桑葚果酒分批发酵动力学研究

以桑葚汁为原料,探讨果酒发酵过程中菌体生长、产物生成和底物消耗变化规律,利用Logistic模型方程拟合菌体生长、产物生成、基质消耗曲线,建立发酵动力学模型。结果表明,当发酵液初始含糖量为200g/L时,接种5%活化酵母,28℃发酵100h后,残糖含量降为3.86g/L,酵母数量增长为2.83×108 CFU/mL,乙醇含量达到9.01%,菌体生长、产物生成、基质消耗的动力学模型拟合度良好,模型R2分别为0.974,0.988,0.991,模型能较好地反映和预测桑葚果酒发酵变化的过程。     

重组褐藻胶裂解酶基因工程菌的高密度培养

在5L发酵罐中,利用分批补料培养技术高密度培养含表达褐藻胶裂解酶重组质粒的工程菌E.coliBL21,生产褐藻胶裂解酶。利用单因素实验对补料培养基中碳源浓度进行优化,利用单因素实验和单纯形优化法对诱导时间和IPTG浓度进行了优化,从而得到最适高密度发酵条件为:发酵培养基为葡萄糖10g/L,酵母提取物5g/L,蛋白胨20g/L;补料培养基为葡萄糖150g/L,蛋白胨20g/L,酵母提取物10g/L,4～10h的流加速率为100mL/h,10～16h的加速率设定为200mL/h;诱导时间为4.5h,IPTG终浓度为0.60mmol/L,发酵过程中溶解氧控制在30%～40%,pH控制在7.0～7.2。IPTG未诱导时,最终发酵液中菌液稀释200倍后,OD₆₀₀达0.696,菌体浓度达65.38g/L;IPTG诱导后菌液稀释200倍后,OD₆₀₀达0.457,菌体浓度达60.15g/L,是分批发酵的8.43倍;菌体进行超声波破碎后制备粗酶液,酶活力达26.37U/mL,是分批发酵的5.48倍。      

模拟葡萄汁中可同化氮和还原糖对酵母发酵特性的影响

为研究葡萄汁中可同化氮和还原糖对酵母发酵特性的影响,设计150、240、330、420、500?mg/L可同化氮质量浓度和170、200、230?g/L还原糖质量浓度,共计15?个处理,测定了模拟葡萄汁酒精发酵过程中酵母生长、还原糖消耗和可同化氮消耗的变化。结果表明,模拟汁中可同化氮质量浓度过低（150?mg/L）则不能充分满足酵母生长的需要,同时限制了酵母的还原糖消耗速率,通过提高初始还原糖质量浓度至200?g/L可促进酒精发酵进行;酵母在初始可同化氮质量浓度高于240?mg/L的模拟汁中可以正常生长,此时初始还原糖、可同化氮质量浓度对酵母生长量均无显著影响,还原糖含量最直接影响酿酒酵母菌株的发酵特性,决定发酵时间长短,表现为在初始还原糖质量浓度较低（170?g/L）的模拟汁中,酵母生长速率随着模拟汁初始可同化氮质量浓度的升高而加快,在初始还原糖质量浓度较高（200～230?g/L）的模拟汁中,酵母生长速率不受初始可同化氮质量浓度的影响;当模拟汁初始可同化氮质量浓度高于330?mg/L时,酵母对可同化氮的消耗开始出现剩余,剩余量随着模拟汁初始可同化氮质量浓度的升高而增加,此时可同化氮质量浓度能够充分满足酵母可同化氮代谢的需要,且酵母对可同化氮消耗量随着初始还原糖质量浓度的增加而略有减少。     

阿舒假囊酵母摇瓶分批补料发酵产核黄素的研究

利用摇瓶分批补料培养模式考察了补料基质对核黄素合成的影响。首先考察了葡萄糖补加浓度对阿舒假囊酵母菌体生长和核黄素合成的影响,结果表明,葡萄糖的补加对阿舒假囊酵母的菌体生长具有促进作用,但是当葡萄糖的补加浓度超过0·5g/100mL发酵液时,会对核黄素的合成产生严重的阻遏或抑制效应。在此基础上,考察了补加不同碳源对核黄素发酵的影响,结果显示,补加1·0g/100mL发酵液的蔗糖或麦芽糖虽然均利于菌体生长,但同样会对核黄素的合成具有负作用。最后考察氮源的补加对阿舒假囊酵母发酵的影响,结果表明,补加酵母膏和玉米浆能显著促进菌体的生长,且二者最终的核黄素合成量分别为1582·1mg/L和1816·77mg/L,均明显高于不补加任何氮源实验方案下的1135·48mg/L。      

