氨基酸发酵过程中的染菌问题及防治

对于纯种培养来说,做好发酵染菌工作是重中之重,本文主要从空气系统、环境因素、设备因素、操作因素、种子因素五方面入手,系统地分析了造成发酵染菌的因素及防治措施。     

发酵过程中的防染菌防治研究

发酵是生物体对有机物的一种分解过程,是人类接触较早的化学生物反应之一。随着化学生物技术的不断发展与进步,发酵应用的领域越来越广泛,涉及生物工业、化学工业和食品工业。染菌是发酵过程中出现的严重问题,染菌率不断升高会导致生产成本不断增加,降低企业的生产水平,还会给环境造成极大的污染,威胁社会与环境的和谐发展。本文主要从加强染菌的管理和监督、染菌的有效处理和严格控制发酵操作环节三个方面,研究发酵过程中防染菌的防治措施。     

环糊精葡萄糖基转移酶工业发酵染菌(Bacillus cohniistrain PGRS7)的鉴定及防治

环糊精生产厂家β-环糊精葡萄糖基转移酶(β-cyclodextrin glycosyltransferase,β-CGTase)发酵过程中频繁染菌,为解决这一问题,从发酵异常的发酵液中分离得到1株不产酶的杂菌H03S。研究杂菌发酵过程中的菌体密度、pH值、酶活等指标,发现杂菌生长速度明显低于正常菌,发酵液pH值下降速度也慢于正常菌。结合厂家实际生产情况分析:若发酵过程规范操作,则正常菌会优先形成生长优势,抑制杂菌生长;如果发酵罐实消后放置时间过长或者突发停电导致发酵终止后重新启动,杂菌会形成优势菌群,降低发酵液pH值,不利于正常菌的增殖。16S rDNA鉴定杂菌序列与正常菌不同,应归属于Bacillus cohnii strain PGRS7。因此,发酵前应预先采用16S rDNA分析鉴定菌种,排除杂菌,避免发酵中断和延迟,防止发酵染菌。     

维生素C发酵中伴生菌对氧化葡糖杆菌的影响

通过分析维生素C二步发酵过程中活菌数、产酸量、pH、糖酸转化活力等 ,研究了蜡状芽孢杆菌 (俗称大菌 )对氧化葡糖杆菌 (俗称小菌 )生长和产酸的影响。结果表明 ,在大菌存在情况下 ,小菌的活菌数约为单菌培养条件下的 5倍 ,产酸量为单菌培养条件下的 2～ 3倍 ,糖酸转化活力为单菌培养条件下的 2～ 3倍 ,提示在混合菌发酵条件下大菌仅仅是通过刺激小菌的生长而促进小菌产酸。用小菌休止细胞进行的糖酸转化实验结果也表明 ,无论大菌的发酵上清液还是破碎的菌体 ,都未发现对小菌产酸产生直接影响。     

酿酒酵母菌耐热性快速鉴别的方法研究

目的:找出快速有效的鉴别酵母耐热性的方法。方法:酿酒酵母菌经过不同温度热激处理后,用美兰染色计数、稀释平板计数、发酵活力直接测定法和浊度测定法对酿酒酵母菌耐热性进行了测定,同时对酵母菌的形态也进行了观察。结果:表明浊度测定的结果和发酵活力直接测定法测定的结果关系没有相关性,不便用来测定酵母菌的活力。用美兰染色计数、稀释平板计数和发酵活力直接测定法所得的结果有同样的趋势,通过相关性分析,这些方法都可以表示酵母菌的活力,但各有其特点。其中,美兰染色计数是鉴别酵母耐热性的快速有效的方法。     

共表达HAC1和分子伴侣基因对甘露聚糖酶在毕赤酵母中表达的影响

为了提高甘露聚糖酶ManA在毕赤酵母中分泌表达的酶活,选择毕赤酵母内质网未折叠蛋白反应(Unfolded protein response,UPR)激活调控因子HAC1与5种毕赤酵母蛋白折叠相关的分子伴侣ERO1、PDI、PDI1、CPR5、BiP,通过构建pPICZA-HAC1等6种胞内表达重组质粒,分别电转化至分泌表达ManA的毕赤酵母重组菌中胞内共表达,并分析其重组菌摇瓶发酵时ManA表达的影响。结果发现在摇瓶发酵水平,胞内共表达HAC1、ERO1、PDI的重组菌发酵上清液中的ManA酶活力分别提高了26%、15%、20%,其重组菌发酵上清液的酶活力分别达到1 014 U/mL、925 U/mL、965 U/mL。通过对各重组菌上清液酶活力、胞内滞留酶活力、上清液蛋白浓度数据进行分析,进一步选择将HAC1、ERO1、PDI进行两基因或三基因组合,并分别在分泌表达ManA的重组菌胞内共表达,但各共表达重组菌发酵上清液的酶活力都没有进一步的提升。单独共表达HAC1或者分子伴侣ERO1、PDI可以辅助ManA的正确折叠,提高其蛋白表达。     

