温度对发酵生产透明质酸的影响

为进一步提高兽疫链球菌透明质酸产量,本实验采用分阶段控制温度工艺,当温度由36℃培养到28 h转入38℃培养至发酵结束,其透明质酸产量有很大提高。经发酵罐验证温度优化结果,其粗品产量由684 g提高到735 g。     

透明质酸产生菌的选育及发酵培养基的优化

将实验室保存UVD-34透明质酸产生菌再进行超声波处理,挑选出了一株透明质酸产量较高的菌,并对其发酵培养基进行初步优化。结果表明当可溶性淀粉质量分数为2%,复合氮源为3%,碳酸氢钠为0.1%时,其透明质酸的产量可达4.59 g.L-1,比优化前提高了1.29倍。该突变株值得进一步研究。     

微生物发酵法生产高分子量透明质酸的研究进展

透明质酸是一种线性大分子黏多糖,分子量定义其流变性能,影响生理反应,并决定合适的用途。传统研究通过优化发酵提高透明质酸的产量已取得显著成效,近年来,研究重点逐渐转向如何提高透明质酸产品的分子量。目前,高分子量透明质酸具有良好的黏弹性、保湿性、黏附性,在医药中的应用是中、低分子量透明质酸不可替代的。概述了透明质酸分子量的调控机制,以及利用微生物发酵法生产高分子量透明质酸的研究进展,并对其发展方向进行了展望。     

球形节杆菌A152产透明质酸酶的发酵优化及动力学模型的建立

以制备高产量的透明质酸酶为出发点,利用5 L发酵罐对球形节杆菌A152发酵生产透明质酸酶的条件进行优化,并对其发酵动力学模型进行研究。研究结果表明,转速400 r/min、通气量3.5 L/min时,生物量和透明质酸酶酶活力最优,分别为5 g/L、16.4 U/mL;同时对发酵过程中菌体生长、产物生成及基质消耗的规律进行研究,应用Logistic方程、Luedeking-Piret方程和底物消耗的物料平衡方程建立了球形节杆菌Arthrobacter globiformis A152发酵过程的动力学模型,并通过MATLAB软件进行最优参数估计和非线性拟合。模型的计算值与实验值能较好地拟合,表明所建的模型能较好地反映发酵过程,可为发酵过程的在线控制和预测提供理论基础。     

基因工程技术优化透明质酸生产的研究进展

透明质酸是由葡萄糖醛酸和N-乙酰葡萄糖胺组成的双糖单位聚合而成的直链酸性粘多糖,在医药、化妆品、食品等领域拥有庞大的市场。传统研究通过优化发酵参数改善透明质酸的生产虽然取得了显著成效,但也趋于上限,加之天然生产菌株固有的发酵培养基成本高、具有一定致病性等等的劣势也日益显著。随着分子生物学技术的迅速发展以及对透明质酸合成相关基因研究的不断深入,研究重点逐渐转向利用基因工程技术构建高产、安全、具有特定分子量的透明质酸工程菌株。以下就有关透明质酸生产菌株基因工程改造的策略及研究进展进行概述和展望。     

发酵透明质酸寡糖兽疫链球菌工程菌株的构建

透明质酸(HA)广泛应用于医学、化妆品、食品等领域。HA的生物活性取决于其分子量(M_w)。透明质酸寡糖由于具有重要的生理活性与特殊生理功能,在医药领域具有重要的应用前景。兽疫链球菌因其发酵周期短、生产强度较强的特点,在商业生产HA上具有广泛的应用。为了高效发酵合成透明质酸寡糖和解决发酵过程的溶氧问题,文中通过在兽疫链球菌WSH-24中过表达透明质酸合酶HasA以及优化表达水蛭来源的透明质酸酶LHAase。重组菌株摇瓶发酵24h,透明质酸寡糖积累至0.97g/L,比野生菌提高了182.0%。在3L发酵罐中发酵24 h,透明质酸寡糖生产强度为294.2 mg/(L·h),HA积累至7.06 g/L,比野生菌的罐上水平提高了112.4%。文中所构建的发酵合成透明质酸寡糖的兽疫链球菌重组菌株具有重要的应用前景。     

海豚链球菌诱变发酵法制备透明质酸及其在动物皮肤修复中的应用

透明质酸(HA)是一种非常重要的生物材料,是体内广泛存在的细胞外基质成分之一。为了获得产量、分子量及纯度较高的透明质酸,并研究透明质酸水凝胶在动物皮肤修复中的潜在作用。通过紫外诱变的方法对海豚链球菌进行诱变,并对此突变菌发酵后产物的蛋白含量及HA分子量进行了测定,通过CTAB法对发酵产物进行提纯,运用物理冻融法将透明质酸制成水凝胶后,用于兔背部全层皮肤修复的初探。结果表明通过诱变海豚链球菌产透明质酸的能力从(82.3±3.3)mg/L增加到(120±10.6)mg/L,增加了46.4%;产物经纯化后蛋白含量从(0.178±0.011)mg/L减少到(0.032±0.017)mg/L,减少了82.02%;所制得透明质酸的分子量约为3.0×105 Da;透明质酸水凝胶对兔全层皮肤缺损的修复有较明显的促进作用,能减轻炎症和伤口瘢痕的形成。     

