寄生曲霉CICC40365利用木糖产L-苹果酸的发酵条件优化

【目的】为提高L-苹果酸产量及木糖利用率,以寄生曲霉(Aspergillus parasiticus CICC40365)为菌种,木糖为碳源,对其发酵工艺及木糖代谢途径进行初步研究。【方法】采用单因素试验和响应曲面法(Box-Behnken设计)对培养基和发酵条件进行优化。【结果】获得最佳培养基配方为:木糖100.0 g/L、硫酸铵2.0 g/L、酵母浸粉3.0 g/L、硫酸镁0.20 g/L、硫酸锰0.15 g/L、硫酸亚铁0.08 g/L、碳酸钙80.00 g/L,L-苹果酸的产量为53.58 g/L,较优化前提高40.5%。发酵条件较好组合为:接种量为8%(体积比)、摇瓶装液量60 mL/250 mL、发酵温度32°C、摇床转速170 r/min、发酵周期8 d,L-苹果酸的产量为55.47 g/L。Mg2+、Mn2+对木糖代谢中相关酶的影响研究结果表明,木酮糖激酶在该菌株代谢木糖过程中起着重要作用。【结论】寄生曲霉CICC40365能够较好地利用木糖发酵产L-苹果酸,其产量及木糖的利用效率均得到提高。     

纳他霉素发酵培养基及发酵条件的优化

采用Plackett-Burman法、最陡爬坡实验和响应面实验(Box-Behnken设计法)相结合的方法对褐黄孢链霉菌合成纳他霉素的发酵培养基及发酵条件进行优化。结果表明,培养基中的蛋白胨、pH和摇瓶装液量是影响纳他霉素产量的主要因素。优化后的培养基组成为葡萄糖50 g/L、蛋白胨19.5 g/L、酵母粉7 g/L、pH 7.4~7.5;发酵条件为装液量60 mL/500 mL、接种量15%、发酵温度29℃、摇床转速200 r/min、发酵周期96 h。此条件下,纳他霉素的产量较优化前提高了94%,达到2.19 g/L。     

圆红冬孢酵母菌发酵产油脂培养基及发酵条件的优化研究

采用均匀设计和单因子试验法,系统考察了圆红冬孢酵母菌(Rhodosporidiumtoruloides)在不同碳氮比条件下产油发酵情况以及添加无机盐对产油发酵的影响,通过均匀设计软件对二次多项回归方程求解及单因素分析得知在培养基组成分别为葡萄糖70g/L,硫酸铵0.1g/L,酵母粉0.75g/L,磷酸二氢钾0.4g/L,七水硫酸镁1.5g/L,初始pH6.0,在灭菌(121℃15min)后添加ZnSO41.91×10-6mmol/L、CaCl21.50mmol/L、MnCl21.22×10-4mmol/L、CuSO41.00×10-4mmol/L。发酵摇瓶装液量为250mL三角瓶装培养基50mL,接种量为10%(种龄28h)。在上述条件下,30℃振荡(200r/min)培养120h,所得菌体油脂含量高达76.1%,脂肪得率系数可达22.7。     

红曲多糖液态发酵工艺条件的优化

实验研究红曲多糖的液态发酵条件,得出优化后红曲菌ZKOA发酵工艺条件：蔗糖40g/L,酵母粉4．5g／L,KH2PO4·3H2O3．5∥L．MgSO40．4g／L,植物油2mL／L,接种量8％,种龄30h,发酵液起始pH5．0,发酵时间90h,在此条件下,摇瓶和中试发酵罐中的粗多糖质量浓度分别为7．6g／L和7．34g/L。     