红曲霉JR摇瓶分批补料发酵产红曲色素的研究

利用摇瓶分批补料培养模式考察了补料基质对红曲霉JR的菌体生长以及红曲色素色阶的影响.考察了碳源补加种类(葡萄糖、蔗糖和麦芽糖)、蛋白胨补加浓度对红曲霉JR发酵的影响,结果表明:碳源的补加能显著促进菌体生长及红曲色素色阶的提高,葡萄糖是最佳的补加碳源;补加蛋白胨也显著促进红曲霉JR的菌体生长.在红曲霉JR摇瓶分批补料培养模式下,第48h、72h、96 h补加2.0 g/100mL发酵液的葡萄糖和0.5g/100mL发酵液的蛋白胨,红曲色素色阶达到331.6±8.7U/mL,显著高于摇瓶分批培养的色阶(105.7±5.8 U/mL).     

重组褐藻胶裂解酶基因工程菌的高密度培养

在5L发酵罐中,利用分批补料培养技术高密度培养含表达褐藻胶裂解酶重组质粒的工程菌E.coli BL21,生产褐藻胶裂解酶.利用单因素实验对补料培养基中碳源浓度进行优化,利用单因素实验和单纯形优化法对诱导时间和IPTG浓度进行了优化,从而得到最适高密度发酵条件为:发酵培养基为葡萄糖10g/L,酵母提取物5g/L,蛋白胨20g/L;补料培养基为葡萄糖150g/L,蛋白胨20g/L,酵母提取物10g/L,4～10h的流加速率为100mL/h,10～16h的加速率设定为200mL/h;诱导时间为4.5h,IPTG终浓度为0.60mmol/L,发酵过程中溶解氧控制在30％ ～40％,pH控制在7.0～7.2.IPTG未诱导时,最终发酵液中菌液稀释200倍后,OD600达0.696,菌体浓度达65.38g/L;IPTG诱导后菌液稀释200倍后,OD600达0.457,菌体浓度达60.15g/L,是分批发酵的8.43倍;菌体进行超声波破碎后制备粗酶液,酶活力达26.37U/mL,是分批发酵的5.48倍.     

利用乳清为主要原料高密度培养干酪乳杆菌

利用乳清为原料高密度培养干酪乳杆菌(Lactobacillus casei STL3102),用于生产浓缩发酵剂。在5L发酵罐研究了pH控制和补料培养条件,结果表明,加碱控制pH对菌体生长有利,控制pH为6·0时的菌体干重最高。不同碱液对菌体的生长有显著影响,流加NH3·H2O菌体的产量较高,24h时菌体干重达3·74g/L。在流加NH3·H2O,控制pH6·0条件下,对菌体补料发酵进行了研究。采用30g/L为初始乳清浓度,发酵16h以1·0mL/min恒速补料,发酵44h,菌体干重达4·79g/L,此时测定发酵液中活菌数为1·95×1011CFU/mL。      

Kluyveromyces fragilis LFS-8611 β-D-半乳糖苷酶的摇瓶培养条件

脆壁克鲁维酵母(Kluyveromycesfragilis)LFS 8611合成的β D 半乳糖苷酶具有较高的催化半乳糖基转移反应活力.脆壁克鲁维酵母(K.fragilis)LFS 8611细胞生长和β D 半乳糖苷酶的合成同步.该菌株生长和产酶的最适碳源为半乳糖,乳糖次之;最适氮源为蛋白胨F403;最适培养条件为:发酵培养基的初始pH值为7.0,摇床的转速为200r/min.培养基中碳源和氮源质量浓度对菌体生物量和β D 半乳糖苷酶活力有重要影响,以12mg/mL乳糖为碳源,16mg/mL蛋白胨(F403)为氮源,在最适培养条件下培养32h后,菌体生物量和β D 半乳糖苷酶活力分别为7.56g/L和18.83U/mL.     