在兽疫链球菌中表达vgb基因和HA合成基因提高透明质酸产量

透明质酸(HA)是一种在医药及化妆品领域具有广泛应用的天然粘多糖。兽疫链球菌(Streptococcuszooepidemicus)是工业上生产透明质酸的菌种之一。透明颤菌血红蛋白(VHb)具有增强细胞摄氧的作用。对生产透明质酸的兽疫链球菌进行了基因改造:将兽疫链球菌HA的合成基因hasABC以及合成透明颤菌血红蛋白的vgb基因(Vitreoscillahemoglobingene,vgb)分别或同时插入阳性菌表达质粒pEU308中,通过电转化导入兽疫链球菌中。通过一氧化碳(CO)差光谱检测到了VHb的表达。在摇瓶实验中,同时带有hasABC和vgb基因的重组菌比野生菌的透明质酸产量提高了30％。而在发酵罐中,带有这2个基因的重组菌的透明质酸产量达到了6．9g／L,高于重组菌5．5g／L的产量。实验结果表明,vgb基因的存在促进了细胞的生长,hasABC操纵子的过表达增强了透明质酸的合成。首次将VHb导入兽疫链球菌中,获得了表达,并证明其对菌体生长及透明质酸合成有促进作用。通过研究,VHb将可以在阳性菌中获得更广泛的应用。     

兽疫链球菌ATCC39920可控诱导表达系统的构建及其应用

旨在构建一种在兽疫链球菌(Streptococcus equi subsp.zooepidemicus)中可用的基因诱导表达系统,并探究其在两步发酵中的应用。分别构建蔗糖、乳糖、木糖和乳酸链球菌素(nisin)诱导表达载体,以编码透明质酸合成酶的has A基因作为报告基因,以has A基因功能缺失导致荚膜缺陷的?has A作为宿主菌,观察诱导后荚膜生成情况验证系统的可行性。结果显示,木糖和nisin系统不能诱导has A表达,乳糖系统诱导表达效率低,蔗糖系统可严谨且高效诱导基因表达。以?has A/p LH201菌株实施两步发酵,葡萄糖为唯一糖源时仅用于菌体生长,添加蔗糖诱导产生透明质酸,终产量达到3.4 g/L。成功构建了一种以蔗糖为诱导物的可控-诱导基因表达系统,可用于兽疫链球菌两步发酵。     

响应面分析优化L-色氨酸清液发酵培养基

L-色氨酸是八种必需氨基酸之一,随着L-色氨酸应用市场的不断扩大,进行发酵法生产L-色氨酸的研究具有重要的现实意义。为了提高L-色氨酸产量,本文利用响应面分析法对L-色氨酸清液发酵培养基进行优化。利用优化培养基进行发酵,考察清液发酵对L-色氨酸发酵过程中生物量、L-色氨酸产量、副产物生成量的影响。结果表明:在优化条件下利用清液发酵培养基发酵,乙酸含量与原工艺相比降低了(6.75±1.26)%,L-色氨酸产量提高了(16.54±1.15)%,实验值与响应面分析预测值基本相符。     

高产透明质酸菌种FJ-23的诱变选育

目的:高产透明质酸菌种的选育是提高透明质酸产量和质量的关键。方法:以马疫链球菌SH-0为出发菌,对其进行紫外诱变和NTG诱变选育。结果:筛选出溶血素和透明质酸酶双缺陷型突变菌株FJ-23,其透明质酸产量提高了7倍;突变株经6次传代,其产酸量及HA的相对分子量保持稳定,为今后进一步研究发酵法生产透明质酸打下基础。     

透明质酸制备的研究进展

透明质酸(Hyaluronic acid简称HA)是一种国际上公认的生物大分子保湿剂,用于眼科显微手术、关节炎治疗、高级化妆品等领域.目前,透明质酸的生产方法逐渐由动物组织提取法转向微生物发酵法.细菌发酵法生产透明质酸具有产量不受原料资源限制、成本低、产量高、有较高的相对分子量,分离纯化工艺简便,易于大规模生产等特点成为透明质酸生产的发展方向,应当进一步深入研究.综述了透明质酸的化学结构、理化性质、应用及生产方法等方面的研究现状,并预测了其以后发展趋势.     