表皮短杆菌ZJB-07021产R-酰胺酶培养条件的优化

采用响应面分析法(RSM)对R-酰胺酶产生菌Brevibacterium epidermidis ZJB-07021的发酵培养基进行了优化.首先运用了单因子试验筛选出了发酵培养的最佳pH与温度,在此基础上采用Plackett-Burman(PB)设计法,对 8 种影响产酶的因素进行评价,实验结果表明,葡萄糖、酵母粉与乙酰胺含量对菌株产酰胺酶的活力具有显著的影响.通过旋转中心组合实验考察了葡萄糖、酵母粉和乙酰胺这三个主要因素对菌株所产酰胺酶活力的影响.发酵培养基优化结果为葡萄糖 17.00 g/L,酵母粉 15.74 g/L,乙酰胺 7.05 g/L,采用优化后的发酵培养条件进行摇瓶发酵培养,酰胺酶的酶活达到 72.14 U/L,比优化前的初始发酵培养条件下的酶活提高了73.3%.     

低温纤维素酶菌株CNY086选育及发酵培养基优化(Ⅱ)

自渤海湾海泥中分离21株低温纤维素酶产生菌。其中菌株CNY01为绿色木霉(Trichoderma viride), 酶活力为67.30 U/mL。以该菌株为出发菌株, 经UV、DES等诱变, 选育出高产突变菌株CNY086, 酶活力为92.17 U/mL。该突变菌株低温纤维素酶发酵具有遗传稳定性。通过单因素和正交实验确定突变菌株CNY086低温纤维素酶发酵最适培养基: 秸秆粉1.20%、麸皮0.70%、硫酸铵0.50%、磷酸二氢钾0.55%, 上述条件下CNY086菌株酶活力达到108.55 U/mL。     

由β-型谷氨酸转化为α-型谷氨酸的方法

在谷氨酸的微生物发酵和提取过程中,如果生产工艺条件控制不当,常因发酵染菌,酮酸过高、残糖高或中和速度快,温度高等因素导致形成β-氨基戊二酸(即β-型谷氨酸),使味精生     

甘蔗渣固体发酵亮菌产纤维素和木质素降解酶的测定

探索亮菌甘蔗渣固体发酵产纤维素和木质素降解酶的能力,对甘蔗渣的充分利用,以及开发新的、高效的产纤维素降解酶和木质素降解酶的微生物资源极为重要。本研究用专一的底物分别对亮菌分泌的外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、锰过氧化酶、漆酶和木质素过氧化物酶的酶活力进行测定。结果显示亮菌固态发酵可以分泌外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶、木质素过氧化物酶和漆酶。其酶活力随着时间的延长而增长,达到最高峰值后,开始下降。其中,漆酶酶活力最高,第55天达到最大值为(2 336±183)U/g。各种酶的最高酶活力峰值出现时间不尽相同,体现出多种酶之间很好的协同作用。因此,亮菌甘蔗渣固体发酵具有分泌纤维素和木质素降解酶的能力,尤其产具有高酶活力的漆酶,具有潜在的工业化应用前景。     

基因工程菌发酵研究进展

基因工程菌发酵主要目标是获取高产外源基因表达蛋白。介绍并分析了基因工程菌发酵过程中表达系统、培养基、温度、pH值、溶解氧和诱导条件等因素对发酵的影响;论述了工程菌高密度培养所需的培养方式,并总结了基因工程菌发酵领域近年来的一些进展。     

液态发酵豆粕制备纳豆激酶方法的优化

纳豆激酶是一种丝氨酸蛋白酶,具有很强的纤溶活性,由于具有安全性好、作用迅速持久、成本低等优点,适合用于开发新一代的溶栓剂或保健食品,具有广阔的市场前景。本研究探讨了以豆粕为原料液态发酵豆粕生产纳豆激酶的发酵方法。首先通过单因素实验发现影响产酶的主要因素有接菌量、发酵时间、培养基pH及豆粕含量,再由正交实验得到最优组合为接菌量1%,豆粕含量2%,pH为7.0,发酵时间48h,该条件下发酵酶活力最高达到4 429.6U/mL。本研究确定了以豆粕为原料制备纳豆激酶的最佳条件,为豆粕的合理使用和纳豆激酶的工业化生产提供了实验依据。     

冠突散囊菌黑茶发酵液对消化酶活性影响的研究

在模拟人体胃肠环境中研究不同发酵时期的冠突散囊菌黑茶发酵液对淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶活性的影响。结果表明冠突散囊菌黑茶发酵液能显著提高α-淀粉酶、蛋白酶活力,并有效抑制脂肪酶活力。冠突散囊菌发酵液利于淀粉、蛋白质消化吸收,抑制脂肪分解吸收,为解释茯砖茶的保健功能提供了理论依据。     

改进发酵消泡剂的初步探讨

使用以玉米粉、豆饼粉、淀粉等为主要原料生产抗菌素时,由于培养基的浓度、温度、搅拌、通气等条件的不同,在发酵过程中产生泡沫的时间和数量也不同;而大量泡沫的涌现,不仅影响正常操作,造成发酵液的损失,也极容易引起染菌、降低效价、严重则导致发酵失败。     

