西洋参细胞液体培养及动力学研究

文对西洋参细胞在改良MS培养液中发酵过程和发酵动力学进行了研究。结果表明,细胞生长动力学为：dXdt=μmax·s Ksx,式中μmax=o．1613d^-1,Ks=47．59g／L,基质消耗动力学为。-dsdt=1．75dXdt。西洋参细胞液体培养收获最佳期23天以上,皂甙累积的高峰期为25天以后。液体培养时,细胞中大部分皂甙释放到培养液中,经薄层层析后仅含R_g1;而愈伤组织中则含Rg₁、Rb₁、Re、Rd、Re五种,其总皂甙含量比人工栽种西洋参提高23％。     

甲醇抑制时重组毕赤酵母发酵的特性研究

本文对毕赤酵母进行了恒化培养研究。以甲醇为唯一碳源时,在稀释率较低时(D<0.048 h^-1),连续培养系统操作很稳定。但在稀释率高时(D>0.048h^-1),连续培养系统的定态点不止一个,实验不能维持,故采用比生长速率恒定的分批流加培养进行研究。结果表明,毕赤酵母的生长符合Andrew普遍化底物抑制模型。综合考虑水蛭素的生成、底物的消耗,在生产中维持甲醇浓度为限制性浓度(0.5 g/L),且维持比生长速率为0.02 h^-1时,水蛭素Hir65的比生成速率达到最大值0.2 mg/(g·h)且甲醇的比消耗速率为0.04 g/(g·h)。     

纤维载体固定化红螺菌反应器处理发酵废液及其动力学模型

在充填软性纤维材料的玻璃柱式反应器中,利用Rhodopseudomonas palustris Y6光合细菌(PSB)连续处理发酵废液。建立了该处理系统动力学模型。计算出模型参数t K_s=45．56mg／m1,μm=0．224h^-1。模型理论曲线与实验值较吻合。研究得出较适合的稀释率Dopt为o．129^-1’,此时COD去除能力最大为1686．Oppm COD／h。本文为纤维载体固定化PSB处理有机废水提供了一些放大操作依据。     

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。     

喷射自吸管式生化反应器研究

本文研究了喷射自吸管式生化反应器的吸气及所液传质特性,提出了吸气量(Qs)和容积氧传递系数(kLa)的数学表达式：Qg=5.2×10^-2W^0.144_cLR^0.079_cD(L-D)^0.328D²_nPoπ——P^o_gTo[(D-Dn)²-1](Pn-Pl)-1)(Kla)₁=0.999(W-V)^0.38V^0.90_sg(L-D)^-0.16(Kla)2=1.003(W-V)^0.71V^0.28_sg(L-D)^-0.32(加C圈)反应器的具优工况为：L/D=320-400,D/D=2.7—3。8,Pn=5—13×10⁴N/m²。Kla最高达4280h^-1,比能耗为0.72—2.16×10³kJ/kgO₂用于培养饲料酵母,酵母浓度达40.04kg/m³.最大生长速率为6.24kg/m³·h,比能耗为1.66—2.52×10³KJ/kg DBM.空气利用率为10—20%.是一般生化反应器的2—4倍。     

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。     

葡萄糖的添加对昆虫细胞Sf21悬浮生长的影响

添加葡萄糖对昆虫细胞Sf21(Spodoptera frugiperda)悬浮生长的影响,发现补加糖量在lg／L时·能明显提高细胞生长的速度和最高密度,细胞最高密度由2．5×10⁴／ml增加到4.9×10⁶／ml; 朴加糖量在2g／L时,则有显著的抑制作用,即使增加接种密度．细胞生长的最高密度也只有2．1×10⁶／ml。当采取流加葡萄糖方法来培养细胞时,则其生长的最大密度可提高到5．2×10⁶／ml。     

利用Ph电极流加葡萄糖培养重组大肠杆菌生产人α-肿瘤坏死因子的研究

应用一种新型的pH电极流加葡萄糖方法,用于培养重组大肠杆菌生产人α-肿瘤坏死因子。流加后培养液中菌体OD₆₀₀达到9.0,而α-肿瘤坏死因子的比活保持1.05±0.11×10⁵u/mg。与指数流加方法比较,二者能达到的最大菌体密度相近,而利用pH电极流加葡萄糖更具有设备简单,操作方便的特点。     

