。     

高产脂肪酶菌株的筛选鉴定及产酶条件优化

采用罗丹明B平板法和脂肪酶活力测定从张弓老酒大曲中分离筛选出一株高产脂肪酶菌株E-11,经形态学、生理生化试验和16S rDNA序列分析,鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。通过单因素和响应面试验设计对该菌株的产酶条件进行优化,结果表明,最佳产酶条件为葡萄糖3%、蛋白胨4%、初始pH值为8.0。优化后的脂肪酶活力达15.09 U/mL,是优化前产酶能力的1.2倍。     

高产淀粉酶细菌的分离鉴定及产酶条件优化

从赊店老酒大曲中分离筛选产淀粉酶的细菌,通过碘熏蒸产生透明圈法进行初筛,淀粉酶活力测定进行复筛,结合菌落形态观察和16SrDNA同源序列分析以及生理生化对筛选获得的高产淀粉酶细菌进行鉴定,研究影响细菌产淀粉酶能力的单因素:碳源、发酵时间、初始pH、接种量,采用响应面优化确定最佳产酶条件。结果表明,6-10菌株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),通过响应面优化确定产酶工艺条件最佳为:发酵时间4d,初始pH 5,接种量10%。优化后产酶能力达到(164.37±3.25)U/mL,是优化前产酶能力的4.43倍,具有较强的产淀粉酶能力。     

布氏乳杆菌产γ-氨基丁酸发酵条件的优化

从中国传统发酵蔬菜中分离获得2株高产γ-氨基丁酸的布氏乳杆菌S37和布氏乳杆菌J68,为进一步提高其产γ-氨基丁酸的能力,对菌株的发酵条件进行优化。结果表明,2株菌产γ-氨基丁酸的最优条件为:发酵时间72 h、发酵温度35℃、底物L-谷氨酸钠浓度400 mmol/L、初始pH 5.0。在此条件下,菌株的γ-氨基丁酸产量分别为233.9 mmol/L和159.3 mmol/L,对应的L-谷氨酸钠转化率分别为58.5%和39.8%。单因素试验发现叶酸、L-半胱氨酸和氯化锰的添加能显著提高菌株的γ-氨基丁酸产量,在此基础上进一步通过响应面试验对其进行优化,发现对于菌株S37最优添加水平分别为8.37 mg/L、0.94 g/L和0.60 g/L,对于菌株J68其最优添加水平分别为10.16 mg/L、0.97 g/L和0.60 g/L。在该最优条件下,2株菌的γ-氨基丁酸产量分别达到312.6 mmol/L和251.2 mmol/L,对应的L-谷氨酸钠转化率分别为78.2%和62.8%。     

产耐高温木聚糖酶菌株的筛选及其产酶条件优化

从牛粪堆肥中分离、筛选到1株产耐高温木聚糖酶的细菌NF1,经形态特征和16S rDNA序列分析,鉴定菌株NF1为类芽孢杆菌,命名为类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.) NF1.采用响应面法对该菌种产木聚糖酶的发酵条件进行优化.首先利用Plackett Burman试验设计筛选出影响产酶量的3个主要因素,即牛肉膏浓度、NaCl浓度和初始pH值.在此基础上使用Design-Expert软件进行Box-Behnken试验设计,通过响应面分析得出菌株NF1发酵产酶的最佳条件为玉米芯20g/L、牛肉膏28.2g/L、K2HPO45g/L、MgSO4 0.5g/L、NaC1 7.1 g/L、初始pH值为6.9;装液量40mL、转速160r/min、接种量2％、温度28℃.经过验证试验,优化后粗酶液酶活达到160.6IU/mL,与响应面预测结果一致,较优化前木聚糖酶酶活提高了51.4倍.