凝结芽孢杆菌CICIM B1821发酵生产L-乳酸的研究

凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）CICIM B1821是一株实验室前期筛选获得的产L-乳酸的嗜热菌。该菌株在34～55℃范围内均表现出良好的生长特性和产酸特性,50℃时获得最高的比生长速率和最大的乳酸积累量。CICIMB1821能够在pH为5．0～7．5的范围内保持高的菌体活性。氧气的存在有利于CICIMB1821的快速生长．但会导致副产物的积累,而在不通氧的条件下该菌株也生长良好,同时产酸速率可高达5．63g／L·h。控制残糖浓度不高于10％的发酵条件下,发酵48h,可积累乳酸107．5g／L,副产物总和仅为1．05g／L,葡萄糖对乳酸的得率为97．5％,所产L-乳酸光学纯度高于99％。此外,高浓度葡萄糖发酵实验显示,该菌株可在高渗透压下利用20％葡萄糖发酵生产L-乳酸,发酵100h．可积累乳酸134g／L,副产物总和仅为1．12g／L,葡萄糖对乳酸的得率为92．0％。     

利用菊芋菊粉制备R,R-2,3-丁二醇发酵工艺条件的优化

为了提高Paenibacillus polymyxa ZJ-9发酵菊芋菊粉制备R,R-2,3-丁二醇的产量、减少生产成本,考察了发酵温度、pH、接种量和溶氧(搅拌转速)对菌体生长繁殖、菊粉的利用率和R,R-2,3-丁二醇合成的影响。实验结果表明,Paenibacillus polymyxa ZJ-9发酵的最适温度、pH和接种量分别为30℃、6.0和8%。通过对不同搅拌转速条件下的菌体比生长速率μ_x和产物比合成速率μ_p分析,制定了一种两步溶氧控制策略发酵生产R,R-2,3-丁二醇:在发酵前24h,控制搅拌转速调控为240r/min有利于菌体生长,而24h后,控制发酵液搅拌转速调控为160r/min,能有效促进R,R-2,3-丁二醇合成,在上述条件下,R,R-2,3-丁二醇的产量高达27.83g/L,比恒定搅拌转速条件的最大值提高了10.15%。     

琥珀酸对产酸克雷伯氏菌好氧发酵甘油产1，3-丙二醇的影响

好氧条件下,通过产酸克雷伯氏菌发酵甘油产1,3-丙二醇的摇瓶实验中发现,添加副产物琥珀酸对菌体生长和1,3-丙二醇合成有促进作用,在5L自动发酵罐上做批式发酵,也得到相似的结果。为探讨其原因,进行了类似的摇瓶实验,分别添加副产物乳酸和乙酸,菌体生长和1,3-丙二醇合成均受到抑制,添加琥珀酸、柠檬酸和苹果酸,对菌体生长和1,3-丙二醇合成均有促进作用。上述结果初步表明,琥珀酸强化了三羧酸循环产生更多的能量,促进了甘油脱水酶的复活,引起1,3-丙二醇产量的增加。     

凝结芽孢杆菌混合碳源乳酸发酵研究

为了更好的研究工业乳酸发酵中的分解代谢物阻遏效应,在实验室规模反应器对凝结芽孢杆菌混合碳源乳酸发酵进行不同通气量、p H、中和剂等条件的发酵特性研究,并研究了不同金属离子、渗透压等条件对饥饿状态下凝结芽孢杆菌自溶的影响。结果表明：凝结芽孢杆菌葡萄糖+海藻糖混合碳源乳酸发酵呈现明显的分解代谢物阻遏效应,且发酵可分为葡萄糖消耗阶段、有机酸消耗阶段和海藻糖消耗阶段。不同发酵条件在葡萄糖消耗阶段对菌体生长和乳酸生成影响较小,但对发酵后期海藻糖利用阶段菌体生长和乳酸合成有明显影响。在海藻糖消耗阶段,通气量为7.2 L/h时有较高的底物消耗速率和产酸速率;用NaOH作为中和剂在p H6.5时海藻糖消耗速率和乳酸生成速率均高于pH6.0,而p H5.5时不利用海藻糖且不生产乳酸;与NaOH作为中和剂相比,在p H6.5条件下Ca(OH)₂作为中和剂使海藻糖消耗速率和乳酸生成速率分别提高21.0%和28.3%。发现Ca₂₊、Mg₂₊等二价离子确实对菌体自溶有一定的缓解作用,且Na₊能在饥饿状态下维持菌体的活性,为研...     

