增广Kalman滤波器在维生素C二步发酵中的应用

本文在维生素C二步发酵动力学模型研究的基础上,引进增广Kalman滤波器理论,将数学模型、发酵系统和实际操作等因素引起的偏差归为白噪声序列,用于发酵状态及模型参数的滤波处理。结果表明：滤波估计比模型计算的拟合精度大为提高。通过对模型参数的分析,加深了对该系统动力学特性的认识,为维生素c二步发酵过程的状态估计、状态预测及在线辨识奠定了理论基础。     

以摇瓶所得摄氧率为基准进行发酵放大

通过设计特殊摇瓶,用亚硫酸盐法测出摇瓶口纱布层氧通透率的基础上,在实际发酵情况下通过测定瓶内气、液相氧的变化得出其发酵过程中的摄氧率(OUR)及氧传递系数(K_La)。以特制摇瓶取得的菌体CUR为基准进行发酵过程和发酵罐的放大。通过质谱仪在线检测及采样分析,研究了3种不同供气流量及搅拌转速下的放大结果。摇瓶与发酵罐在菌体OUR、菌体产量方面吻合很好,而在整个放大过程中,发现摇瓶与发酵罐内的氧传递系数(K_La)、溶解氧(C_L)差异较大。     

分批发酵动力学模型参数的估算

本文基于通用的发酵动力学数学模型,导出了用于描述分批发酵特征的解析解。藉助于由FORTRAN－77编写的POWELL优化算法,以赖氨酸分批发酵为倒^［5］,一举估算出该解析解中所有的发酵动力学参数;μ_max、K_s、α、β、Y_G、Y_p,及m。结果表明t(1)用模型所得到的计算值与实测值具有较好的一致性,(2)赖氨酸合成速度取决于微生物的生长速度及浓度。     

发酵法生产葡萄糖酸钠过程中参数检测

主要研究了发酵法生产葡萄糖酸钠过程中的各参数的变化规律,通过在线监测和离线分析检测,得出各参数的变化规律:各参数的变化均与黑曲霉的生长周期有关;发酵初期(0~5 h)各参数维持恒定;发酵期(5~16 h)溶氧、残糖质量浓度分别快速降低至30%、15 g/L;酶活、葡萄糖酸钠含量快速上涨至500 U/mL、18 g/L;发酵中后期(16~20 h)维持阶段,各参数缓慢变化;发酵结束后溶氧回升。各参数的变化规律与黑曲霉生长周期的关系研究为工厂进一步优化发酵工艺、缩短发酵周期提供原始的理论依据。     

原生质体融合构建耐温酵母菌株#

耐温的克鲁维酵母(Y₀₃₄)与产酒率高的酿酒酵母(A₀₀₁。)进行属间原生质体融合构建耐温酵母菌株,经DTT分段预处理获得大量具再生活性原生质体对融合株AY₀₂₃等进行了乙醇脱氢酶同工酶,麦芽糖同化,遗传稳定性及高温发酵分析,融合株AY₀₂₃表达了双亲遗传特性。在45℃高温发酵条件,乙醇产率高达7.4％,是目前已见文献报道的产酒率最高的耐温(45℃)酵母菌株。     

香槟酒酵母的发酵性能试验研究

对16株香槟酒酵母的发酵性能进行试验.结果表明,C₁、C₃、C₄菌株的性能优良,具有发酵活性高,泡沫细腻,絮凝性强等优点,适于香槟酒(起泡酒)二次发酵。     

地衣芽孢杆菌产生碱性蛋白酶的动力学研究

应用自动控制发酵设备,首先进行分批发酵试验摸索了地衣芽孢杆菌2709生长与代谢的基本规律。然后采用补料分批发酵方法限制生长基质浓度,测定了一系列(S_I,μ_I)、(μ_j,q_pj)数据,获得K_S、μ_max、α、β等参数的值,并且推导出了细胞生长与产物合成的动力学公式,从而证明了用Monod方程描述地衣芽孢杆菌2709生长速率与基质浓度关系的合理性和合成碱性蛋白酶的发酵属于生长部分关联型。     

控制pH环境对出芽短梗霉胞外多糖合成的影响

采用添加 Ca CO₃ 和 HCl的方法研究了 p H对出芽短梗霉多糖发酵的影响规律。在 P2培养基中发酵2 4 h,该菌有一个强烈的产酸期 ,导致 p H迅速下降到 3.6左右。在此 p H环境下继续发酵 12 0 h,多糖产量仅为 5.9g/ L。如果用 MP2培养基 (P²⁺ 0 .5% Ca CO₃ )发酵 ,由于 Ca CO₃ 缓冲了发酵 p H的下降 ,在整个发酵过程中 p H值可以维持在 5.0以上 ,多     

重组人血管内皮细胞生长因子121 cDNA的基因克隆、表达和鉴定

应用RT-PCR方法,扩增人VEGF₁₂₁ cDNA基因片段,与酵母表达载体pPIC9K重组,获得表达质粒p9KVEGF₁₂₁.该质粒转化毕赤酵母菌GS115,用G418-YPD平板筛选高拷贝转化子,PCR鉴定VEGF₁₂₁ cDNA与酵母染色体整合状态,高拷贝转化子用甲醇诱导表达.工程菌用5 L发酵罐发酵,表达产物r-hVEGF₁₂₁占培养液中总蛋白量70%以上.纯化产物促进牛毛细血管内皮(BCE)细胞增殖,并强烈促进血管通透.     

