渗透压调控对裂殖壶菌发酵产DHA的影响

考察了不同渗透胁迫(0、10、20、30和40 g/L NaCl)对裂殖壶菌HX-308发酵产DHA及脂肪酸构成的影响。结果表明:20 g/L NaCl最有利于裂殖壶菌生长和DHA积累,生物量、总脂肪酸含量、DHA产量及DHA占生物量的比值分别为73 g/L、10.7 g/L、5.0 g/L和68 mg/g,并且DHA在总脂肪酸中所占百分比最高,为45.2%。此外,在低渗透压(10 g/L NaCl)条件下,添加40 mmol/L甘氨酸甜菜碱,DHA产量与未添加相比提高了28.21%;在高渗透压(40 g/L NaCl)条件下添加40 mmol/L海藻糖,DHA产量提高了46.84%;表明添加适量的外源相容性溶质能有效地促进裂殖壶菌积累DHA。     

添加生物素和浅蓝菌素对裂殖壶菌发酵产DHA的影响

为提高发酵产量,根据裂殖壶菌生物合成二十二碳六烯酸(DHA)的途径,考察添加代谢途径关键酶的辅酶及酶的抑制剂对发酵裂殖壶菌的影响.结果表明:添加生物素可促进油脂积累,添加浅蓝菌素有利于DHA及不饱和脂肪酸含量的提高.添加生物素0.3 mg/L时,DHA占细胞干质量分数达11.26％,相对于对照提高了13％;当添加浅蓝菌素0.1mg/L时,DHA占细胞干质量分数可达12.2％.     

外源添加剂促进裂殖壶菌合成DHA

为提高二十二碳六烯酸（DHA）产量,根据裂殖壶菌生物合成DHA的代谢途径,考察外源添加剂对裂殖壶菌发酵生产DHA影响。研究表明：分生物素、柠檬酸、苹果酸和洛伐他汀均能提高裂殖壶菌DHA的合成能力。同时添加生物素、苹果酸和洛伐他汀时能够显著提高DHA的产量,DHA的最高产量达到11.55 g/L,相比对照提高71.87%。     

裂殖壶菌高产油突变体的高通量筛选

二十二碳六烯酸(DHA)具有促进婴幼儿大脑和视网膜发育等多种生理功能,被广泛应用于食品、医药和养殖等行业。为了获得适合于工业化生产的高产油、高产DHA的裂殖壶菌工程株,文中建立了一套操作简单、快速准确的基于尼罗红染色的高通量筛选方案。首先利用紫外线(UVC)诱变的方式快速构建裂殖壶菌的随机突变体库。然后采用优化后的筛选条件如裂殖壶菌的最佳尼罗红染色条件(二甲基亚砜浓度为20%,尼罗红终浓度为2.0μg/mL,孵育时间为10 min,孵育温度为40℃)和更合理的筛选依据(多功能酶标仪实现高通量测量的单位细胞密度油脂量)等,对3 648株突变体进行筛选,得到了3株高产油突变体(D03432、D05106和D01521)。摇瓶发酵实验表明,这3株突变体在生物量、油脂含量和DHA产量上均高于野生型菌株,其中突变体D03432和D05106的油脂量分别达到了干重的64.74%和63.13%,远高于野生型菌株的43.19%。而且这两株突变体的DHA产量分别是野生型菌株的2.26倍和2.37倍。最后,对突变体D03432和D05106进行了5 L发酵罐发酵培养,相较于野生型菌株,这两株突变体不仅生物量和油脂含量有所增加,而且DHA产量更是分别增加了45.5 1%和66.46%,展现出较好的工业应用潜力。此外,本筛选方案对其他产油微生物高产油突变体的高通量筛选具有借鉴作用。     

两阶段搅拌转速控制策略发酵生产聚唾液酸

目的:优化聚唾液酸发酵过程的搅拌转速.方法:比较不同搅拌转速对大肠杆菌Escherichia coli K235分批发酵生产聚唾液酸过程的影响.结果:根据发酵前、后期菌体细胞比生长速率和聚唾液酸比合成速率达到最大值所需搅拌转速的不同,提出了两阶段搅拌转速控制策略:发酵前期(0～15h)控制搅拌转速500r/min,发酵中后期控制搅拌转速700r/min.结论:两阶段搅拌转速控制策略使聚唾液酸产量达到3 966mg/L,比恒定搅拌转速500r/min和700r/min分别提高了31.8%和49.3%.将两阶段搅拌转速控制策略与分批补料发酵技术结合,聚唾液酸产量提高到5 108mg/L,山梨醇的转化率达到0.12g/g.     

