球孢白僵菌固定化生物转化合成D-HPPA

[目的]利用球孢白僵菌进行固定化生物转化,将底物R-(+)-2-苯氧基丙酸(D-PPA)转化合成产物R-(+)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸(D-HPPA)。[方法]利用海藻酸钠和聚乙烯醇对球孢白僵菌进行包埋处理,并对包埋条件进行累积优化。[结果]4%海藻酸钠和4. 5%聚乙烯醇混合后,再加入2. 5%的氯化钙作为交联剂交联8 h。在此包埋条件下制备的白僵菌凝胶珠,置于30 g/L的D-PPA进行固定化生物转化。反应5 d后,产物浓度最终为29. 9 g/L,平均生产强度为5. 98 g/(L·d),底物转化率为99. 7%。[结论]海藻酸钠和聚乙烯醇可用于白僵菌的固定化,且较游离菌体的生物转化的反应周期缩短28. 6%,平均生产强度增加64. 7%,底物转化率提高17. 7%。     

大肠杆菌高密度发酵表达4-羟基苯乙酸酯3-羟化酶及咖啡酸的高效生物合成

来源于大肠杆菌的4-羟基苯乙酸酯3-羟化酶(4-hydroxyphenylacetate 3-hydroxylase,4HPA3H)可以催化对香豆酸生物合成咖啡酸。为了实现4HPA3H的扩大生产和咖啡酸的高效生物合成,首先构建过表达4HPA3H的大肠杆菌工程菌,其次使用5 L发酵罐进行高密度发酵生产4HPA3H,再而优化采用工程菌株进行全细胞催化产咖啡酸的条件。最终实现了在5 L发酵罐中发酵,工程菌株生物量达到干重34.80 g/L。通过使用5 L发酵罐作为生物反应器进行全细胞催化,经过6 h的催化可产生18.74 g/L (0.85 g/(L·OD₆₀₀))咖啡酸,摩尔转化率为78.81%,是目前文献报道4HPA3H以对香豆酸为底物合成咖啡酸的最高水平。初步实现了高密度培养大肠杆菌表达4HPA3H并高效生物合成咖啡酸,为工业化生产奠定了基础。     

以麦秸为基质豌豆根瘤菌的压力脉动固态发酵

生物肥料的常规生产方法是经液态发酵后 ,再以固态基质吸附[1 ] 。其工艺繁琐 ,吸附时易引入大量杂菌 ,从而降低生物肥料的施用效果。而由于静止浅盘固态发酵存在着较大的氧气浓度和温度梯度[2 ,3 ] ,及易染菌等因素 ,所以利用固态发酵成功生产生物肥料的研究较少。近年来 ,固态发酵以其优于液态发酵的特点而成为人们研究的热点[4] ,但至今仍未能普遍应用于工业生产。其主要原因是固态发酵反应器在放大过程中传质、传热困难[3 ] 。Ｂａｊｒａｃｈａｒｙａ＆Ｍｕｄｇｅｔｔ[5 ] 指出 ,解决上述弊端的唯一可行的方法是对反应器中的气相进行控…     

表面活性剂对出芽短梗霉多糖生产影响的研究

研究了表面活性剂对出芽短梗霉细胞培养过程中多糖释放的影响。在摇瓶中,比较添加0.05%(w/v)的Tween 80、Tween 60、Tween 40,结果显示几种表面活性剂均能促进细胞释放多糖,其中以Tween 80的效果最佳。在5L发酵罐中,以100g/L玉米粉水解液做碳源的出芽短梗霉细胞培养液中分别添加了表面活性剂Tween 80 0.01%、0.05%、0.1%,其中以添加Tween 800.05%时的效果最好,与不添加表面活性剂相比多糖产量提高25%左右,发酵周期缩短了将近2d。     

表面活性剂对Bacillus sp. ATCC 21616合成腺苷的影响

研究了三种不同的表面活性剂对芽孢杆菌ATCC21616的腺苷合成和菌体生长的影响.结果发现,非离子表面活性剂Tween 80对腺苷合成的促进作用最大,而阳离子表面活性剂CTAB对菌体抑制作用明显.添加低浓度阴离子表面活性剂SDS也能够促进腺苷产生.表面活性剂的最佳添加时间是发酵后期.     