翅鳞伞深层发酵胞外多糖优化研究

采用PlackettBurman设计(PlackettBurman Design, PB)对影响翅鳞伞［ Pholiota squarrosa (Pers. Ex Fr.) Quel.］ AS 5245菌株发酵产糖的内在和外在相关因素进行了筛选,所选取的20个相关因素为葡萄糖、果糖、麦芽糖、酵母膏、胰蛋白胨、KH₂PO₄、K₂HPO₄、(NH₄)₂SO₄、NaNO₃、FeSO₄、MgSO₄、MnCl₂、ZnCl₂、FeCl₃、CuSO₄·5H₂O、维生素B1、起始pH、发酵温度、时间和装液量。在此基础上,再采用响应曲面法(Response Surface Methodology,RSM)对影响发酵产糖的内在关键影响因素酵母膏、果糖、MgSO₄、麦芽糖、ZnCl₂和发酵基质起始pH值的最佳水平范围作了进一步的研究与探讨,通过对二次多项回归方程求解得知,在上述自变量分别为6.0g/L、11.5g/L、0.5g/L、9.6g/L、38.6mg/L和5.3时,胞外多糖最大预测值为876.32μg/mL发酵醪,此预测可信度不仅被统计分析所验证,也实践所证实。     

电容法在线测定发酵过程中毕赤酵母浓度的研究

活细胞量是与细胞生长、代谢、生产力相关的重要生理参数。在线活细胞测定仪能够利用电容的原理检测发酵液中的活细胞量。本文详细介绍了国产在线活细胞测定仪的检测原理,并说明了其在毕赤酵母发酵过程中的应用情况。结果表明,我们设计的在线活细胞测定仪能够直接、实时、在线获得发酵过程中可靠的活细胞量,且有效避免采样操作的干扰。这一技术符合过程分析技术(PAT)的要求,并可以与其他参数相结合进行分析,作为发酵过程开发、控制和优化的有利工具。     

响应面法优化重组大肠杆菌产蔗糖异构酶发酵培养基

通过碳氮源的不同浓度对重组大肠杆菌E.coil BL21(DE3)发酵产蔗糖异构酶(SIase)的影响,并借助于数学分析软件Design Expert,结合Plackett-Burman试验设计和中心复合试验设计分析法,对蔗糖异构酶的产生菌进行了发酵培养基的优化研究。实验表明,最佳培养基组分为甘蔗糖蜜10.65 g/L,玉米浆22.22 g/L,NaCl 7.57 g/L ,MgSO₄·7H₂O 0.52 g/L, KH₂PO₄ 4.46g/L,优化后的蔗糖异构酶活力达到29.1U/ml,比LB培养基培养重组大肠杆菌(15U/ml),蔗糖异构酶活力提高了94%,与原始菌大黄欧文菌NX-5相比提高了21.4倍(1.3U/ml)。     

微生物发酵中二氧化碳释放速率变化规律

选择了青霉素、古龙酸、二元酸和葡萄糖酸发酵等四个体系,对ＣＯ_２释放速率［ＣＥＲ］的变化规律进行了研究,结果表明,无论对于霉菌、酵母菌、细菌,单液相体系、双液相体系,纯种发酵、混合菌发酵,［ＣＥＲ］的变化与体系状态的变化有着密切的联系,根据［ＣＥＲ］的变化规律可以有效、准确地把握发酵过程。     

响应面法优化赤红球菌HDRR2Y发酵培养参数

通过响应面法对硝化菌——赤红球菌（Rhodococcus ruber）HDRR2Y的发酵培养参数进行优化,以提高其活菌数。首先通过单因素实验筛选出赤红球菌HDRR2Y的最优碳、氮源,并采用Plackett-Burman实验得到影响活菌数的显著因素,然后进行响应面实验,经最陡爬坡及回归分析得出最佳培养参数,最后以摇瓶实验检验其合理性。结果显示,赤红球菌HDRR2Y的最优碳、氮源分别为乙酸钠和酵母膏+蛋白胨+氯化铵（1：1：1,质量比）,显著影响活菌数的因素有碳、氮源及温度,经回归分析得到的最优培养参数为乙酸钠5.48 g/L、酵母膏+蛋白胨+氯化铵4.96 g/L、温度29.24 ℃、pH 7.0、转速200 r/min、MgSO₄ 0.2 g/L, KH₂PO₄ 0.5 g/L, NaCl 9 g/L, CaCl₂ 0.5 g/L, MnSO₄ 0.025 g/L, FeSO₄ 0.05 g/L, C₅H₉NO₄ 0.002 g/L、接种活菌数1×10⁴ cfu/mL、装液量40%(体积分数)、培养时间36 h。优化后的实际活菌数为1.54×10⁹ cfu/mL,远高于优化前的活菌数（1.8×10⁸ cfu/mL）(P<0.01)。因此,采用响应面法优化赤红球菌HDRR2Y的发酵培养参数能大幅提高其发酵活菌数,为硝化菌剂的工业化生产提供数据参考。     