表达血管生长抑制素的重组毕赤酵母在诱导阶段混合碳源的流加

为进行高密度发酵并实现外源基因的高表达,在表型为Mut^S的重组毕赤酵母（Pichia pastoris）表达人血管生长抑制素的诱导阶段,采用了甘油甲醇混合补料的培养方式。以溶氧水平作为甘油代谢指针来控制甘油限制性流加既可维持一定菌体生长,又不会发生发酵液中残余甘油及有害代谢产物（乙醇）阻遏蛋白表达。当表达阶段的菌体平均比生长速率控制于0.012h^-1,菌体浓度达150 g/L,血管生长抑制素浓度最高达到108 mg/L,血管生长抑制素的平均比生产速率为0.02 mg/(g·h),菌体关于甘油的表观得率为0.69 g/g,菌体关于甲醇的表观得率为0.93g/g,较没有采用甘油限制性流加时都有所提高。     

微生物传感器测定维生素B12的研究

将大肠杆菌(Escherichia coli)215用吸附法固定于醋酸纤维素膜上,与氧电极配合组成微生物电极,建立了对维生紊B₁₂的快速测定系统。测定浓度范围5×10^-6mg—2．5×10^-5mg／ml;测定温度范围在28—39℃;最适Ph为6．7—7．8,测定一个样品所需时间为2h,比常用的生物学测定方法所需时间缩短10倍以上。该系统对维生素B₁₂重复测定的相对误差为±3％。固定化菌体在－25℃保存25天后再进行测定,应答电流不低于初始值的92%。     

灵芝胞外多糖分批发酵动力学模型

利用分批发酵研究了灵芝（Ganoderma lucidum）胞外多糖的合成特性,结果表明Ganoderma lucidum多糖合成和菌体生长呈部分生长关联型。菌体干重、胞外多糖分别达到15.56g·L^-1<、3.02g·L^-1<,胞外多糖对细胞干重得率系数(Y_p/x）为0.19。根据分批发酵试验结果采用Logistic方程、Luedeking-Piret方程和类似Luedeking-Piret方程,得到了描述灵芝生长、胞外多糖以及葡萄糖底物消耗分批发酵动力学模型。同时在初始葡萄糖变化较大范围内,试验数据与模型预测值进行了比较拟合,平均相对误差小于5％,表现出很好的适用性。表明该动力学模型对指导灵芝胞外多糖的发酵生产具有实际意义。     

白腐菌产锰过氧化物酶条件的研究

白腐菌Phanerochaeta chrysosporium MIG. 383降解桉木时具有显著的选择性,30天内降解37．23％Klason木素,7.29％综纤维素。该菌株产胞外锰过氧化物酶,并在高碳低氧培养基中显示较高酶活。静置液体培养的优化培养条件是(L^-1)：10g葡萄糖,2mmol酒石酸铵,10mmol pH4.5醋酸钠缓冲液,1g吐温80,2gK₂PO₄,0.5g MgSO₄·7H₂O,0.1g CaCl₂·2H₂O,lmg VB₁,70ml微量元素混合液：最适产酶温度是37℃。上述条件下,该菌接种后静置培养4天,产锰过氧化物酶活达1840U／L,酶作用最适温度是37℃,最适DH是3.5。     

紫罗酮和麦角固醇对酵母生长及产辅酶Q10的影响

研究了β-紫罗酮和麦角固醇对酵母生长及产辅酶Q₁₀的影响。研究发现,β-紫罗酮能促进菌体积累辅酶Q₁₀,当培养基中β-紫罗酮的添加量为0.208×10^-3mol/L时,菌体中CoQ₁₀的含量提高了28.3%;少量麦角固醇能促进菌体产辅酶Q₁₀,当麦角固醇的添加量为0.15×10^-4mol/L时,菌体中CoQ₁₀的含量提高了31.8%,而增加麦角固醇的添加     