1株褐藻胶降解菌的筛选、鉴定及产酶条件优化

为获得可产生褐藻胶裂解酶并高效降解褐藻胶的菌株,以海藻酸钠为唯一碳源配制培养基,以透明圈法进行初筛,DNS法复筛,从海洋生物中筛选得到1株高酶活力褐藻胶降解菌株B12,经16S rDNA序列分析、生理生化试验、电镜观察,确定该菌为弧菌属(Vibrio sp.)。通过单因素试验及响应面优化试验对影响菌株生长和产酶条件的5个因素(发酵初始pH值、发酵温度、NaCl质量浓度、接种量和装液量)进行优化。得到该菌株最佳产酶条件:pH 6.52,发酵温度28.2℃,NaCl质量浓度20.1 g/L,接种量2.1%,装液量59.5 mL。在最佳发酵条件下,B12菌株酶活力可达91.68 U/mL,相比于优化前提高了38.5%。菌株开始产酶时间提前6 h, 4℃冷藏酶活力稳定性较好。     

基因工程菌高密度发酵工艺研究进展

阐述了基因工程菌高密度发酵工艺的几个主要影响因素,包括重组菌构建、培养条件、生长抑制因子以及它们的控制技术。通过高密度发酵可以提高细胞生长密度、目的蛋白的表达含量。在高密度发酵过程中,会产生一些有害抑制代谢副产物,但通过分批补料可以降低影响。     

正交试验设计在提高淀粉酶活力上的应用

我们将中国科学院数学研究所概率统计室推广的“正交试验法”,应用于确定提高淀粉酶活力的实验方案。首先选取了4个主要因素:菌种、装液量、碳氮比、发酵时间和4个水平:菌     

从海水环境分离筛选甘蔗渣纤维素降解菌

【目的】筛选海水环境高效甘蔗渣纤维素降解菌,并研究不同菌株间的混合发酵对甘蔗渣纤维素酶活力的影响,为纤维素降解菌在海水养殖中的应用提供理论基础。【方法】采用刚果红染色法进行菌株初筛,利用DNS法测定各菌株胞外纤维素酶活力及不同菌株间的混合酶液与混合发酵酶液的纤维素酶活力。【结果】筛选得到两株具有较强纤维素分解能力的细菌菌株Z4和S5,经16S rRNA基因序列分析,初步鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。菌株S5具有最高的全酶活和甘蔗渣纤维素酶活,分别为1.16 U/mL和2.80 U/mL。菌株Z4与S5间混合发酵能明显提高菌株的纤维素酶活力,比S5单独发酵时全酶活、甘蔗渣纤维素酶活分别提高40.60%、14.21%。同时菌株S5与芽孢杆菌BZ5混合发酵也能提高其纤维素酶活力,比S5单独发酵时全酶活、甘蔗渣纤维素酶活分别提高6.23%、25.92%。【结论】筛选得到两株酶系较全且酶活较高的纤维素降解菌Z4、S5,适宜的混合发酵可明显提高纤维素降解能力,在海水养殖中有较大的应用前景。     

响应面法优化重组工程菌的发酵工艺条件

目的：对基因改造运动发酵单胞菌的发酵工艺条件进行优化,提高重组菌发酵乙醇产量。方法：使用分子克隆实验操作技术构建重组运动发酵单胞菌,以单因素实验为基础,利用Box-Behnken中心组合实验和响应面分析法,确定了影响重组菌高产乙醇的三个重要因素。结果：成功构建含有YfdZ、MetB基因和Hsp基因的重组菌Zymomonas mobilis HYM,发酵主要影响因素的最佳条件分别为温度28℃,葡萄糖浓度24%（W/V）,pH7.4。在此优化条件下,Zymomonas mobilis HYM的乙醇产量可高达105.0735g/l,比原始菌株乙醇产量提高16.4%。结论：用中心组合设计和响应面分析法优化重组运动发酵单胞菌的发酵工艺条件,显著提高乙醇产量。     

产青霉素酶枯草芽孢杆菌发酵条件的优化

目的:对一株产青霉素酶的重组枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis DB104/pWB-pemp)的摇瓶发酵条件进行优化.方法:利用单因素实验及正交实验等方法考查重组菌摇瓶发酵条件,研究不同浓度的碳源、氮源、金属离子、磷酸盐及不同pH、接种量、装液量和温度等条件对产青霉素酶的影响.结果:重组菌株摇瓶最适发酵条件为pH 7.0、接种量3％、装液量14％、发酵温度37℃,培养基成分为2％蔗糖、3.5％酵母膏、0.1mmol/L镁离子、0.4％磷酸盐.结论:最优条件下,发酵36h,产酶活力达到2227.8U/mL,为先前研究结果(1 580 U/mL)的1.41倍,为重组菌的大规模发酵生产奠定了基础.