保水功能菌枯草芽胞杆菌LX-1固态发酵的工艺优化

γ-聚谷氨酸(γ-PGA)对土壤保水和提高植物抗逆性具有明显作用,为了利用农产品加工下脚料发酵生产含有γ-PGA的保水功能肥料,对福建省微生物研究所环境微生物研究室分离到的产γ-PGA的枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)LX-1的固态发酵培养基配比进行优化。实验以发酵产物的荧光素双醋酸酯酶(FDA)酶活和增比黏度为指标,在通过单因素实验选定固态发酵料的碳源、氮源、无机盐溶液的最佳配比以及无机盐较佳添加量的基础上,通过拟水平均匀设计U₇* (7⁴试验,得出菌株LX-1固态发酵的最佳培养基配方：V豆粕V麦麸V无机盐溶液=644,其中无机盐溶液的最佳配方为K₂HPO₄·3H₂O 5.24 g/L、MgSO₄·7H₂O 0.78 g/L、NaCl 11.67 g/L。为利用农产品加工下脚料发酵生产含γ-PGA保水肥料提供参考。     

圆盘式固态发酵器生产单细胞蛋白的研究

采用圆盘式固态发酵器生产单细胞蛋白(SCP)。发酵器有机械化上料、搅拌、补料、出料装置和自动调节温度、湿度、通风系统,单机日产量1吨。用SC₈₅;和ST₈₅₁,酵母以淀粉质原料,固态培养24h,产品粗蛋白含量由15．7％增加至40．50％以上(以干物质计),蛋氨酸含量接近鱼粉。该工艺培养条件稳定,产品质量可靠。表明圆盘式固态发酵器是一种性能良好的发酵器。     

微生物发酵生产十一烷1，1 1二羧酸的研究

从热带假丝酵母(Candiada tropicalis)T25—14经过紫外线和亚硝酸的多次诱变,获得4株产十一烷l,11二羧酸(DC₁₃)较多的突变株,其中最优的NP-159株以20％(V／V)正十三烷(nC₁₃)为碳源摇瓶发酵4天,DC₁₃达80g／L左右。在16L罐上,以30％(V／V)nC₁₃发酵6天,DC₁₃高达139g／L,回收残烃后,对nC₁₃的转化率为80％以上。后处理收率为78．9％,DC₁₃的纯度为95．3％。     

处理柠檬酸发酵废水的高活性光合细菌P4菌株的分离鉴定*

光合细菌P₄菌株从柠檬酸发酵废水流经的污泥中分离得到。经鉴定P₄菌株为红假单胞菌属(Rhodopseudomonas),浑球红假单胞菌(R. sphacroides)。P₄菌株以乙酸钠为碳源生长良好,50小时进入稳定期(菌液OD_660nm=108—2.0)。将经过可溶化的柠檬酸发酵废水用P₄菌株的乙酸钠培养液进行处理,作用72小时后废水COD的去除率达85.3%。     

高密度发酵制备重组人OCIF活性域多肽融合蛋白*

以补料 分批发酵方式在 3.7L发酵罐上实现了人破骨细胞形成抑制因子活性域多肽(OCIFAD)的高密度发酵融合表达。通过参数控制。发酵液最终OD₆₀₀ 达12.5 (相当于 35g湿菌体 L) ,表达量占菌体总蛋白 40 %左右 ,含量超过 0.6g L ,并且 90 %呈可溶性而直接具有生物学活性。直链淀粉树脂亲和层析法一步纯化 ,纯度达 90 %以上。     

嗜线虫致病杆菌产生抗生素的培养基及条件*

本文对嗜线虫致病杆菌 (Xenorhabdus nematophilus)产生抗生素的发酵培养基和发酵条件进行了研究 ,同时对该菌代谢过程 p H值、还原糖、总糖、氨基氮与抗生素产量的关系进行了分析。通过筛选该菌对碳源和氮源的要求 ,用正交试验初步确定了该菌产素的最佳发酵培养基和条件为 :玉米粉 1% ,大豆粉 3% ,蔗糖 1% ,蛋白胨 1.5% ,KH₂ PO₄ 0 .0 2 % ,Mg SO₄ 0 .2 % ,活化剂