一株产虾青素的黄杆菌CF-60的研究

从土壤中分离到一株黄杆菌（Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｓｐｐ）Ｃ_Ｆ－６０,该菌的生长需Ｍｇ^２＋存在,ＭｇＳＯ_４·７Ｈ_２Ｏ的最适浓度为０．２％;蛋白胨是该菌株生长的最好氮源,它不能利用无机氮。种龄超过９６ｈ的菌体不能在新鲜培养基中生长。经５４ｈ的２Ｌ恒化器发酵,生物量达６．８ｇ／Ｌ,色素产量为１０．６ｍｇ／Ｌ。该菌产生的类胡萝卜素成分简单,主要成分的含量为９０．３％,该成分经初步鉴定是分子结构中含有羰基和羟     

自絮凝酵母SPSC01在组合反应器系统中酒精连续发酵的研究

建立了一套由四级磁力搅拌发酵罐串联组成、总有效容积4000mL的小型组合生物反应器系统 ,其中一级罐作为种子培养罐。以脱胚脱皮玉米粉双酶法制备的糖化液为种子培养基和发酵底物 ,进行了自絮凝颗粒酵母酒精连续发酵的研究。种子罐培养基还原糖浓度为100g L ,添加 (NH₄)₂HPO₄ 和KH₂PO₄ 各 20g L ,以0.017h^-1 的恒定稀释速率流加 ,并溢流至后续酒精发酵系统。发酵底物初始还原糖浓度 220g/L ,添加 (NH₄)₂HPO₄ 15g/L和KH₂PO₄2 5g/L ,流加至第一级发酵罐 ,稀释速率分别为 0.017、0.025、0.033、0.040和0.05 0h^-1。实验数据表明 ,自絮凝颗粒酵母在各发酵罐中呈部分固定化状态 ,在稀释速率0.040h^-1 条件下 ,发酵系统呈一定的振荡行为 ,其他四个稀释速率实验组均能够达拟稳态。当稀释速率不超过 0 0 33h^-1 ,流出末级发酵罐的发酵液中酒精浓度可以达到 12 % (V/V)以上 ,残还原糖和残总糖分别在 0 11%和 0 35 % h^-1,流出末级发酵罐的发酵液中酒精浓度可以达到12%（V/V）以上,残还原糖和残总糖分别在0.11%和0.35%（W/V）以下。在稀释速率为0.033h^-1时,计算发酵系统酒精的设备生产强度指标为3.32（g·L^-1·h^-1）,与游离酵母细胞传统酒精发酵工艺相比,增加约1倍。     

耐热酵母与酿酒酵母原生质体融合的研究

酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)396是利用甘蔗糖蜜生产酒精的生产菌株,假丝酵母(Candida sp·)C₆是我们从云南温泉底泥中筛选到的一株能在45℃生长良好的耐热酵母,我们应用原生质体融合技术进行了两菌株属间融合的研究。通过亚硝基胍(NTG)诱变得到的营养缺陷型菌株396(arg^－)和C6(lys^-),其融合频率为O．91×10^-5。从检出的融合子中挑选6株进行考核、其细胞体积平均为亲株的1．3倍,DNA含量平均为亲株的1．6倍,培养特征、形态、大小和生理生化特征表现不一,特别是糖类的同化试验。除F₂、F₁₄外,其他4株可以排除异核体形成的可能性。比较了在28℃,40℃和45℃培养条件下出发亲株396、C₆、直接亲株396(arg^-)C₆(lys^-)和融合子F₁、F₇、F₁₂,F₁₃的生长曲线、基质利用率和乙醇产率等,得到一株在40℃培养条件下糖的利用率为94．3％、乙醇产量为59．7g／L的属间融合株F₁₃。     