埃博霉素B小试发酵罐发酵条件研究

研究了纤维堆囊菌(Sorangium cellulosum)So F5-76在5 L发酵罐水平上发酵生产埃博霉素B的基本工艺参数,具体考察了接种量、搅拌转速、通气量、添加消泡剂及补糖等5个工艺参数对埃博霉素B发酵产量的影响。最后确定发酵罐基本发酵条件为接种量9%,搅拌转速180 r/min,空气流量3.5 L/min,消泡剂种类选择Antifoam B聚醚类消泡剂,补糖控制在发酵液糖浓度为0.2 g/L,在此条件下埃博霉素B的产量可达25.6 mg/L。     

松茸液态发酵菌丝生长量因子的研究

研究了液态发酵条件下通气量、转速、pH、可溶性淀粉浓度对松茸菌丝生长量的影响,探讨了可溶性淀粉稳定pH的作用机理。试验结果表明：通气量≤0.4vvm时松茸菌丝产量随通气量的增大而增长,当通气量＞0.5vvm时,菌丝产量增加不明显;转速增大菌丝产量增加,转速＞80r/min,菌丝产量下降;松茸菌丝发酵的最适pH为5.5,初始pH不同,发酵罐中培养基最终的pH趋于6.0;可溶性淀粉是影响松茸菌丝量的重要因子,可溶性淀粉浓度≤4g/100mL时菌丝量随可溶性淀粉浓度的增加而增大,当其浓度为4g/100mL时,菌     

溶氧对Blakeslea trispora分批发酵生产β-胡萝卜素的影响

在摇瓶和5 L发酵罐中研究了溶氧 (DO) 对Blakeslea trispora分批发酵生产β-胡萝卜素的影响,总结了5 L发酵罐中β-胡萝卜素发酵过程中溶氧的变化规律.结果表明,当500 mL摇瓶装液量为50 mL,转速为240 r/min条件下发酵生产β-胡萝卜素产量最大,达到3.416 g/L; 5 L发酵罐中,在搅拌转速为1 000 r/min,通气量为1.5 vvm的条件下,β-胡萝卜素的产量可达到3.712 g/L,略高于摇瓶,这可能是由于5 L发酵罐中的气液传递和混合状况好于摇瓶,促进了产物的合成.     

裂殖壶菌Schizochytrium sp. 20888产DHA培养条件优化

【目的】为了优化裂殖壶菌产DHA的培养条件,提高油脂中DHA含量。【方法】采用单因素试验和正交设计试验方案,针对分批培养时间、培养基碳、氮源的种类和浓度以及培养温度开展试验,采用重量法测定生物量、采用索氏提取法测定油脂总量,采用气相色谱法测定油脂DHA含量,考察培养条件对细胞油脂DHA含量的影响。【结果】最适培养时间为4 d,培养温度23°C,最优碳氮源组成为(g/L):葡萄糖65、甘油80、蛋白胨6、酵母粉4和谷氨酸钠8。【结论】裂殖壶菌Schizochytrium sp.20888在葡萄糖和甘油组成的复合碳源和由蛋白胨、酵母粉和谷氨酸钠组成的复合氮源的培养基中可以得到最优的DHA产量,细胞DHA含量能达到33.68%。     

高产DHA破囊壶菌Aurantiochytrium sp. PKU#SW7诱变株的筛选

【目的】对野生菌株Aurantiochytrium sp.PKU#SW7诱变育种,筛选高产DHA突变株。【方法】采用UV诱变和化学药物胁迫筛选方式,以菌株的生物量、油脂产量、DHA产量作为筛选指标,获得高产DHA突变株。【结果】经鉴定获得一株DHA高产突变株PKU#PM003,该菌株传代4次后仍保持较好的遗传稳定性。摇瓶发酵后,PKU#PM003生物量产量高达6.62 g/L,比原始菌株5.95 g/L提高了11.26%,脂肪酸含量高达4.01 g/L,比原始菌株3.18 g/L提高了26.1%,DHA在脂肪酸中所占比例由29.97%增加到33.43%,产量提高了41.01%,油脂突变效果显著。【结论】突变株PKU#PM003可作为性状优良的工业化发酵生产菌种,并在DHA产量提升上仍具有巨大的空间。     