重组大肠杆菌产NAD激酶发酵条件的优化研究

本研究将重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/p ET30α(+)-NADK作为NAD激酶生产菌种,对其产酶发酵培养基及发酵条件进行优化。采用Placket-Burman(PB)设计先筛选出影响重组菌产NAD激酶的三个主要因素:葡萄糖浓度、Mg SO4浓度和诱导表达时间,试验结果表明,增加葡萄糖和Mg SO4的浓度及缩短诱导表达时间对产酶有利。根据中心组合实验设计(Central Composite Design,CCD)原理,利用PB设计确定的这三个显著影响因素,通过最陡爬坡实验逼近最大响应区域,挑选出实验范围内的最优点,以此作为响应面中心组合设计的中心点,用NAD激酶酶活作为响应值,使用Design Expert 8.0软件设计中心组合实验,通过对实验数据进行分析,得出最佳发酵培养基成分及发酵条件为:葡萄糖14.24 g/L、酵母粉8 g/L、胰蛋白胨8 g/L、Mg SO40.94 g/L、Na Cl 5g/L、NH4Cl 2 g/L、KH2PO42 g/L、K2HPO49 g/L,诱导表达时间8.34 h,接种量2%。在此最佳条件下,NAD激酶酶活实验验证值可达10.17 U/mg,与优化前相比提高了2.77倍。对诱导表达结束后的细胞上清液进行SDS-PAGE分析也证明优化取得了显著的效果。     

重组谷氨酸棒杆菌发酵L-苯丙氨酸培养基的优化

【目的】提高重组谷氨酸棒杆菌发酵L-苯丙氨酸(L-phenylalanine,L-Phe)的产量。【方法】使用正交试验设计以及响应面优化法分别对种子培养基及发酵培养基进行优化,确定了重组谷氨酸棒杆菌发酵L-Phe的最佳种子培养基及最佳发酵培养基。【结果】重组谷氨酸棒杆菌发酵L-Phe最佳种子培养基(g/L):葡萄糖25.0,玉米浆25.0,硫酸铵15.0,硫酸镁1.0,磷酸二氢钾2.0,尿素2.0,p H 6.8-7.0;最佳发酵培养基(g/L):葡萄糖110.0,玉米浆7.0,硫酸铵25.0,硫酸镁1.0,磷酸二氢钾1.0,柠檬酸钠2.0,谷氨酸1.0,碳酸钙25.0,p H 6.8-7.0;在最佳培养基条件下L-Phe产量最高达到9.14 g/L,较优化前的7.46 g/L提高了22.5%。【结论】通过正交试验和响应面分析对重组谷氨酸棒杆菌发酵L-Phe培养基进行优化,明显提高了L-Phe的产量,并确定了葡萄糖、玉米浆和硫酸铵为发酵培养基中影响L-Phe产量的3个关键因子。研究结果为L-Phe的发酵放大提供了依据。     

戊糖乳杆菌发酵培养基氮源条件的优化

对戊糖乳杆菌发酵培养基的氮源条件进行了优化。通过单因素实验及响应面分析优化利用木糖高产乳酸的戊糖乳杆菌发酵培养基的不同氮源组合。优化得到的牛肉膏与柠檬酸氢二铵复合的最佳组成为牛肉膏17.72 g/L,柠檬酸氢二铵1.91 g/L,得到乳酸实际最大产量42.37 g/L。添加玉米浆与酵母粉和无机氮源复合的最佳组成为玉米浆46.54 g/L,酵母粉21.95 g/L,柠檬酸氢二铵9.95 g/L,可得到乳酸最大产量41.06 g/L。通过响应面优化减少了有机氮源的种类。牛肉膏与柠檬酸氢二铵的复合得到了更高的乳酸产量,且减少了有机氮源用量,节约了成本。玉米浆与酵母粉的复合解决了单一玉米浆造成的木糖利用速率过低的问题,同样得到较高浓度的乳酸。     