川西平原小流域不同水体N2O排放特征及驱动因素

氧化亚氮（N₂O）是一种潜在的、强大的温室气体,应该根据京都议定书规定开展监测和削减。河流、水库、鱼塘和沟渠等受人类影响的小流域水生生态系统是氮素生物地球化学循环的活跃区域,更是N₂O重要的源和汇。然而,同一流域不同水体N₂O的排放特征差异及其驱动因素尚不清楚。因此,选择川西平原西河流域作为研究区,于2016年6月到2017年5月连续监测不同水体水气界面的N₂O排放强度,并结合聚类分析解析N₂O排放特征的驱动因素。结果显示,不同水体的N₂O年排放通量差异显著,沟渠的N₂O年排放通量最高（（52.68±36.09）μg m^-2 h^-1）,城市段河流和鱼塘次之（（34.16±23.97）μg m^-2 h^-1和（29.03±31.41）μg m^-2 h^-1）,乡镇段和农区段河流再次（（8.32±28.60）μg m^-2 h^-1和（8.52±9.43）μg m^-2 h^-1）,水库最低（（-16.45±29.76）μg m^-2 h^-1）。除水库表现为N₂O的汇,其他水体均表现为N₂O的排放源。另外,不同水体N₂O排放的季节特征差异显著,农区段河流和农业沟渠表现为夏天最高,冬春最低（P<0.05）,而其他水体均表现为冬春显著高于夏秋（P<0.05）。根据N₂O排放季节特征及其驱动因素可将西河流域水体分为四类：第一类农业类水体的N₂O排放季节特征受气象因素和农业活动的联合驱动;第二类城乡类河流和第三类鱼塘分别受控于人类活动和养殖活动,与降雨温度等气象指标关系较弱;第四类水库主要受控于气象因素。并且,第一类农业类水体已成为大气N₂O排放的重要源,农业氮素管控是区域控制N₂O排放的重点。     

应用原生质体融合技术定向改造林可霉素产生菌的探索

金色链霉菌streptomyces aureofaciens(LM^r,CTC^r,产金霉素)的原生质体经u。V．照射40min灭活后,与林可链霉菌林可变种Streptomyces Iinclnensis Var lincilne—nsis(LM^r,CTC^I,产林可霉素),在42％PEG(Mw6000)诱导下进行种间原生质体融合,在含金霉素50μg／Mi的再生平板上直接选择融合子,融台率达9．05×10^-5。从大量融合体中筛选到4株产生抗菌物质不同于亲株并较稳定的菌株。对其中一株所产的抗生索作了初步鉴别,推测其结构与林可霉素相近。另一株的薄层层析R^VB_f值与氯林可霉素相近,尽管此等产物还有待于进一步鉴别,但这一育种途径值得探讨。     

利用响应面分析法优化胶质类芽胞杆菌初级种子培养基

采用响应面分析法（RSM）对胶质类芽胞杆菌的初级种子培养基进行了优化,以提高其菌体密度和后续发酵效率。首先采用单因子试验筛选出提升菌体密度的适宜碳源和氮源,分别为麦芽糖和胰蛋白胨,在此基础上采用Plackett Burman(PB)试验设计法,对9种影响菌体生长繁殖的因素进行了评价,结果表明,麦芽糖和MgSO₄·7H₂O对菌体繁殖影响最为显著。用快速登高试验逼近关键因素的最大响应区域,通过中心组合试验和验证试验,获得胶质类芽胞杆菌优化培养基成分为麦芽糖 2.5 g/L,胰蛋白胨1.0 g/L,MgSO₄·7H₂O 0.73 g/L,K₂HPO₄·3H₂O 0.4 g/L,NaCl 0.06 g/L,FeCl₃ 0.6 mg/L,水杨酸10 mg/L,CaCO₃ 1.0 g/L。使用该优化培养基可将菌体密度较优化前提高了近10倍,含量达到4.12×10² cfu/mL。结果为提高胶质类芽胞杆菌的生产发酵水平和保证产品质量提供依据。     

放线菌种间原生质体电融合育种

以龟裂链霉菌(S．Rimosus,Otc^r,Sm ^s)和灰色链霉菌(S．Griseus,Sm^r,Otc^s)为原始出发菌株,经NTG诱变处理,获得前者(Asp^-)和后者(cys^-)营养缺陷型突变株,制成10⁹个／m1等量原生质体混合液,在岛津细胞融合装置SSH—C¹¹融合槽(电极间距为0．5mm)内,以频率lMHz、强度800V／cm的高频交流电场作电介质,电泳15s形成原生质体珠串,旋即施加电场强度6 kV／cm、短时程20μs的直流高压方形电脉冲触发原生质体融合,在R₃再生培养基上选取34971个菌落,移植于双抗基本培养基,检出四个双抗原养型融合子。它们具有亲株的优良生物学特性,生长速度较快,产素能力大,抗菌活性高。生物显影结果表明,它还产生两个亲株所不具有的抗菌活性物质。