深圳海域6株破囊壶菌的生长特性及油脂成分分析

【目的】从深圳海域分离得到6株破囊壶菌,对其基本形态特征、生活史和油脂含量等进行研究,开发其应用潜力。【方法】使用松花粉垂钓法对破囊壶菌进行分离,通过18S r RNA基因测序的方法对破囊壶菌进行鉴定,用显微镜观察其基本形态特征,通过使用尼罗红(Nile Red)染色法对油脂含量进行定性检测,并用GC-MS分析菌株的油脂含量和组成情况。【结果】18S r RNA基因鉴定其属于Aurantiochytrium sp.、Schizochytrium sp.和Thraustochytrium sp.三个属。破囊壶菌的脂肪酸主要成分为十六碳饱和脂肪酸和二十二碳六烯酸(DHA),其中Mn11和Mn15的饱和脂肪酸含量达到总脂肪酸含量的70%以上,Mn16和Sw7的DHA产量分别达到1.29 g/L和1.26 g/L。【结论】Mn11和Mn15菌株适合用于生物柴油的生产,Mn16和Sw7是DHA发酵生产的潜力菌株。     

基于同源重组的裂殖壶菌遗传转化体系的构建及验证

【目的】裂殖壶菌是一种能高效生产DHA的海洋真菌;基因工程技术已经成功应用在微生物改造和代谢机理研究中,利用基因工程技术对裂殖壶菌进行改造首先需要构建适合裂殖壶菌的遗传转化体系;【方法】本文利用电转化的方法将含有18S r DNA同源重组片段的ble基因导入裂殖壶菌中,通过zeocin抗性平板筛选出阳性菌株,并设计ble基因引物,以裂殖壶菌基因组为模板,进行PCR验证ble基因是否成功结合到裂殖壶菌染色体上。【结果】筛选获得的抗性菌株基因组上确实PCR出ble基因片段,对改造菌株与原始菌株进行发酵培养,发现改造后菌株在生物量、油脂含量、DHA含量及脂肪酸分布等方面和原始菌株基本一致。【结论】抗性基因的插入不会影响菌株的正常代谢,该体系的构建为后续其他外源基因导入奠定基础。     

变温对破囊壶菌FJN-10脂肪酸组分和蛋白质组的影响

[目的]以破囊壶菌Thraustochytrium sp.FJN-10为研究对象,研究不同培养温度和变温条件对菌体生物量、油脂含量、脂肪酸组分、关键基因转录以及蛋白质组的影响。[方法]通过摇瓶实验测定干重研究菌株的生长,提取油脂并经液相色谱分析脂肪酸组分;荧光定量PCR和二维电泳研究脂肪酸合成途径关键的碳链延长酶、脱饱和酶的转录水平和蛋白质的差异表达。[结果]28℃培养时,生物量达13.6 g/L,DHA占总脂肪酸含量达32.41%;15℃培养时,生物量为9.8 g/L,DHA占总脂肪酸含量达56.08%。变温培养下生物量最高可达13.9 g/L、油脂含量及DHA含量在较高的水平。28℃降至15℃时,△4脱饱和酶和△6延长酶基因基因的转录分别提高了3.9和2.5倍。[结论]变温条件下菌株生物量在11.8~13.6 g/L,菌体稳定期延长,DHA的含量可达45%以上。可为今后DHA的产业化提供基础数据。     

发酵性丝孢酵母(Trichosporon fermentans)发酵产油脂的研究

通过摇瓶发酵,考察了碳源浓度、氮源种类和浓度对发酵性丝孢酵母(Trichosporonfermentans)发酵产油脂的影响,对发酵产油脂条件的初步优化结果为:在葡萄糖100 g/L、蛋白胨1.8 g/L、初始pH 7.0的培养基中,以10%的接种量,于33℃、190 r/min的摇床上发酵120 h,可得菌体生物量为18.2 g/L,干细胞的油脂含量为68.5%。     

强化乙酰辅酶A供应对裂殖壶菌合成二十二碳六烯酸的影响

细胞液中乙酰辅酶A的持续供应是脂肪酸高效积累的必要条件。考虑到甲羟戊酸和脂肪酸合成途径共用相同的前体乙酰辅酶A,抑制甲羟戊酸途径可能促使更多的乙酰辅酶A流向脂肪酸合成。通过添加前体物质或/和甲羟戊酸途径酶的抑制剂以强化乙酰辅酶A的供应,即在裂殖壶菌发酵起始或/和后期添加乙酸、发酵起始添加甲羟戊酸途径酶的抑制剂辛伐他汀或柠檬酸、发酵起始同时添加乙酸和辛伐他汀或柠檬酸并考察其对裂殖壶菌合成二十二碳六烯酸 (DHA)的影响,结果发现发酵起始同时添加6mmol/L的乙酸和1μmol/L的辛伐他汀时,DHA产量最高,达到13.21g/L,比对照提高了46.61%。     

