变转速策略调控灵芝菌丝体发酵高产三萜

灵芝发酵过程中,采用变转速调控策略,对振荡发酵阶段进行优化,以期达到高产三萜的目的。振荡阶段最佳条件为转速由150r/min变为100r/min,该策略与液体静置培养相结合,最终菌丝体三萜产量高达678.0g/L,比优化前提高了21%。振荡发酵阶段的变转速策略有效地提高了三萜的产量。     

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.     

搅拌和通气对裂殖壶菌LX0809产DHA的影响

利用一株生产DHA专利菌株裂殖壶菌LX0809,在10 L全自动发酵罐中考察了16个搅拌转速和通气量组合对裂殖壶菌LX0809发酵产DHA的影响。生物量和总油脂的产量随搅拌转速和通风量的增加而增加,DHA占总油脂比例随搅拌转速和通风量的增加而降低,最终确定通气量为全程0.3 m3/h(通气比0.83),搅拌转速为前40 h 400 r/min,后56 h 300 r/min。发酵96 h放罐,细胞生物量92 g/L,油脂质量浓度52.3 g/L,DHA占总油脂含量为40.2%,DHA发酵产量高达21 g/L。     

发酵法生产L-异亮氨酸的溶氧控制策略

研究了溶氧对Brewibacterium lactofermentation分批发酵生产L-异亮氨酸（Ile）的影响,提出了前10h恒700d/min以维持溶氧在35％以上,10h后调至600r／min以维持溶氧在15％～20％的两阶段供氧控制模式。与对照相比,获得了较高的产率（0．094g／g）和糖耗速度（4．76/L·h）,在较短时间内（52h）获得较高的Ile产量（23．3g／L）,比结果最好的单一搅拌转速（600r/min）提高11．6％。生产强度（0．448d/L·h）比恒定搅拌转速（500、600、700、800r/min）控制下的过程分别提高了83．6％、28．7％、44．9％、35．7％。最后采用代谢通量分析对该结果产生的原因进行了定量解释。     

搅拌转速和pH对ε-聚赖氨酸发酵的影响

采用5L自控式发酵罐研究了ε-聚赖氨酸分批发酵过程中搅拌转速和pH对发酵指标以及菌体细胞形态的影响。提高搅拌速率对菌生长和ε-赖氨酸的合成有显著的促进作用;但当搅拌转速达到400r／min以上时,由于剪切力过大导致细胞死亡,ε-聚赖氨酸产量下降。当pU维持5以上,有利于菌体生长;pH4．0左右可促进￡一聚赖氨酸的合成。搅拌转速350r／min和控制pH4．0时可获得最大的￡一聚赖氨酸产量2．95g/L,菌体量9．33g／L;此时产物E．聚赖氨酸对葡萄糖的得率和对细胞干重的比生成速率分别为0．062g／g和0．006g／g．h。通过对比不同发酵条件下ε丝体的形态变化,发现当菌丝球比较均匀、形态无较大差别、具有致密程度相当的核心时,有利于￡一聚赖氨酸形成。     

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。     

赤霉素发酵溶氧优化调控研究

为了解溶氧对赤霉素发酵过程影响以及相应工艺优化,采用不同溶氧条件下藤仓赤霉菌Gibberella fujikuroi分批发酵生产赤霉素的过程进行菌丝浓度、残糖浓度和GA3产物浓度检测,并微分运算得出比生长速率与比产物合成速率随发酵时间变化,分析了溶氧对比生长速率与比产物合成速率以及得率的影响,进而提出Gibberella fujikuroi发酵高产的溶氧控制策略:在发酵初始阶段(0–50h)控制溶氧30%左右,以维持较高的菌体生长速率;发酵中后期(50–184h),溶氧控制在15%,以获取菌丝持续较高的GA3合成速率能力。采用这一优化溶氧控制策略,发酵过程中最大菌丝浓度19.24g/L、最终赤霉素浓度2 180mg/L和平均比产物合成速率0.616mg/(g·h),比未优化前发酵分别提高了8.33%、13.25%和4.58%,表明所采取的分阶段溶氧控制策略对促进GA3生产有效。     

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。     

聚苹果酸的发酵培养条件优化

对出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)BS02发酵制备生物降解材料聚苹果酸的摇瓶发酵条件进行研究,确定了出芽短梗霉发酵制备聚苹果酸的摇瓶培养条件。由实验结果可知:优化的培养基(g/L)为葡萄糖120.0、丁二酸铵3.0、丁二酸2.0、MnSO4.H2O 0.005、MgSO4.7H2O 0.1,另外每升发酵液加玉米浆0.5 mL,CaCO350 g/L,培养条件为pH4.0～4.5、24℃、500 mL摇瓶装发酵液100 mL、摇床转速220 r/min,在最优条件下,聚苹果酸产量可达到30 g/L。     

控氧发酵对干酪乳杆菌合成苯乳酸的影响

在静置、搅拌及通气搅拌3种不同控氧条件下,分别用干酪乳杆菌Lactobacillus casei B3发酵及全细胞转化合成了苯乳酸,考察菌体生长、葡萄糖消耗及其发酵与转化合成苯乳酸的规律。结果表明:在转速100 r/min的搅拌条件下,L.casei B3发酵合成苯乳酸的浓度比静置发酵条件下提高了41.4%;但在空气流量2 L/min及转速100r/min的通气搅拌下,发酵合成苯乳酸的浓度较静置发酵时下降了60.3%;以8 g/L苯丙酮酸为底物,以相应静置、搅拌及通气搅拌条件下所得的菌体为全细胞催化剂转化合成苯乳酸,其摩尔转化率分别为67.2%、62.7%和35.9%。此结果说明:适度的搅拌促进了发酵过程的底物和产物传质,但充足或过量供氧会影响细胞内的转化合成酶系,不利于苯乳酸的全细胞转化合成。