VC二步发酵高糖流加工艺的研究

利用从生产中选育得到的耐高糖菌株,通过在线的检测数据,应用改进的高浓度山梨糖流加控制工艺,考察了初始山梨糖浓度、底物浓度、流加阶段pH等对维生素C二步发酵的影响,确定了适宜的控制工艺,提高了发酵水平及设备利用率.     

L-亮氨酸产生菌的选育及其发酵条件优化

以黄色短杆菌TQ980 6(Met- +IleL+2 TAr+α ABr+β HLr+SGr+Rifr3 0 0 μg/mL)为出发菌株 ,经硫酸二乙酯、紫外线分别与LiCl复合诱变 ,选育出一株利福平抗性为 80 0 μg/mL的L 亮氨酸产生菌TK0 3 0 3。通过对其摇瓶发酵条件的研究和优化 ,产量由出发菌株TQ980 6的 2 2 7g/L提高至目的突变株TK0 3 0 3的 2 8 3g/L。     

补料发酵枯草芽孢杆菌合成γ-聚谷氨酸的研究

在5L自动发酵罐中,通过分批发酵和补料分批发酵,对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis HCUL-B-115)生物合成γ-聚谷氨酸(γ-PGA)进行研究,以达到高产的目的。结果表明：在分批发酵过程中,在通入空气条件下搅拌转速由150r/min提高至250r/min,发酵结束时γ-PGA产量从11.30g/L提高到30.86g/L;在补料分批发酵过程中,在通入空气条件下,搅拌转速采用250r/min,当糖质量浓度在20g/L以下时,每次补加50mL 糖质量浓度200g/L的玉米糖化液则菌体大量生长,γ-PGA产量提高到52.20g/L。     

高密度氧化亚铁钩端螺菌的培养研究

研究了氧化亚铁钩端螺菌(Leptospirillums ferrooxidans)发酵罐补料连续培养的最佳条件。结果表明:pH为1.2,接种量为33%(V/V),充气量为6 L/min,搅拌转速为450 r/min时,培养30 h后,用3 mL/min的速度补料,补料1 500 mL后,菌密度可达1.0×1010个/mL,高于文献报道。     

利用乙醇胁迫作用提高花生四烯酸产量

利用乙醇胁迫作用提高花生四烯酸(AA)产量。探讨了乙醇加入时间及加入量,并通过发酵后期降低转速延长了乙醇胁迫作用时间,确定了降低转速的时间点。结果表明,发酵5d后添加4%的乙醇,并在5.5d后降低转速减少机械力所带来的对发酵后期菌丝体的破坏作用,最终将AA产量从10.6g/L提高到17.6g/L。     

补料分批发酵生产谷胱甘肽的研究

考察5L 发酵罐中分批补加葡萄糖对发酵生产谷胱甘肽(GSH)的影响。采用20g/L 初糖质量浓度,在发酵12h 至27h 每隔3h 分别补加22、24、24、24、24g/L 和22g/L 葡萄糖,可以使酿酒酵母在发酵33h 时GSH 质量浓度达到72.49mg/L,细胞干质量浓度达到28.52g/L,分别为初糖20g/L 分批培养方式的2.86 倍和4.93 倍。补料分批发酵可以明显促进酿酒酵母生长和提高GSH 的合成。     

多目标粒子群算法用于补料分批生化反应器动态多目标优化

多目标优化是过程系统工程的重要课题,通常以加权或约束方式将其转换为单一目标,未能反映多目标间的复杂关系,不利于随时根据需求作出有效的决策。基于群智能的粒子群算法具有全局优化性能,且易于实现。为使其适于多目标优化,应拓展功能,实施改造。以Pareto支配概念评价种群个体的优劣,设计了确定局部最优点和全局最优点的操作。又利用各粒子的局部最优点信息进行速度更新,以加强种群的多样性,避免因早熟而陷于局部最优。还设置了外部优解库,并通过分散度计算,以适当的策略进行更新,使之逐步均匀地逼近于Pareto最优解集。由此构建一种多目标粒子群优化算法（multi-objective particle swarm optimization,MOPSO）,并用于补料分批生化反应器的动态多目标优化,取得了满意的结果。可基于所搜得的Pareto最优解集,分析目标间的关系,为合理决策提供有效的支持。经与NSGA-II比较,MOPSO算法具有更为优良的性能。     

灵芝多糖的液态发酵研究

对泰山灵芝液态发酵灵芝多糖的培养基配方、发酵条件进行了优化选择，并通过分批发酵、补料分批发酵的方式获得了灵芝多糖液态发酵的一系列参数。通过60h的补料分批发酵，灵芝多糖的单位产量达到2．208g／L，为灵芝多糖的工业化发酵生产奠定了基础。     

重组酿酒酵母生物合成菜油甾醇

菜油甾醇作为甾体药物（孕酮、雄烯二酮、氢化可的松等）的重要合成前体已受到国内外研究学者的广泛关注。首先通过生物信息学分析,筛选了10种不同来源的7-脱氢胆固醇还原酶DHCR7,并采用CRISPR/Cas9基因编辑技术将酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）内源的ERG5基因替换成不同来源的DHCR7基因,构建了菜油甾醇合成菌株。结果发现整合来源于Pangasianodon hypophthalmus DHCR7的菌株Zw507表现出最高的菜油甾醇的产量216.93 mg/L。进一步筛选了10种酵母内源启动强度较强的启动子来与PhDHCR7基因进行组合,结果显示以TEF1p为启动子时菜油甾醇的产量最高可达253.35 mg/L。为了进一步提高菜油甾醇产量,增加了DHCR7表达盒在酵母基因组上的拷贝数。当拷贝数为3个时,菜油甾醇的产量达到最高302.27 mg/L。最终,通过5 L发酵罐进行补料分批发酵,实现了916.88 mg/L菜油甾醇产量。该菌株可作为后续甾体药物生物合成的优良底盘细胞。     

亚油酸对Lipstatin发酵生产的影响研究

亚油酸作为一种前体物质,对Lipstatin的生物合成有重要的影响。通过研究发酵培养基中亚油酸浓度对毒三素链霉菌发酵的影响,表明合适的亚油酸浓度能显著促进Lipstatin的生物合成。在此基础上,进一步研究了不同补料时间和补料速率对毒三素链霉菌发酵生产Lipstatin的影响,最终确定了最佳的补料时间和补料速率。在亚油酸浓度为20g·L^-1的发酵培养基中,接种后发酵36h时开始补料、补料速率为0．35g·L^-1·h^-1时,Lipstatin的发酵效价最高,为6．8g·L^-1。