氮、磷源浓度对裂殖壶菌生长及油脂积累的影响

裂殖壶菌是替代深海鱼油产业化生产二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid, DHA)油脂的极具潜力的微生物。该研究采用1株裂殖壶菌DP-16发酵产油脂,以葡萄糖为碳源,以酵母浸粉和谷氨酸钠为氮源,以KH₂PO₄为磷源,探究了氮、磷源浓度对菌体生长、葡萄糖消耗和油脂积累的影响。结果显示,在正常氮、磷源浓度下培养菌体,0～24 h为细胞增殖期,24～84 h为油脂积累期,在84 h油脂产量和油脂含量分别达到14.1 g/L和33.5%,84～96 h进入油脂反耗期。改变氮、磷源浓度,低磷条件下72 h的油脂产量和油脂含量分别达到14.8 g/L和44.3%,比对照组分别提高了5.0%和32.2%,而高氮、低氮、高磷等条件均不利于裂殖壶菌产油脂。研究结果表明,氮、磷源浓度对裂殖壶菌细胞生长和油脂积累产生重要影响,油脂产量取决于菌体生物量和细胞内油脂含量的乘积,为提高油脂产量,需要在获得高细胞浓度(生物量)和达到高油脂含量之间找到一个合适的平衡,以确定适宜的氮、磷源浓度。该研究对促进裂殖壶菌发酵产DHA油脂具有重要参考意义。     

粪产碱杆菌在不同底物限制性条件下连续培养

为了提高菌体阶段菌体的生长密度、对分批发酵有一些优化指导作用,对菌体本身特性进行了研究.以葡萄糖、氯化铵分别为限制性底物,对粪产碱杆菌进行了连续培养,模拟了粪产碱杆菌在不同的营养条件下的发酵情况,并对连续培养特性和动力学性质进行了分析.结果表明:在葡萄糖限制条件下粪产碱杆菌的比生长速率与限制性底物浓度的关系符合Monod方程,建立了相应的模型方程;同时还建立了两种限制条件下的葡萄糖的消耗动力学模型;并对两种限制条件下的维持系数、菌体产率进行了比较.比较表明:葡萄糖限制对菌体产率的影响比氯化铵限制时大,在氯化铵限制条件下菌体产率最大为0.4 g/(h·L),而葡萄糖限制条件下菌体产率最大只为0.3 g/(h·L)左右;氯化铵限制条件下的维持系数是葡萄糖限制条件下的2倍,说明发酵过程中主要的维持消耗是在产胶期热凝胶的合成过程中.     

葡萄状枝瑚菌菌丝液体培养条件优化

为了研究液体培养条件对葡萄状枝瑚菌菌丝生长量的影响,通过单因素实验和正交试验分别考察了碳源、氮源、无机离子组合、生长因子、培养基初始pH、培养温度、摇床转速和光照这8个因素对菌丝生长量的影响,结果表明,最佳培养条件为:在23℃、摇床转速为220 r/min时,培养基初始pH6.5,装瓶量50 mL/250 mL锥形瓶,接种量10%(V/V),全黑暗培养7 d,1 L液体培养最佳培养基为25 g可溶性淀粉,3.5 g酵母粉,4.4 g(1.2 g KH₂PO₄+1.6 g FeSO₄·7H₂O+1.6 g MgSO₄·7H₂O)无机离子,0.01 g VB₁,在此条件下葡萄状枝瑚菌菌丝生长量为(26.8±0.29)g/L。此研究结果为葡萄状枝瑚菌的液体发酵奠定了基础。     

蛹虫草菌丝球生长模型

为了优化控制发酵过程以定向生产生理活性物质,以菌丝球生物量作为参考指标,对培养基成分进行了优化,确定了蛹虫草菌丝球培养的最适碳源、氮源、微量元素及其含量,分别为:葡萄糖40.0 g/L、蛋白胨3.5g/L、KH2PO40.5 g/L、MgSO4.7H2O 3.5 g/L、CaCl20.3 g/L。利用Box-Behnken中心组合实验设计及响应面分析方法,得到了菌丝生物量的预测模型。结果表明:通过该预测模型可以很好地描述菌丝生物量与转速、接种量和培养时间等重要参数之间的关系,R2达到0.983 8,以及小的P值,利用得到的改进预测模型可以计算菌丝生物量,为优质高效地培养菌丝球创造了条件。     

