离子注入选育高产木聚糖酶黑曲霉及其发酵条件研究

以黑曲霉A3为出发菌,利用离子注入技术选育出一株遗传性状稳定的木聚糖酶高产突变株AN497,其产酶水平较出发菌从野生型A3菌株的405.6IU/ml提高到586.2IU/ml,即酶产量增加了44.5%;对高产菌进行发酵条件优化,发现以玉米芯粉为主要碳源、用蔗糖代替葡萄糖作为附加碳源,对木聚糖酶的发酵具有明显的促进作用;采用复合的无机氮源 (NH4)2SO4和NaNO3,(1: 2)浓度以10g/L为宜;菌株对发酵通氧量具有较高的要求,摇瓶转速在230r/min时的产酶水平较200r/min要高;通过发酵条件的优化,高产菌株的产酶活力最高可达671.1IU/mL,比出发菌株的产酶量提高了65.5%。     

ARTP诱变选育葡萄糖氧化酶高产菌株及发酵条件优化

利用常压室温等离子体诱变技术对产葡萄糖氧化酶的黑曲霉菌株进行诱变处理,通过平板筛选以及摇瓶复筛选出8株酶活较高的菌株,其中产酶活力最高的突变株为PCTC-8,酶活达到14.36 U/m L,较初始菌株的酶活提高了117.25%。然后在优化培养基的基础之上通过单因素实验对诱变菌株的发酵条件进行优化,最终确定最优的发酵条件为:接种量10%,装液量30 m L,种龄24 h,发酵时间48 h,转速225 r/min,在此条件下最高酶活可达到93.26 U/m L。     

产L-谷氨酸工程菌株的诱变选育及其发酵效率

以高产L-谷氨酸的谷氨酸棒杆菌GY1为研究对象,采用ARTP进行全局诱变,进一步提高L-谷氨酸的发酵水平。首先,对谷氨酸棒杆菌GY1原生质体的制备及再生条件进行优化,接着,根据致死率选择最佳的ARTP处理时间,然后,采用96微孔板及摇瓶发酵的方式对突变株进行筛选,最后,对获得的优良突变株进行50 L罐发酵验证。结果显示,溶菌酶浓度为10.0 mg/mL,酶解90 min,原生质体形成率和再生率达到最佳。ARTP最佳处理时间为40 s,致死率达到89.6%,经过初筛与摇瓶复筛,获得突变株YAG117,其摇瓶发酵L-谷氨酸含量达16.3 g/L,较出发菌株提高13.9%,且连续传代五代遗传稳定。50 L补料分批发酵条件下,L-谷氨酸产量在36 h最高,达到216.6 g/L,较出发菌株提高12.9%,糖酸转化率达68.87%,比出发菌株提高了10.2%。ARTP处理GY1菌株原生质体,能够有效积累有利突变,提高突变株发酵生产L-谷氨酸的能力,获得的突变株YAG117也显示了较好的工业化应用潜力。     

Streptomyces sp.FIM-16-06产他克莫司摇瓶发酵条件的优化

采用单因素试验和正交试验研究发酵培养基组成,优化Streptomyces sp. FIM-16-06产他克莫司的发酵条件,探讨摇瓶发酵的主要影响因子初始p H、装液量、转速等发酵参数的影响。确定了适宜的发酵培养基和发酵参数:6. 0%玉米淀粉、2. 0%黄豆粉、2. 0%葡萄糖和0. 5%玉米浆,初始pH 7. 5,装液量50 m L/500 m L三角瓶,种子菌龄48 h,接种量10%,摇床转速250 r/min,发酵温度27℃,发酵周期7 d。优化后的发酵水平较原生产工艺提高60%以上。他克莫司的优化发酵工艺为其工业化生产奠定了基础。     

L-异亮氨酸高产菌选育及其培养基优化

旨在诱变选育L-异亮氨酸高产菌,并探索突变株最佳发酵条件。利用传统化学诱变结合常压室温等离子体生物诱变体系对实验室保藏的Brevibacterium flavum I-12进行逐级诱变,选育2-噻唑丙氨酸(2-TA)和磺胺胍(SG)高抗性和在琥珀酸平板上能快速生长的突变菌株。随后,在单因素实验的基础上,利用响应面设计优化出目的突变株摇瓶发酵培养基组分的最佳参数水平。结果显示,经过一系列诱变和筛选,成功选育出一株在40 g/L的2-TA和5 g/L的SG,且以琥珀酸为唯一碳源的培养基上快速生长突变株,命名为B. flavum TA-6,该菌株产酸达26.2±0.5 g/L,比出发菌株提高了44.75%,而副产物L-缬氨酸和L-亮氨酸积累量明显降低。经响应面法优化发酵条件后,突变株产酸可达27.8±0.5 g/L,比优化前提高了6.1%。通过传统化学诱变结合ARTP生物诱变体系,成功选育出一株杂酸降低的L-异亮氨酸高产菌TA-6,该菌株具有潜在生产应用价值。     