联动过程控制技术提高10L发酵罐γ-聚谷氨酸产量

聚谷氨酸,是由微生物发酵产生的水溶性多聚氨基酸,分子量多分布在100～10 000 kD,因其具有水溶性和吸附性好,以及易降解等特点,多用于农业、环保、医药等领域。本研究以实验室自行筛选的一株产γ-聚谷氨酸的地衣芽孢杆菌为出发菌株,在10 L发酵罐上对接种量、转速、风量、pH、发酵时间等发酵条件进行优化研究,旨在提高γ-聚谷氨酸产量。实验结果表明,当设定初始发酵条件为接种量10%,初始转速220 r/min,通风量8 L/min,pH值7.4,发酵过程中对转速、发酵液pH、风量进行联动控制调整,在发酵20 h后上调转速到250 r/min,DO低于20%风量提高到10 L/min,发酵液pH值由7.4降低至6.0左右时,对流加浓度为20%的氨水进行pH调整控制,维持pH值在7.0,65 h后发酵结束,可明显提高γ-聚谷氨酸产量,由未优化控制条件前的8.9 g/L提高到21.6 g/L。因此,通过对转速、pH、通风量的协同联动调整,γ-聚谷氨酸的产量有了较大幅度提升,将为后期的扩大化生产奠定基础。     

裂殖壶菌发酵产DHA过程呼吸参数的在线检测分析

利用尾气分析仪对发酵过程的尾气中的O2、CO2含量进行实时检测,建立了裂殖弧菌发酵生产DHA过程中的呼吸参数在线检测方法,实现了裂殖壶菌补料分批发酵过程及双阶段供氧控制发酵过程中的呼吸参数在线检测分析。通过呼吸参数在线检测分析,从氧消耗机制方面解释了双阶段氧传递控制工艺能获得较高生物量、油脂和DHA含量的原因,从而为该工艺过程提供了理论指导。根据发酵过程中菌体生长不同时期的呼吸参数的变化情况,建立了基于呼吸商变化的在线补料控制方法,设计了一种基于RQ-Stat的补料工艺。RQ-Stat补料方式最终获得的油脂含量、DHA产量和产率比间歇式补料工艺分别提高了11.58%、12.19%和11.40%。     

粘红酵母发酵生产类胡萝卜素培养条件的优化

目的是通过测定不同条件下类胡萝卜素的产量找出粘红酵母发酵生产类胡萝卜素的最优条件。探讨了不同碳源、氮源对粘红酵母菌体生长和色素形成的影响,并通过正交实验确定了最佳条件组合。实验结果表明,最适发酵培养条件为：蔗糖40g/L、酵母粉20g/L、转速150r/min、装液量30mL/500mL、发酵时间84h。在此条件下,粘红酵母摇瓶发酵的生物量、类胡萝卜素含量及产量分别达15.17g/L、718.6μg/g、10.9mg/L,依次比初始发酵提高了1倍、7.4倍和15.8倍。发酵过程动态分析表明,84h色素产量达最高峰。     

微生物多糖WL-26深层发酵工艺的优化

产碱杆菌Alcaligenes sp.JL-1能分泌一种高分子多糖WL-26.以生物量、发酵产量和黏度为主要指标,对其深层发酵培养基进行了筛选,并在此基础上对发酵条件进行优化.培养条件确定为:40g/L蔗糖,4g/L复合氮源(20%硝酸钠和80%的牛肉膏),2g/L KH2PO4,0.1g/L MgSO4,0.5mL/L FeSO4.初始pH为7.2～7.4,5%的接种量、装液量为50mL/250mL三角瓶、转速为200r/min、30℃恒温培养58h,WL-26产量从9.326g/L提高到21.767g/L.     

魔芋葡甘聚糖酶实验性生产条件初探

在5L发酵罐上用正交试验检测不同温度、pH和接种量对魔芋葡甘聚糖酶发酵生产的影响。试验表明,产酶的最佳条件为温度50℃,pH5.5～6.0,接种量10%,发酵前期搅拌速度100r·min-1,通气量20L·h-1,6h后搅拌速度改为50r·min-1,通气量10L·h-1,在此条件下获得的酶比活力为4.812×106U·g-1,总活力达到7.810×106U·L-1。培养8h后细菌生物量、产物含量迅速提高,24h达到顶峰时期。发酵动力学属于偶联型。