利用溶氧控制策略进行高密度和高强度乙醇发酵的初步研究

在搅拌罐式生物反应器中,考察了乙醇发酵过程中不同溶氧控制条件对菌体量和其它发酵参数的影响。结果表明,溶氧浓度和通气时间是影响菌体生长和乙醇发酵强度的重要因素。通过将溶氧控制在较为合适的水平,发酵48h,菌体密度达到5.5～6亿个/mL,发酵强度为2.7lg/(L·h),比传统发酵分别提高了200%和48.9%。为进一步深入研究溶氧控制策略,实现高密度和高强度乙醇发酵提供了依据。     

高产D-乳酸凝结芽孢杆菌发酵工艺条件的确立

对经不断复合诱变筛选到的D-乳酸高产菌株JD-076D的发酵条件进行了初步研究。主要研究了通气量、温度及pH值等培养条件对菌体生长及产酸的影响。确定最佳培养条件及最佳碳源、氮源配比。     

真菌Simplicillium lanosoniveum胞外多糖合成条件的优化及其动力学分析

Simplicillium lanosoniveum（DT06）是一种能够合成特殊胞外多糖的半知菌类真菌。本文以真菌DT06为研究材料,采用BBD设计原则的响应面法优化其胞外多糖的合成工艺条件,并对其发酵动力学参数进行分析。在单因素实验的基础上,以胞外多糖得率为响应值,确定多糖合成的最优条件:初始p H4.87,葡萄糖40.65 g/L,蛋白胨10.38 g/L,温度30℃,转速140 r/min。优化后真菌DT06胞外多糖得率可达0.139 g/g,比优化前提高了32%。在此优化条件下,对DT06的发酵过程进行动力学分析,结果表明:DT06最大比生长速率μmax=0.156 h-1,其多糖合成与菌体生长部分偶联。与其它产多糖的真菌相比,DT06合成多糖的最大比合成速率较高达到0.066 h-1,但总的多糖得率却较低。碳平衡计算发现DT06还产生一种未知的中性含碳产物,其碳得率为0.129 g/g。上述实验为DT06多糖发酵过程的调控及其胞内代谢网络的优化提供了依据。      

一株乳酸菌发酵条件优化及检测方法的建立

对乳酸生产菌的发酵条件进行优化,并建立毛细管电泳检测乳酸的方法。实验结果表明,该菌种最佳发酵条件为接种量为5%,发酵温度为35℃,初始pH为9.0,在此条件下进行发酵,产酸量达到16.267 g/L,比初始产乳酸能力提高了62.4%。建立毛细管电泳检测发酵液中乳酸产量的方法,此法快速、高效、准确,可以用于在线监测整个乳酸发酵过程。     

大肠杆菌高密度发酵产木聚糖酶发酵条件优化

该试验对木聚糖酶工业大生产条件下的接种量、pH值、培养温度、溶氧、诱导时间、比生长速率进行了单因素优化试验。在此单因素试验基础上,选取对酶活影响较大的比生长速率、溶氧和pH 3个因素进行了正交试验优化。结果表明,优化后的发酵条件为接种量10%,发酵过程中溶氧值30%,生长期控制pH值为7.0,生长期培养温度37 ℃,生长期比生长速率为0.12 h-1,诱导期pH值为6.8,诱导期培养温度为35 ℃,诱导期比生长速率为0.14 h-1,在对数生长中期（OD600 nm=30）时流加诱导培养基。优化后,放罐木聚糖酶活力最高可达149 000 IU/mL。该研究提升了大生产条件下的木聚糖酶活力,为木聚糖酶的工业化生产提供了指导。     

耐氨米根霉的分批补料发酵及发酵动力学初探

以氨水为中和剂,替代CaCO3,对耐氨米根霉R.oryzaeJS-N0-2-02进行15L自动发酵罐的分批和分批补料发酵及其发酵动力学的初步研究,结果表明,降低起始糖浓度,产酸期补糖可明显提高菌体L-乳酸比生产速率和耗糖产酸能力,提高L-乳酸产量和纯度,降低残糖。在发酵起始时添加1 g/L CaCO3能进一步提高补糖发酵的L-乳酸比生产速率,增强发酵后期菌体耗糖产酸能力,从而进一步提高L-乳酸产量和纯度,降低残糖。发酵结果:起始糖浓度为120 g/L,25h时补糖使最终发酵总糖浓度达137 g/L,发酵培养60 h,L-乳酸产量可达101.8 g/L,纯度97.3%,菌体耗糖转化率76%,比生产速率0.27 g/g.h,残糖降至3 g/L。     