产β-甘露聚糖酶菌株的筛选鉴定及产酶条件的优化

利用刚果红染色法从土壤中筛选到一株产β-甘露聚糖酶的菌株MY271,该菌株经形态学、生理生化及系统发育学方法鉴定为路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii)。该菌株在初始条件下培养48 h,发酵上清液中β-甘露聚糖酶酶活可达2.87 U/m L。利用单因素试验对该菌产酶发酵条件进行优化以提高酶活,优化所得最佳发酵条件为:接种量9%,装液量50 m L/250 m L,初始p H7.0,发酵温度31℃,发酵周期48 h。最佳碳源为魔芋精粉(添加量0.8%),最佳氮源为蛋白胨(添加量1.9%)。在最佳条件下发酵48 h,发酵上清液中β-甘露聚糖酶活提升到38.42 U/m L,是优化前的13.4倍。     

粘质沙雷氏菌产几丁质酶发酵条件的研究

目的：通过对粘质沙雷氏菌发酵条件的优化,提高其产几丁质酶的能力。方法：以实验室保存菌种粘质沙雷氏菌S418为对象,通过单因素试验和三因素三水平正交试验筛选出了菌株S418产几丁质酶的最佳培养基配方及培养条件。结果：该菌种产酶的最佳发酵条件：0.2%（w/v）胶体几丁质,1%蛋白胨,0.05%KH2PO4,在28℃、pH7.0、接种量6%,培养72h,酶活达到5.49U/mL。结论：优化后菌株S418产几丁质酶的条件。     

新一代糖化酶高产菌株的选育及其工业应用

【目的】建立对糖化酶生产菌种黑曲霉随机突变文库进行筛选的方法,以获得糖化酶酶活提高的突变菌株。【方法】以一株可产糖化酶的黑曲霉菌株Aspergillus niger X1为出发菌株,经硫酸二乙酯诱变获得突变文库,采用葡萄糖的结构类似物——2-脱氧葡萄糖进行筛选,并在筛选过程中逐渐提高2-脱氧葡萄糖浓度,定向选育具有2-脱氧葡萄糖抗性、高产糖化酶的突变株。【结果】获得的高产突变菌株DG36摇瓶发酵糖化酶产量比出发菌株A.niger X1提高22.2%–33.8%,经工业水平50 m~3罐发酵测试,突变株DG36发酵128 h糖化酶活可达49094 U/m L,在相同发酵时间内,其酶活较出发菌株A.niger X1提高32.8%,发酵时间缩短16.9%。【结论】本研究开发了一种以2-脱氧葡萄糖为抗性标记选育高产糖化酶突变株的方法,所得突变株DG36遗传性状稳定,与出发菌相比具有菌丝粗壮、产酶期提前、糖化酶活高、发酵时间短、有利于发酵后处理的优点。     

产黄酮银杏内共生真菌的分离及其发酵条件的优化

本文从不同年龄、不同地域的银杏叶、茎、根部组织中分离得到20株银杏内共生真菌,经过发酵复筛有5株的产黄酮能力超过5μg/m L。实验对菌株的最佳发酵产黄酮条件进行了优化,优化条件为:3%葡萄糖、0.5%蛋白胨、0.4%酵母膏、0.3%KH2PO4、0.01%Mg SO4·7H2O;起始p H值7.0、最适发酵温度28℃、摇床转速为140 r/min、装液量125 m L/250 m L。在此条件下,该系列菌株在发酵7 d左右产黄酮量可达6.4μg/m L。     

常压室温等离子体诱变高通量筛选N-乙酰氨基葡萄糖高产突变株

采用新型常压室温等离子体(ARTP)诱变产N-乙酰氨基葡萄糖工程菌BSGN6,并应用显色法和96孔板培养方法筛选N-乙酰氨基葡萄糖高产突变株.研究表明显色反应时添加四硼酸钾溶液1 μL、PDABA 125 μL、反应时间5 min、反应温度96 ℃时,N-乙酰氨基葡萄糖检测的准确度最高.通过多轮ARTP诱变及高通量筛选最终获得突变株(4A12),3L罐发酵GlcNAc产量达到36.14 g/L,较出发菌株(BSGN6)提高了65.32％.经过50次传代后性状稳定.ARTP诱变技术作为获得产N-乙酰氨基葡萄糖高产菌株的有效途径,与分子生物学手段相比,本方法更加快捷高效.     