海洋红酵母Y2发酵产类胡萝卜素条件的研究

目的 对海洋红酵母Y2高产类胡萝卜素的发酵条件进行优化.方法 在摇瓶条件下,研究培养基成分和培养条件对海洋红酵母Y2生长和类胡萝卜素合成的影响,同时进行海洋红酵母Y2发酵过程的动态分析.结果 海洋红酵母Y2优化培养基组合为葡萄糖45 g/L,蔗糖15 g/L,酵母粉5 g/L,蛋白胨2.5 g/L,磷酸二氢钾1 g/L,磷酸二氢钠3 g/L,硫酸镁7.5 g/L,氯化钾3 g/L,氯化钠5 g/L.最适培养参数为:温度20℃,培养基初始pH为5,接种量为10％,250 mL摇瓶装液量为10～50 mL.类胡萝卜素的合成主要集中在对数生长期和稳定期.海洋红酵母Y2最适收获时间为72 h.种龄以36 h为宜.结论 利用优化培养基,在最适条件下培养海洋红酵母Y2,类胡萝卜素产量达到4.97 mg/L,比基础培养基提高了60.32％.     

海洋来源链霉菌MY0504产纤溶酶的发酵条件优化

【目的】以发酵液纤溶酶活力为指标,优化海洋来源的链霉菌菌株MY0504的发酵条件。【方法】在菌株生长曲线及单因素试验基础上,采用Plackett-Burman设计筛选影响纤溶酶活性的主要因素,进一步用最陡爬坡试验及Box-Behnken中心组合设计法优化发酵条件。【结果】纤溶酶活性最高的发酵条件为:葡萄糖21.68 g/L,酵母粉25.31 g/L,NaCl5.0 g/L,K_2HPO_4·3H_2O3.0 g/L,MgSO_4·7H_2O 0.5 g/L,FeSO_4·7H_2O 0.02 g/L,装液量50 mL(250 mL摇瓶),接种量10%(体积比),初始pH 7.5,温度24°C,转速200 r/min,培养时间4.5 d。发酵液纤溶酶活性可达2 190.6 U/mL。【结论】确定了MY0504菌株产纤溶酶的最优发酵条件,为该酶的进一步分离纯化及性质研究奠定基础。     

产环己酰亚胺菌株YIM41004T发酵条件的研究

以产环已酰亚胺菌株链霉菌(Streptomyces yunnanensis)YIM41004T为研究对象,对其发酵培养基和发酵条件进行了优化研究,得到的最佳培养基组成为葡萄糖6%,大豆粉1%,硫酸铵0.5%,蛋白胨0.2%,碳酸钙0.6%,硫酸镁0.05%,磷酸二氢钾O.02%;优化后的培养条件为以4%接种量接种至500mL三角瓶中,装液量为75 mL,初始pH值6.5,发酵温度为28℃,摇床培养96 h.优化后环己酰亚胺产量平均达到445.19 ug/mL,比初始的环己酰亚胺产量提高了422%(p＜0.01).     

人胰高血糖素样肽-1突变体融合蛋白在大肠杆菌中的自诱导表达优化

考察了在大肠杆菌中自诱导表达人胰高血糖素样肽-1突变体融合蛋白的可行性,并对自诱导培养条件及培养基成分进行优化,以提高蛋白产量。实验结果表明,最优培养基成分为蛋白胨19.17g/L,酵母膏9.59g/L,Na2HPO45.72g/L,KH2PO45.48g/L,(NH4)2SO42.66g/L,NaCl3.33g/L,甘油2%(V/V),葡萄糖0.68g/L,乳糖6.33g/L,MgSO40.24g/L。在温度33°C、接种量1%、pH7、装瓶量20mL/100mL培养条件下,用该最优培养基自诱导表达人胰高血糖素样肽-1突变体融合蛋白的产量可达348.6mg/L。     

桑木层孔菌液体培养条件的研究

对桑木层孔菌(Phellinus mori)液体发酵条件进行了研究,以生物量和胞外多糖为指标,通过L16(45)和L9(34)正交表进行了两次正交试验,筛选出桑木层孔菌最适液体培养条件为:麦芽糖30 g/L,酵母浸粉和蛋白胨15 g/L(质量比2 1),KH2PO4和CaCl25.5 g/L(质量比1 1),初始pH6.0;通过单因素试验筛选出最适装液量为120 mL/250 mL,最适接种量为10%。在此条件下液体发酵培养7 d后,桑木层孔菌生物量达到23.375 g/L,胞外多糖产量达到3.993 g/L。     