乙醇预处理麦秆的酶解性能研究

采用H2SO4催化和自催化乙醇法对麦秆进行预处理,比较预处理后麦秆的主要化学组成、纤维素酶解性能和半同步糖化发酵生产乙醇特性,并进行物料衡算。结果表明:H2SO4催化和自催化乙醇预处理过程中纤维素固体回收率大于90%。添加非离子表面活性剂吐温20和吐温80没有显著提高H2SO4催化乙醇预处理后纤维素的酶解葡萄糖得率及半同步糖化发酵过程中乙醇的产量,而对自催化乙醇处理后麦秆的酶解和半同步糖化发酵过程有一定程度的促进作用,相应的酶解葡聚糖转化率由72.7%提高到85.0%,而半同步糖化发酵过程中乙醇质量浓度提高了11.4%。物料衡算结果表明:酸催化和自催化乙醇预处理后葡聚糖回收率分别为91.0%和95.4%;半同步糖化发酵生产乙醇的得率分别为10.4和11.6 g(按100 g原料计)。     

固液态发酵中橄榄油对Rhizopus chinensis全细胞脂肪酶的影响

主要对华根霉全细胞脂肪酶固态和液态两种发酵过程进行比较,并着重探讨不同培养方式下橄榄油对其合成活力和水解活力的影响。结果表明：液态培养较有利于菌体生长,对脂肪酶的生产也有一定的促进作用。橄榄油的加入不仅有利于菌体生长、提高脂肪酶水解活力,更可使脂肪酶的合成活力显著增加,液态发酵下的效果更为明显。橄榄油在整个发酵过程中可能既作为碳源又是脂肪酶的诱导物。另外,全细胞脂肪酶的水解活力和合成活力在固液态发酵条件下均存在不对应性,表明华根霉可能产性质不同的脂肪酶同功酶。     

固液态发酵中橄榄油对Rhizopus chinensis全细胞脂肪酶的影响*

主要对华根霉全细胞脂肪酶固态和液态两种发酵过程进行比较,并着重探讨不同培养方式下橄榄油对其合成活力和水解活力的影响。结果表明:液态培养较有利于菌体生长,对脂肪酶的生产也有一定的促进作用。橄榄油的加入不仅有利于菌体生长、提高脂肪酶水解活力,更可使脂肪酶的合成活力显著增加,液态发酵下的效果更为明显。橄榄油在整个发酵过程中可能既作为碳源又是脂肪酶的诱导物。另外,全细胞脂肪酶的水解活力和合成活力在固液态发酵条件下均存在不对应性,表明华根霉可能产性质不同的脂肪酶同功酶。     

不同培养方式对牛樟芝活性组分的影响

牛樟芝因含有多种活性成分且在抗癌、保肝等方面有着良好的功效而备受关注。本文考察了固态发酵以及不同液态发酵方式对牛樟芝活性产物的影响。结果显示,固态发酵不同谷物对活性产物的合成有明显的影响,青稞作为发酵谷物基质,其活性产物种类多且含量高,Antrodin C、Antroquinonol产量分别为5 901.27 mg/kg、3 715.76 mg/kg。常规液态发酵菌丝体中主要含有Antrodins类化合物,以Antrodin C为主,但不能合成Antroquinonol类化合物。通过添加前体物辅酶Q_0可以诱导牛樟芝菌丝体在液态发酵中合成Antroquinonol;在此基础上,添加植物油进行同步萃取发酵,能够显著提高牛樟芝菌丝体活性成分种类和产量,除了诱导合成Antroquinonol之外,还有大量Antroquinonol B合成;同时,大多数活性成分在发酵过程中不断被富集萃取,Antrodin C、Antroquinonol产量分别为289.80 mg/L、95.39 mg/L。Antrodin C产量比常规液态发酵提高了7.06倍,而Antroquinonol产量比诱导发酵提高了203.89%。     

添加表面活性剂改善丁醇萃取发酵性能

研究了各种表面活性剂对丁醇萃取发酵的影响。丁醇发酵中有大量H2、CO2气体生成,生成的气泡携带发酵溶剂产物（丁醇、丙酮）进入萃取液相,促进了水相中发酵毒性产物向萃取液相的移动。研究发现,表面活性剂可以降低气-液膜的表面张力,促使大气泡破碎,从而使发酵产气以较小气泡的形式穿过萃取液相。添加表面活性剂可以强化发酵溶剂产物从水相到萃取相的移除速度,缩短发酵产物在油水两相中达到平衡的时间。有利于提高发酵生产强度。以地沟生物柴油为萃取剂,吐温-80的添加量为质量分数0．140％时,与对照相比（无表面活性剂的萃取发酵）,相同发酵时间内萃取相中丁醇体积分数提高了21．2％．总溶剂生产强唐也提高了16．5％．     