耐低温淀粉酶产生菌Y89微波诱变及发酵工艺

为进一步提高耐低温淀粉酶产生菌的发酵生产水平,以前期筛选得到的1株耐低温兼性厌氧淀粉酶产生菌Y89为出发菌株,对其进行微波诱变处理,通过酶产量及遗传性能稳定检测筛选高活力突变株,并采取单因素优化法对菌株的培养基和培养条件进行优化。获得1株遗传稳定的高活力突变株Y89-11,淀粉酶产量达750.2 U/m L,是原出发菌株的1.94倍。采用单因素实验确定该突变株的最佳发酵条件:最适生长及产酶温度为16℃,最佳产酶时间60 h,最优碳源为可溶性淀粉,氮源为酵母膏,培养基中添加Ca2+可显著提高产酶量。经诱变选育出的突变株Y89-11与原菌株相比产酶量提高了94%,所产淀粉酶为中低温酶,最适反应温度30℃,耐低温效果较好,应用前景广阔。     

高效转化植物甾醇为9α-OH-AD的分枝杆菌诱变选育及工艺优化

以实验室前期筛选得到的分枝杆菌(Mycobacterium sp.LY-1)为出发菌株,采用等离子诱变(ARTP)技术选育出能高效转化植物甾醇为重要甾体药物中间体9α-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮(9α-OH-AD)的菌株,并对其转化工艺进行优化。经过ARTP诱变选育得到遗传稳定性较好的分枝杆菌突变株Mycobacterium sp.C33,当底物植物甾醇投料浓度为15 g/L时,转化生成9α-OH-AD的摩尔得率达到15.5%,较原始菌株提高34.8%。继而采用正交实验设计方法,对突变菌的发酵培养基组分进行优化,并建立了油水双相转化体系,进一步提高了突变菌株C33的产物摩尔得率,最高达到47.0%,较优化前(15.5%)提高了2倍。     

毛栓孔菌XYG422菌株产漆酶发酵条件优化及对玉米秸秆生物降解的研究

利用基础产酶培养基从保藏的9株白腐真菌中筛选得到一株高产漆酶菌株毛栓孔菌XYG422,并通过单因素试验对该菌株发酵培养基及培养条件进行优化筛选,获得较高产漆酶能力,同时研究了该菌株对玉米秸秆的生物降解。研究结果表明:在液体发酵条件下,XYG422产漆酶最适宜碳氮源成分为玉米粉和酒石酸铵,菌株XYG422发酵条件优化后产漆酶酶活显著提升,该菌株最佳发酵培养条件为:玉米粉40g/L、酒石酸铵3g/L、温度30℃、pH 8.0、接种量5个直径1cm的菌饼、转速180r/min,诱导剂吐温-80和2,5-二甲基苯胺在低浓度时对菌株产漆酶有明显的促进作用,菌株产漆酶活性最高可达到41.6U/m L。该菌株表现出了对玉米秸秆较好的生物降解效率,培养60d后,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率依次为83.54%、50.65%和19.53%。     

产几丁质酶菌株S68-CM5产酶条件优化研究

为提高黏质沙雷氏菌株S68-CM5产几丁质酶能力,对产酶发酵条件进行优化研究。利用Plackett-Burman设计和响应面法对培养基和发酵条件进行摸索。结果显示,获得最佳发酵产酶培养基:胶体几丁质1.5%,牛肉膏7 g/L,酵母膏2 g/L,葡萄糖8 g/L,氯化钠3.5 g/L,蛋白胨2 g/L,磷酸氢二钾3.5 g/L;最佳产酶培养条件为:p H6.88,温度27.32℃,摇床转数155.82r/min,培养时间60 h,接种量1%,装液量50 m L/250 m L。优化后产酶量达到7.131 U/m L,比优化前产酶量提高了1.43倍。     

海洋枯草芽孢杆菌产纤溶酶的诱变育种与发酵工艺优化*

目的:对海洋来源的具有产纤溶酶能力的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)LC6-1进行紫外诱变,得到高产且稳定的突变株PW6-3,对该突变株发酵产酶的条件进行优化。方法:采用单因素和正交试验进行发酵培养基组分和培养条件的优化。结果:突变株PW6-3的酶活力为(6 960.21 ± 85.51)U/mL,较原始菌株提高了30.48%。以PW6-3为出发菌株,采用单因素及正交试验的方法对菌株进行发酵培养基组分与培养条件优化,最终得到的最佳培养基组分是:玉米淀粉30 g/L,玉米浆干粉40 g/L,CaCl₂ 3 g/L;最佳发酵培养条件是:32℃,转速200 r/min,接种量3%,pH 6.5,种龄18 h,发酵培养时间66 h,最终菌株的酶活力稳定在(9 203.63 ± 67.85)U/mL。结论:发酵工艺优化后,菌株PW6-3纤溶酶产量较诱变之前的菌株LC6-1提高72.53%,且发酵工艺成本较低,具有较好的经济效益。     