假丝酵母E-2产生物表面活性剂摇瓶发酵条件的优化

从扬子石化的废水淤泥中筛选到1株能发酵液体石蜡产脂肽类生物表面活性剂的假丝酵母Candida E-2.通过单因子实验和正交试验,得到了最佳发酵培养基组成(g/L):牛肉膏3.0,蔗糖2.0,酵母膏0.25,KH2PO4 12.5,MgSO4 0.3,NaCl 1.5,CaCl,0.05,尿素0.5 5;液体石蜡10％(体积分数).最佳培养条件:初始pH7.0,接种量0.12g/L,装液量为200mL三角瓶30mL,培养时间为5 d.最终产量提高了2.7倍,达1.582g/L.     

响应面-满意度函数优化重组大肠杆菌产NMN转移酶发酵条件

重组大肠杆菌Escherichaia coli能高效表达NMN转移酶,以此为出发菌株,以菌体生长量OD600和NMN转移酶的活力为响应值,对重组大肠杆菌产NMN转移酶的发酵条件进行优化.首先以Plackett-Burman实验设计优化筛选出3个主要影响因子:胰蛋白胨、甘油、MgSO4;随后以Box-Behnken中心组合设计建立上述3个因子对OD600和NMN转移酶活力水平的数学模型;最后通过满意度函数获得最佳发酵条件为:酵母粉30 g/L,胰蛋白胨10.5 g/L,甘油3.49 mL/L,MgSO40.45 g/L,K2 HPO440.5 g/L,KH2 PO46.0 g/L,NH4 Cl 1.5 g/L,NaCl 0.6 g/L,接种量1.5%,诱导时间12 h.在该优化条件下,菌体生长和产酶水平均获得了显著的提升.重组NMN转移酶的活力水平从8.85 U/mg提高到15.48 U/mg,菌体生长量OD600从4.85提高到6.01,提高幅度分别为74.92%和23.92%.     

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。     

高浓度糖发酵制备乙醇

以树干毕赤酵母为发酵菌株,混合糖（木糖、葡萄糖）为发酵底物,通过培养基和培养条件的改变来确定树干毕赤酵母高糖浓度发酵时所需的条件。研究结果表明：在24h发酵周期内初始木糖质量浓度为63．0g／L较适宜;在36h发酵周期内初始木糖质量浓度为72．0g/L较适宜。24h发酵周期内,在36．0g／L木糖中添加的葡萄糖质量浓度以54．0g/L为最佳,发酵结束乙醇质量浓度达32．9g／L;36h发酵周期内,添加的葡萄糖质量浓度以72．0g／L为最佳,发酵结束乙醇质量浓度为36．9g／L。以（NH4）2SO4为N源时较适合戊糖发酵制备乙醇,（NH2）2SO4的最佳质量浓度为1．1g／L。发酵前8h摇床转速为90r／min,后16h为150r／min,乙醇质量浓度较高,可达17．5g/L。     

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。     

腈水解酶psn基因工程菌的发酵及产酶条件优化

来自恶臭假单胞菌的腈水解酶具有高效催化3-氰基吡啶产烟酸的能力,对表达该酶的基因psn进行发酵和产酶条件优化,通过对C源、N源、磷酸盐、金属离子、温度、诱导剂浓度和诱导时间进行单因素考察,获得最适培养基条件(g/L):葡萄糖5、蛋白胨15、酵母粉5、(NH4)2SO45、K2HPO424.5、KH2PO45.76、MgSO40.48;最佳诱导条件:培养2.5 h后添加IPTG诱导,浓度0.2 mmol/L,诱导温度30℃。在该条件下培养,重组大肠杆菌的腈水解酶比酶活可达到45.67 U/mL,比优化前提高了2.26倍。在此基础上,于5 L发酵罐上进行C、N源的补料研究,获得最适分批补料策略,发现其腈水解酶活力可达到75.40 U/mL,是优化前的3.74倍。