卡拉胶酶的发酵培养基及培养条件优化

以生物量与卡拉胶酶活为指标,研究发酵培养基组成和培养条件对菌株ASY5产卡拉胶酶的影响,优化菌株Pseudoalteromonas carrageenovora ASY5产卡拉胶酶的培养基和培养条件,以提高卡拉胶酶的产量。结果表明,最优培养基和培养条件为:卡拉胶5 g/L,胰蛋白胨5 g/L,Na Cl 20 g/L,Ca Cl₂0.2 g/L,Na H₂PO₄·2H₂O 1.3 g/L,Na₂HPO₄·12H₂O3.8 g/L,温度18℃,初始p H为6.5,接种量2%,装液量70 m L。在优化工艺条件下,菌株ASY5的生物量和卡拉胶酶活比初始条件分别提高了80.4%和52.2%,菌株ASY5发酵产卡拉胶酶的能力大幅度提高。      

硝态铵态氮比例对不同氮效率烟草苗期氮素吸收及利用的影响

【目的】为明确最有利于烤烟和白肋烟氮素利用的氮素形态配比。【方法】采用盆栽的方法,以烤烟品种中烟100和白肋烟品种TN90为材料,设置5个硝态铵态氮比例(T1:NO₃^-:NH₄⁺=100:0;T2:NO₃^-:NH₄⁺=75:25;T3:NO₃^-:NH₄⁺=50:50;T4:NO₃^-:NH₄⁺=25:75;T5:NO₃^-:NH₄⁺=0:100),测定各处理的生物量、色素含量、硝酸还原酶(nitrate reductase,NR)和谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)活性、NH₄⁺-N含...     

发酵乳杆菌的生长限制性因素分析及高密度培养工艺优化

为提高发酵乳杆菌的增殖浓度,对其高密度发酵培养基成分及培养工艺进行优化以提高其活菌数。结果表明,酵母粉复合大分子肽的蛋白胨是发酵乳杆菌的最适氮源,缓冲盐在恒pH培养时对菌株生长无促进作用,Mn²⁺和Mg²⁺均是发酵乳杆菌的限制性微量元素。另外,中性条件下酸根的积累不会对发酵乳杆菌有特异性毒害作用,其生长主要是受到渗透压的抑制。以菌株生长速率被抑制时的碳氮消耗比作为培养基中的碳氮源比例,基于菌株生长速率被抑制时的渗透压确定碳氮源的添加量。进一步优化恒pH分批培养和恒pH自动反馈补糖培养工艺,得到各菌株的最优培养策略:发酵乳杆菌FXJCJ6-1、发酵乳杆菌FGDLZR161、发酵乳杆菌CCFM422分别在恒pH 6.0、5.5、5.5分批培养时,活菌数分别达到(1.3±0.1)×10¹⁰、(1.1±0.1)×10¹⁰、(9.5±0.5)×10^(9 )CFU/mL,较在MRS培养基静置培养时的活菌数提高了3.1、3.8和4.6倍。该研究结果的应用将显著提高发酵乳杆菌的工业化生产效率。     

马克斯克鲁维酵母高密度发酵条件的优化研究

对影响马克斯克鲁维酵母高密度发酵的培养基营养成分和培养条件展开分析研究。单因素实验发现,YPD作为基础培养基有利于马克斯克鲁维酵母的增殖;培养基成分响应面分析和培养条件正交实验结果表明,当培养基成分为蔗糖67.37 g/L,酵母浸粉29.7 g/L,玉米浆15.61 g/L,KH₂PO₄4.13 g/L,MgSO₄0.3 g/L,初始pH为6.0、发酵温度为30℃、搅拌速度为160 r/min时,发酵培养18 h马克斯克鲁维酵母的生物量最大,为（9.34±0.12）g/L。进一步进行乳饮品发酵实验,优化培养的马克斯克鲁维酵母与乳源培养基培养的马克斯克鲁维酵母,在菌种的生物量和乳饮品的口感风味上无明显差异。因此,优化后的高密度发酵培养基配方和工艺条件适宜于马克斯克鲁维酵母菌的高密度发酵。      

TMV拮抗细菌A3的培养基优化研究

利用单因素试验结合正交试验的方法,以菌体生长量(OD₆₀₀值)作为测定指标,对TMV拮抗细菌恶臭假单胞杆菌A3的培养基进行优化,系统研究了碳源、氮源、无机盐的发酵结果.试验结果表明,碳源为麦麸,氮源为酵母浸粉,无机盐为CaCl₂、CoCl₂、MgSO₄、FeSO₄、KH₂PO₄时有利于A3的生长.7因素3水平正交试验结果表明,培养基的最优组合为麦麸15 g,酵母浸粉15 g,CaCl₂ 2.5 g,CoCl₂ 0.5 g,MgSO₄ 0.8 g,FeSO₄ 0.5 g,KH₂PO₄ 0.8 g,蒸馏水1000 mL,pH 7.0,在此条件下拮抗细菌活菌数可达3.234×10¹² cfu/mL,比NB培养基中活菌数提高一个数量级.     