外源物质对灵芝多糖和β-葡聚糖发酵的影响

研究了14种外源物质（化合物）对灵芝细胞生长和发酵合成多糖和β-葡聚糖的影响。结果表明,连翘水提物（3g/L）对灵芝细胞生长具有显著促进作用;薏苡仁酯（3g/L）对灵芝胞内多糖和β-葡聚糖的合成均具有促进作用;而桔梗水提物、硝酸铈铵、硝酸镨、茉莉酸甲酯和硝普钠对灵芝细胞生长和产物合成均具有抑制作用。进一步通过Box-Behnken试验设计和响应面法分析,建立了添加薏苡仁酯发酵产β-葡聚糖的二次多项式模型,经分析得到产β-葡聚糖的最优条件为：薏苡仁酯添加量10.5g/L、接种量16%、添加时间第88小时、发酵初始pH 7.00。在此条件下获得β-葡聚糖的产量可达(40.67±8.43)mg/L,与未添加薏苡仁酯的对照组相比,提高了41.86%;多糖产量为(0.99±0.21)g/L,与对照组相比,提高了31.99%。结果提示所得添加薏苡仁酯的优化条件可定向诱导灵芝β-葡聚糖的合成,同时也表明在灵芝液体发酵体系中添加薏苡仁酯发酵产多糖和β-葡聚糖具有一定的实用价值。     

ε-聚赖氨酸发酵过程的活性变化及发酵调控

摘要:【目的】作为一种次级代谢产物,ε-聚赖氨酸生物合成受不同因素制约,为评价细胞活性对ε-聚赖氨酸生物合成的影响,研究发酵过程细胞活性、ε-聚赖氨酸合成及其它发酵参数变化,基于此改进发酵工艺。【方法】以BacLight Live/Dead和5-氰基-2,3-二甲苯基氯化四唑(5-cyano-2,3-ditolyl tetrazolium chloride,CTC) 为荧光探针,激光扫描共聚焦显微镜监测不同发酵时期细胞活性,并分析pH、细胞生长、ε-聚赖氨酸生物合成以及葡萄糖利用;通过向ε-聚赖氨酸合成期细胞添加酵母粉调控细胞活性改进发酵工艺。【结果】BacLight Live/Dead为探针的共聚焦显示ε-聚赖氨酸发酵过程生长期(0－16 h)的细胞大都具有活性;CTC作为探针的分析显示生长期及ε-聚赖氨酸合成期前期(16－30 h)细胞活性高,ε-聚赖氨酸合成终止时细胞仅显示微弱活性;调控ε-聚赖氨酸合成期细胞活性的发酵工艺ε-聚赖氨酸终浓度达2.24 g/L(对照1.04 g/L)。【结论】调控ε-聚赖氨酸合成期细胞活性的发酵工艺可有效促进ε-聚赖氨酸生物合成。     

利用发酵促进剂提高红酵母β-胡萝卜素产率

为提高红酵母生物合成β-胡萝卜素的产量,分别研究了几种添加物对发酵过程的促进效应。试验结果表明：分别添加硫胺素、核黄素、大豆油和番茄汁可以显著促进红酵母合成β-胡萝卜素。当按单因素试验确定的最优添加量联合添加硫胺素1.5mg/L、核黄素3mg/L、大豆油5mg/L、番茄汁6mg/L时,试验证实β-胡萝卜素发酵产率可比对照提高80%以上,值得进一步研究。     

乙醇预处理麦秆的酶解性能研究简

采用H2 SO4催化和自催化乙醇法对麦秆进行预处理,比较预处理后麦秆的主要化学组成、纤维素酶解性能和半同步糖化发酵生产乙醇特性,并进行物料衡算。结果表明：H2 SO4催化和自催化乙醇预处理过程中纤维素固体回收率大于90％。添加非离子表面活性剂吐温20和吐温80没有显著提高H2 SO4催化乙醇预处理后纤维素的酶解葡萄糖得率及半同步糖化发酵过程中乙醇的产量,而对自催化乙醇处理后麦秆的酶解和半同步糖化发酵过程有一定程度的促进作用,相应的酶解葡聚糖转化率由72.7％提高到85.0％,而半同步糖化发酵过程中乙醇质量浓度提高了11.4％。物料衡算结果表明：酸催化和自催化乙醇预处理后葡聚糖回收率分别为91.0％和95.4％;半同步糖化发酵生产乙醇的得率分别为10.4和11.6 g（按100 g原料计）。     

产(R)-1,3-丁二醇的工程菌构建及转化条件研究

[目的]利用重组大肠杆菌实现(R)-1,3-丁二醇的生物合成。[方法]从脱硫球菌(Desulfococcus biacutus)中克隆得到羰基还原酶基因DbCR,构建pET28a-DbCR表达载体并在大肠杆菌E.coli BL21中表达,利用气相色谱对反应液进行检测。[结果]DbCR在pH 7.5、35℃的最适条件下的酶活力为4.5 U/mL。在50 mL全细胞反应体系中,重组工程菌在pH 7.5、30℃条件下,反应48 h时,对300 mmol/L底物4-羟基-2-丁酮的转化率 96%,产物(R)-1,3-丁二醇的e.e.值 99%。[结论]构建得到高效催化合成(R)-1,3-丁二醇的工程菌,工程菌对底物的转化率96%,产物纯度 99%。     