透明质酸生物合成途径及基因工程研究进展

透明质酸是由N-乙酰氨基葡萄糖和葡萄糖醛酸组成的双糖单位聚合而成的直链酸性黏多糖,已被广泛应用于药物、化妆品和食品添加剂。微生物发酵法是目前生产透明质酸最有效的方法。生物体内透明质酸的合成途径基本一致,均为Leloir途径。透明质酸合成操纵子由透明质酸合酶基因、尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶基因和尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因组成,其表达受Cov S/CovR和Lux S等多种调控系统调控。随着分子生物学技术的迅速发展以及对透明质酸合成相关基因了解的不断深入,人们从提高透明质酸安全性、提高透明质酸产量和调控透明质酸分子质量三个方面出发,通过基因工程手段构建出了高产、安全、一定分子质量范围的透明质酸生产菌株。就有关透明质酸生物合成途径、合成相关基因表达调控及生产菌株分子生物学改造的策略与研究进展进行综述和展望。     

微生物发酵法生产透明质酸

透明质酸(Hyaluronic acid,以下简称HA)是一种高分子粘多糖,具有良好的亲水性、生物相容性和保湿功能,广泛应用于食品、化妆品和医药领域.透明质酸的传统生产方法是主要从动物组织中提取,用微生物发酵法生产透明质酸正逐步取代传统生产方法,其优点是原料易得、成本低、所产透明质酸有更高的产量和分子量等原因.     

一种新型粘多糖结构与性能的检测

粘多糖是由糖醛酸和氨基己糖交替连接成的高分子物质, 理化性质独特, 应用范围广泛。通过对突变株兽疫链球菌Streptococcus zooepidemicus BU100进行发酵, 可产一种新型粘多糖(下文用粘多糖A代替)。利用咔唑法、Elson-Morgan法、考马斯亮蓝法、红外光谱以及13C核磁共振谱测定粘多糖A的结构, 结果显示粘多糖A中糖醛酸和氨基糖的摩尔比例接近1:1, 蛋白含量符合标准(<0.1%); 粘多糖A图谱中出现的结构特征峰大部分与透明质酸相同。对粘多糖A的实用性能进行检测, 并用透明质酸做对比, 结果表明透明质酸在两种湿度下的吸湿性均要好于粘多糖A, 但粘多糖A的保湿性要好于透明质酸。粘多糖A总体的抗氧化性好于透明质酸, 并且粘多糖A耐透明质酸酶。粘多糖A可作为保湿剂、润滑剂、抗氧化剂等被更加有效地应用在医疗和化妆品等领域。     

透明质酸生产菌的诱变选育

以马链球菌为出发菌株, 通过紫外线和60Co-γ射线辐照诱变, 得到一株无溶血性菌株NC1150, 并在此基础上继续用60Co-γ射线辐照诱变得到产量较高的菌株NC168, 使透明质酸产量与出发菌株NC1150相比提高了101%, 相对分子量为0.55×106 D, 突变株经过多次传代, 透明质酸产量和相对分子量保持稳定, 溶血性无回复突变现象。     

采用计算流体力学技术研究搅拌对兽疫链球菌发酵生产透明质酸的影响

搅拌是影响透明质酸(HA)发酵的一个重要因素,然而有关搅拌对HA发酵影响的认识存在较大争议。本研究采用计算流体力学(CFD)技术深入研究了搅拌对菌体生长和HA合成的影响。结果表明,菌体量和HA产量受搅拌转速的影响很小,而HA分子量随着转速的增加呈现出先增加后降低的趋势。分阶段控制转速研究表明转速对HA分子量的影响主要体现在HA合成阶段。CFD计算结果表明随着搅拌转速的增加,混合时间降低的同时反应器内部的剪切速率明显增加。最终通过改变搅拌桨组合方式的手段有效地解决了上述矛盾,并使得HA分子量提高23.9%。     

无机微粒添加对丝状微生物发酵过程的影响

摘要:丝状微生物是一类重要的工业发酵菌种,在液体深层发酵过程中其菌丝呈现3种形态:分散状菌丝、团状及球状,而其生长形态与发酵产物种类及产量之间又存在着重要的关系。本文结合本实验室所做的初步工作阐述了丝状微生物菌体形态对其发酵产物种类及产量的影响,以及无机微粒的添加对发酵过程中菌体形态、菌体结构以及发酵产量等的影响。     

玉米水解糖液体培养灵芝发酵条件的优化

目的：优化液体培养灵芝的发酵条件,提高多糖产量。方法：采用玉米水解糖为主要成分的培养基,通过单因素和正交实验,对赤芝G22菌株液体培养过程中影响多糖产量的发酵温度、摇床转速等工艺条件进行了研究。结果：经极差分析和方差分析确定了多糖高产的最佳发酵条件为：发酵温度27℃、摇床转速170r/min、培养基初始pH值6.5、发酵时间144 h。结论：通过优化液体发酵条件,可显著提高灵芝多糖的产量。在最佳发酵条件下液体培养G22菌株,灵芝总多糖产量由1.851g/L提高到2.439g/L,提高了31.0%。     

红谷霉素生料发酵工艺的研究

红谷霉素是链霉菌702发酵所产的一种生物活性物质,具有较强抗细菌活性。在摇瓶条件下,对链霉菌702生料发酵生产红谷霉素进行研究。采用单因素实验探索生料发酵工艺,筛选出摇瓶生料发酵条件为7.5%的种子接种量和添加抗菌剂1.5ml。在此条件下进行生料发酵,使红谷霉素摇瓶发酵产量达到1.46g/L,比常规灭菌发酵产量提高25.7%,实验结果表明红谷霉素生料发酵是一种潜在可行的发酵方法,不但可以很好的节约发酵成本,还可以提高发酵产量。