高产虾青素红法夫酵母菌株的选育和发酵参数优化

目的:选育出高产、稳产虾青素的红法夫酵母菌株,并对培养基进行参数优化。方法:以红法夫酵母（P.Rhodozyma 02）为出发菌株,分别进行紫外-氯化锂（UV-Li Cl）和⁶⁰Co-γ诱变,从中筛选出高产虾青素的突变株作为基因组重排育种的出发菌株;经过五轮原生质体融合,筛选得到的基因组重排最优菌株。通过富含虾青素合成前体的天然促进剂的添加及对发酵培养基的参数优化,得到最佳培养基条件。结果:最终筛选得到高产、稳产虾青素的融合菌株F5-9,在此基础上优化得到最佳培养基参数条件为葡萄糖30.0 g/L,蛋白胨3.0 g/L,酵母浸出粉7.0 g/L,（NH₄）₂SO₄5.0 g/L,Mg SO₄·7H₂O 2.75 g/L,KH₂PO₄1.5 g/L,Ca Cl₂·2H₂O 0.2 g/L,胡萝卜汁150 mg/L,最终虾青素的产量高达（83.39±1.03）mg/L,是原始出发菌株的17.56倍。结论:采用传统诱变和基因组重排技术,能显著提高虾青素产量,培养基中添加虾青素前体物质胡萝卜汁能进一步促进虾青素产量的提高。      

凉州熏醋酿造过程产乙偶姻酵母菌筛选及其发酵培养基优化

乙偶姻是凉州熏醋特征风味成分四甲基吡嗪的前体。本实验从凉州熏醋发酵料醅中分离获得了一株产乙偶姻酵母菌T8,通过经典鉴定方法结合ITS基因测序的方法,确定其为葡萄汁有孢汉逊酵母（Hanseniaspora uvarum）。为探明T8菌株生长及代谢产乙偶姻的营养需求,本实验对产乙偶姻酵母菌T8发酵培养基进行了优化,以期为传统食醋酿造工艺现代化改造过程中人工接种增香酵母种子的制备提供培养基。通过研究不同碳源、氮源、无机盐对T8菌株产乙偶姻的影响,确定了发酵培养基的最终组分:葡萄糖60 g/L,蛋白胨10 g/L,酵母膏10 g/L,（NH₄）₂HPO₄8 g/L,KH₂PO₄0.5 g/L,Mg SO₄·7H₂O 0.75 g/L,Mn SO₄0.6 g/L。培养基优化后,乙偶姻产量达到15.236 g/L,与初始发酵培养基相比提高了20.65%。人工接种T8菌株种子液所酿食醋中四甲基吡嗪的含量较对照提高了22.1%,增香效果明显,证明H.Uvarum T8菌株可以作为食醋酿造的增香酵母。      

高密度接种胶球藻C-169处理脱色酵母发酵废水条件优化

本文探究了胶球藻C-169的营养方式,并在未灭菌的脱色酵母废水中高密度接种胶球藻C-169,系统比较了接种密度、废水浓度对胶球藻C-169的生长及其处理酵母废水效果的影响。结果表明,胶球藻C-169可以利用葡萄糖和蔗糖进行异养和混养生长。混养条件是胶球藻C-169快速扩种的最佳条件。在混养条件下,胶球藻生长速度最快,最适葡萄糖浓度为20 g/L。通过单因素实验研究培养条件(接种密度、废水起始浓度)对胶球藻C-169的生长和废水处理效果的影响,建立的最佳培养条件为:起始接种密度不低于1 g/L,脱色废水稀释倍数为2倍。在此条件下,胶球藻C-169的生物量产率为0.23 g/(L·d),脱色废水COD(化学需氧量)、总氮、总磷的去除率分别为49.54%、70.39%和98.09%。此研究表明胶球藻C-169在藻菌共生条件下对酵母废水的净化具有很大潜力。