代谢工程大肠杆菌高效利用甘油合成丁二酸

为了构建高产丁二酸的重组大肠杆菌,以删除了乙酸激酶和磷酸乙酰转移酶基因(ackA-pta)、乳酸脱氢酶基因(ldhA)和丙酮酸甲酸裂解酶基因(pflB)的大肠杆菌CICIM B0013-025为出发菌株,将其磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(ppc)基因的启动子替换为温度诱导的λ噬菌体启动子P_L-P_R,获得温度调控型的丁二酸合成菌株B0013-026。继而通过发酵条件优化,建立了两阶段发酵法:菌株的生长温度和诱导温度分别为37和42 ℃,以甘油为碳源并添加入5 g/L蛋白胨,发酵产酸阶段在微供氧(100 r/min)条件下进行。在5 L发酵罐中采用最优条件进行发酵,丁二酸的产量、生产强度和甘油转化率分别为62.5 g/L、1.04 g/(L·h)和64.2%,而且发酵液中仅有少量的α-酮戊二酸(3.0 g/L)和乙酸(1.8 g/L)等副产物积累,实现了以甘油为唯一碳源高效合成丁二酸,为其工业化生产提供了重要参考。     

酸笋中高产乳酸乳酸菌的筛选、鉴定及发酵条件优化

为获得酸笋中高产乳酸乳酸菌,以柳州传统发酵酸笋为原料,利用MRS培养基对乳酸菌进行分离纯化,然后通过溶钙圈法和高效液相色谱（HPLC）法对高产乳酸乳酸菌进行筛选,并采用形态观察及分子生物学技术对其进行菌种鉴定,最后优化该菌种产乳酸的发酵条件。结果表明,分离并筛选得到一株高产乳酸的乳酸菌菌株LB-1-23,并鉴定其为植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）,该菌株发酵产乳酸的最适条件为接种量2.6%,pH值5.5,发酵温度32 ℃,发酵时间30 h,葡萄糖为碳源,细菌学蛋白胨为氮源。在此优化条件下,乳酸产量为12.74 g/L。该研究为酸笋来源乳酸菌发酵产生乳酸的应用奠定了理论基础。     

葛根发酵乳发酵条件优化

以从酸奶中筛选的高产胞外多糖（EPS）的乳酸菌为出发菌株,用葛根和脱脂乳进行乳酸菌的发酵,通过单因素试验及响应面试验对葛根发酵乳发酵条件进行优化。结果表明,最优的发酵条件为发酵温度39 ℃,葡萄糖添加量1.4%,发酵时间20 h。在此优化条件下,葛根发酵乳总黄酮含量为1.91 mg/mL,EPS含量为0.155 mg/mL。     

维生素对L.delbrueckii乳酸发酵的影响及其优化

研究了维生素对Ｌ．ｄｅｌｂｒｕｅｃｋｉｉ生长及产酸的影响，结果表明生物素、对氨基苯甲酸和硫胺素对Ｌ、ｄｅｌ－ｂｒｕｅｃｋｉｉ的生长及产酸有促进作用。用响应面分析方法对生物素、对氨基苯甲酸和硫胺素添加量进行优化，建立了响应面方程，得到了最佳组成；生物素２．１９ｍｌ／Ｌ、对氨基苯甲酸 ２．２５ｍｌ／Ｌ、硫胺素２．０５ｍｌ／Ｌ。乳酸最大产量为 ９４．６５ｇ／Ｌ。考察了添加维生素的间歇发酵，结果表明菌体繁殖快。生物量高、降糖快、发酵结束无残糖、乳酸产量高。乳酸最高产量为９２．５ｇ／Ｌ，与优化的预测结果基本一致。     

清香型白酒酒醅中乳酸高产菌株的筛选及乳酸的分离纯化

该研究以分离自清香型白酒酒醅的10株乳酸菌为研究对象，采用溶钙圈法和液体发酵法从中筛选高产乳酸菌株，并对其产乳酸条件进行考察；然后通过活性炭和离子交换柱对乳酸进行分离纯化，并通过高效液相色谱（HPLC）法检测乳酸纯度。结果表明，植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）SL32-2为高产乳酸的菌株，其在高粱糖化液中产乳酸的最佳发酵温度和初始pH值分别为35 ℃和7.0。活性炭对其发酵液的最适处理条件为活性炭添加量1.5 g/100 mL、处理温度60 ℃、处理时间2 h，此时脱色率、脱糖率和脱蛋白率分别为72.65%、3.75%和85.81%。经离子交换柱进一步纯化后，乳酸总得率为51.12%，其中阴离子交换柱的洗脱液中乳酸纯度较高。     