酵母产γ-氨基丁酸发酵条件的研究

目的：研究酵母产γ-氨基丁酸的发酵条件,提高其产γ-氨基丁酸的能力。方法：以高产γ-氨基丁酸的酵母突变株为材料,通过单因素实验研究培养温度、摇床转速、接种量、种龄和培养时间等条件对菌株发酵生产γ-氨基丁酸的影响。结果：最适发酵条件为：培养温度30℃,摇床转速220 rpm,接种量4%,种龄为2d的种子菌,培养时间4d。在此发酵条件下,变异菌发酵液中γ-氨基丁酸含量高达2.588 g.L-1,较优化前提高了53%。结论：发酵条件的优化,提高了菌株产γ-氨基丁酸的能力。     

酵母产γ- 氨基丁酸发酵条件的研究

目的:研究酵母产γ-氨基丁酸的发酵条件,提高其产γ-氨基丁酸的能力。方法:以高产γ-氨基丁酸的酵母突变株为材料,通过单因素实验研究培养温度、摇床转速、接种量、种龄和培养时间等条件对菌株发酵生产γ-氨基丁酸的影响。结果:最适发酵条件为:培养温度30℃,摇床转速220 rpm,接种量4%,种龄为2d的种子菌,培养时间4d。在此发酵条件下,变异菌发酵液中γ-氨基丁酸含量高达2.588 g.L-1,较优化前提高了53%。结论:发酵条件的优化,提高了菌株产γ-氨基丁酸的能力。     

产琥珀酸重组大肠杆菌的发酵性能研究

研究了重组大肠杆菌JM001(△ppc)/pTrc99a-pck发酵产琥珀酸的性能,结果表明厌氧条件下其耗糖能力和产酸能力分别为对照菌株JM001的4.2倍和15.3倍。进一步优化发酵条件表明：采用接入菌泥的发酵方式比按照10%接种量转接厌氧发酵的效果要好,琥珀酸的对葡萄糖的质量收率提高了约10%,且副产物乙酸的量进一步降低。初始葡萄糖浓度高于60g/L时会对菌株的生长和产酸产生抑制,且浓度越高,抑制作用越明显。7L发酵罐放大实验中,整个厌氧发酵阶段葡萄糖的消耗速率为0.42g/(L.h),琥珀酸对葡萄糖的质量收率为67.75%,琥珀酸的生产强度为0.28g/(L.h)。     

雪白白僵菌红色素的初步鉴定及其与环孢菌素A对底物缬氨酸的竞争

【目的】分离鉴定雪白白僵菌红色素,分析红色素与环孢菌素A对底物缬氨酸的竞争和相互影响。【方法】对红色素进行分离纯化,利用UV、IR和ESI-MS对红色素进行初步鉴定。采用缬氨酸分批补料培养,通过控制溶氧水平,以及添加红色素,分析红色素与环孢菌素A合成之间的竞争关联及相互影响。【结果】经鉴定,雪白白僵菌红色素分子式为C15H10O5,推测为含有芳环结构的蒽醌类化合物。在补加缬氨酸和高DO条件下,环孢菌素的产量高于低DO水平,相反红色素在低DO条件下合成量大于高DO水平。在不补加缬氨酸条件下,实验结果与补加缬氨酸培养一致,但是红色素和环孢菌素A的产量都显著降低。进一步添加外源纯化的红色素时,随着添加量的增加出现了环孢菌素A合成先减弱后增加的变化。【结论】发现并证实了雪白白僵菌红色素与环孢菌素A合成都以缬氨酸为共同底物,但两者的途径又相互独立。     

产胶原酶菌株的筛选鉴定、发酵优化及胶原酶纯化

【目的】从肉联厂附近土壤中筛选出新型的胶原酶菌种,并通过提高其产酶量后研究其胶原酶的纯化方法,进一步研究该胶原酶对胶原蛋白的降解效率。【方法】经形态特征、生理生化特征以及16S rRNA基因进化树分析鉴定该菌株,并对该菌株产酶发酵条件进行优化,最终利用强阴离子交换树脂对该菌株所产的胶原酶进行分离纯化。【结果】该菌株鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。对该菌株的产酶发酵条件进行优化,结果表明最适碳源为2.0%葡萄糖、最适氮源为1.5%胰蛋白胨、最适无机盐为0.005%Ca~(2+);初始发酵液pH 7.5、发酵温度37℃,在最适条件下,该菌株发酵液的酶活为(65.81±2.06)U/m L,相比优化前(26.7±1.9)U/m L,酶活提高约1.5倍。对该菌株所产的胶原酶进行分离纯化,得到1个分子量约为100 k Da、纯度大于90%的胶原酶,其比酶活力约为(7615.0±78.7)U/mg。【结论】该研究所发现的胶原酶酶活较高,能够使胶原蛋白在短时间内被有效地降解为具有生物活性的胶原短肽,在食品、医疗、保健品、化妆品等领域具有较广泛的应用前景。