发酵促进剂对三孢布拉氏霉菌发酵产β-胡萝卜素的影响

通过单因素实验研究了不同浓度的酮康唑,表面活性剂(Span-20,Span-60,Tween-80),正十二烷,β-紫罗兰酮对三孢布拉氏霉菌合成β-胡萝卜素的影响。结果表明当酮康唑添加量为0.003%时,β-胡萝卜素的含量由1 125mg·L-1增加至1 425mg·L-1;与Span-60,Tween-80相比,当Span-20的添加量为0.1%时,β-胡萝卜素的含量最大提高至1 411mg·L-1;发酵培养基中添加1%的正十二烷,相比空白组的β-胡萝卜素含量提高了9%;β-紫罗兰酮添加量为0.1%时,β-胡萝卜素的含量由1 324mg·L-1提升到1 450mg·L-1。     

表面活性剂对大肠杆菌胞外生产α-环糊精葡萄糖基转移酶的影响

研究了不同浓度表面活性剂Tween-80,Triton X-100,SDS对大肠杆菌生产α-环糊精葡萄糖基转移酶（α-CGT酶）的影响。结果表明：发酵初始添加Tween-80和Triton X-100的最适浓度分别为2％,0.5％,最终胞外酶活分别达2.03U/ml和4.92U/ml,相对于未添加表面活性剂时提高4.6倍和12.67倍,且改变添加时间不能提高酶的产量;发酵36 h添加0.02％SDS对α-CGT酶产量促进最大,最终胞外酶活达5.31U/ml,较对照组提高12.75倍。表面活性剂对α-CGT酶生产的促进作用可能是由大肠杆菌细胞内外膜渗透性增加所致,使细胞周质空间中α-CGT酶能更加快速地渗透到胞外。     

不同溶氧条件下L-苏氨酸生物合成菌株的代谢流量分析

[目的]探索L-苏氨酸生物合成机理及影响因素.[方法]建立了大肠杆菌L-苏氨酸的代谢流平衡模型,应用MATLAB软件计算出不同溶氧条件下发酵中后期代谢网络的代谢流分布及理想代谢流分布.[结果]5%溶氧条件下,25.5%碳架进入HMP途径,74.5%碳架进入糖酵解途径,获得33.9%质量转化率;20%溶氧条件下,58.08%碳架进入HMP途径,41.92%碳架进入糖酵解途径,获得46.5%质量转化率;[结论]与理想代谢流(88.23%质量转化率)相比,应从菌种改造和发酵控制方面通过改变6-磷酸葡萄糖异构酶借以增加HMP途径代谢流量,通过增加磷酸烯醇式丙酮酸羧化反应代谢流提高天冬氨酸族合成代谢流,减少TCA循环代谢流量,从而达到减少副产物生成,增加L-苏氨酸生物合成的目的.     

非离子表面活性剂对生物丁醇发酵的影响

传统的丙酮-丁醇发酵的产物浓度过低(丁醇终浓度约为1.3 wt%),导致后期分离成本过高,从而影响了该过程的经济性,限制了其工业化进程。本文研究了高添加量的小分子非离子表面活性剂对生物丁醇发酵的影响。以吐温80为例,实验表明,当表面活性剂添加量超过其临界胶束浓度后,丁醇发酵的终浓度会随着表面活性剂添加量的增加而增加。当添加量达到5 wt%时,丁醇终浓度可以达到1.6 wt%,远高于该菌种的抑制浓度(0.8 wt%)。为阐明表面活性剂的作用机理,实验考察了吐温80对丁醇的增溶效应以及对发酵菌体表面亲疏水性的影响。结果表明,吐温80对丁醇的增溶效果很小,而对菌体表面的亲疏水性有较明显的影响。     

香菇C91-3菌丝发酵蛋白对S180小鼠细胞免疫功能和IFN-γ及TNF-α的作用

目的观察香菇C91-3菌丝发酵蛋白对荷瘤小鼠免疫系统的作用。方法昆明小鼠24只,S180瘤细胞荷瘤建立动物模型,随机平均分为3组：香菇C91-3菌丝发酵蛋白治疗组、环磷酰胺治疗组、生理盐水对照组。观察香菇C91-3菌丝发酵蛋白对荷瘤小鼠NK细胞活性、淋巴细胞转化率、IFN-γ和TNF-α等免疫指标的影响。结果香菇C91-3菌丝发酵蛋白能够显著提高治疗组小鼠的NK细胞活性、淋巴细胞转化率和血清中IFN-γ和TNF-α的含量。结论香菇C91-3菌丝发酵蛋白能够显著提高荷瘤小鼠免疫系统的活性。