多菌混合发酵鲜枣果醋的工艺研究

采用一株分离得到的植物乳杆菌与酵母协同完成酒精发酵,再接种醋酸菌发酵制作鲜枣发酵醋,减少了枣醋的尖酸感,增加了柔和度,改善了枣醋的风味口感,提高了枣醋的品质。研究得出多菌混合最佳酒精发酵工艺：酵母接种量为2.0%,乳酸菌最佳接种量为2.0%,发酵pH为4.5,发酵温度为28 ℃,初糖为15%,产酒精度为8.4%vol;产乳酸2.13 g/L。最佳醋酸发酵工艺：接种量为12%,发酵温度为34 ℃,搅拌转速 200 r/min,总酸含量达到5.7 g/100 mL。     

酵母与乳酸菌的相互作用模式及其在发酵食品中的应用研究进展

浓香型白酒糟醅富含乳酸,库德毕赤酵母（Pichia kudriavzevii）为其中优势酵母。为探究乳酸对浓香型白酒优势酵母固态发酵特性的影响,在不同浓度的乳酸胁迫下,从碳源消耗、生长因子利用、高温耐受性以及主要代谢产物生成等方面,考查P. kudriavzevii（编号：PY1）的生长代谢转变。结果表明,乳酸胁迫对P. kudriavzevii菌落与细胞形态无明显影响,对细胞生长有一定抑制,且这种可逆抑制可被氨基酸及维生素削弱,当培养温度超过44 ℃,乳酸对菌株生长的影响逐渐让位于温度。代谢方面,乳酸可提高葡萄糖、半乳糖、麦芽糖、果糖和蔗糖利用率;增加乙醇和酯类生成量、降低高级醇生成量。综上,乳酸可通过影响酵母生长代谢影响浓香型白酒风味形成,可作为浓香型白酒发酵调控因子。

     

四川传统发酵肉中乳酸菌的分离及发酵特性研究

对四川传统发酵肉中乳酸菌进行分离鉴定,并对其发酵特性进行研究。以四川腊肉为研究对象,采用平板划线法对乳酸菌进行分离纯化,利用16S r DNA的序列测定技术对其鉴定,并对分离菌株在不同温度、p H、Na Cl浓度、亚硝酸盐浓度条件下的生长代谢、产酸能力进行研究,并对发酵产物中游离氨基酸进行测定分析。结果表明:筛选出的一株优势乳酸菌经分子生物学鉴定为戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)。分离菌株对数生长期为6~18 h;最适发酵温度30℃,发酵p H5.5;对Na Cl及Na NO2耐受能力分别高达10%和150 mg/L;其代谢产物中共测出16种游离氨基酸,共包含5种人体必需氨基酸。      

果蔬发酵乳酸菌粉干燥制备工艺

为了改善果蔬发酵乳酸菌现有干燥工艺过程中操作复杂、成本高昂等局限性,试验对果蔬发酵用植物乳酸菌和嗜酸乳杆菌常压干燥工艺制备中培养基的的培养温度、时间及其平铺高度等进行了优化,得到直投式乳酸菌粉。结果显示:果蔬发酵乳酸菌粉常压干燥生产中,最佳工艺条件为培养温度60℃、培养基平铺高度0.5 cm、干燥时间2 h,此条件下得到的菌粉在4℃下保存15 d后,乳酸菌数可达到105 CFU/g以上。此次试验增加了果蔬发酵乳酸菌含菌量,为企业在日后生产中的使用和保藏提供参考。     

高产木聚糖酶嗜热子囊菌固体发酵条件与酶学性质

以本实验室从土壤中分离筛选到的一株高产木聚糖酶的嗜热子囊菌QS7-2-4为生产菌种,进行固体发酵产木聚糖酶的发酵条件研究,结果表明最佳产酶条件为:玉米芯:麸皮为7:3(w/w);最佳氮源为酵母膏和胰蛋白胨的混合氮源,添加量为1.5%;吐温-80添加量为0.5%,初始pH为7.2,培养基含水量为80%,250mL三角瓶装料量为8g,发酵温度50℃,发酵时间72h,该条件下木聚糖酶产量达27952U/g干基。该酶最适反应温度为75℃,最适反应pH为4.5,在70℃以下具有良好的稳定性,在室温下储藏150d仍然保留87%的活性。