培养条件对凝结芽孢杆菌芽孢形成的影响

目的:提高凝结芽孢杆菌芽孢形成率及芽孢数量,为凝结芽孢杆菌芽孢制剂的产业化生产提供理论依据.方法:在摇瓶、15L自动发酵罐中考察了碳源、氮源、无机盐、微量元素Mn2+、pH、温度、接种量、溶氧水平对凝结芽孢杆菌液体培养形成芽孢的影响.结果:芽孢形成的最适培养基组成为:麸皮20g/L,酵母膏5g/L,豆粕粉10g/L,NaCl 5g/L,K2HPO4 3g/L,MnSO4.3g/L;最适培养条件为:初始pH7.0,接种后最适起始芽孢浓度为106CFU/mL,培养温度为40℃,180r/min摇瓶培养,250mL三角瓶中最适装液体积为15mL.在15L自动发酵罐中扩大培养,控制溶氧在30%以上,培养20h,芽孢数量可达5.8×109CFU/mL,芽孢率达96.7%.结论:试验获得的最佳培养条件可进一步应用于生产.     

β-葡萄糖苷酶与透明颤菌血红蛋白在大肠杆菌中的共表达

为解决大肠杆菌高密度发酵生产β-葡萄糖苷酶过程中溶氧不足的问题,分别采用双顺反子和T7启动子系统在Escherichia coli中引入透明颤菌血红蛋白(VHb)以改善溶氧的利用、提高菌体的生物量,进而增加β-葡萄糖苷酶的产量。以双顺反子形式诱导表达VHb时,在摇瓶低溶解氧条件下的最高生物量达到4.24±0.29(OD_(600)),与无VHb表达的对照组相比提高了35.03%,同时β-葡萄糖苷酶发酵酶活达到了(9.78±0.55)U/m L,比对照组提高了25.38%。在3 L发酵罐中使用双顺反子形式共表达VHb时,β-葡萄糖苷酶发酵总酶活达到141.23 U/m L,与无VHb表达的对照相比提高了35.57%。以T7启动子对VHb进行表达后,在摇瓶和发酵罐中β-葡萄糖苷酶的发酵酶活均低于对照组。这些结果表明,在大肠杆菌中以双顺反子形式共表达β-葡萄糖苷酶和VHb能够提升菌体对低溶氧的耐受能力,提高菌体生物量和β-葡萄糖苷酶的产量。     

固定化黑曲霉发酵玉米糖液生产柠檬酸的研究*

利用PVA复合凝胶包埋黑曲霉的孢子及菌丝体。固定后的细胞经过一系列预培养 ,用于发酵玉米生产柠檬酸。试验确定的固定化细胞摇瓶发酵生产柠檬酸最适条件为 :玉米糖液浓度 1 0Bx,培养温度 35℃ ,摇瓶转速 2 5 0r/min。经此条件发酵 64h ,柠檬酸产率最高达到 96g/L ,通常稳定在 90g/L左右。同时对柠檬酸连续批次发酵生产进行了初步研究 ,固定化黑曲霉可连续使用 8批次以上 ,其柠檬酸产量稳定在 86～ 92g/L之间 ,这为柠檬酸连续发酵提供了有利的保证 ,并探讨了有关的工艺技术条件     

聚苹果酸的发酵培养条件优化

对出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)BS02发酵制备生物降解材料聚苹果酸的摇瓶发酵条件进行研究,确定了出芽短梗霉发酵制备聚苹果酸的摇瓶培养条件。由实验结果可知:优化的培养基(g/L)为葡萄糖120.0、丁二酸铵3.0、丁二酸2.0、MnSO4.H2O 0.005、MgSO4.7H2O 0.1,另外每升发酵液加玉米浆0.5 mL,CaCO350 g/L,培养条件为pH4.0～4.5、24℃、500 mL摇瓶装发酵液100 mL、摇床转速220 r/min,在最优条件下,聚苹果酸产量可达到30 g/L。     

固定化黑曲霉发酵玉米糖液生产柠檬酸的研究

利用PVA复合凝胶包埋黑曲霉的孢子及菌丝体。固定后的细胞经过一系列预培养,用于发酵玉米生产柠檬酸。试验确定的固定化细胞摇瓶发酵生产柠檬酸最适条件为：玉米糖液浓度10Bx,培养温度35℃,摇瓶转速250r/min。经此条件发酵64h,柠檬酸产率最高达到96g/L,通常稳定在90g/L左右。同时对柠檬酸连续批次发酵生产进行了初步研究,固定化黑曲霉可连续使用8批次以上,其柠檬酸产量稳定在86－92g/L之间,。这为柠檬酸连续发酵提供了有利的保证,并探讨了有关的工艺技术条件。     

重组人白细胞介素-11工程菌的发酵条件研究

为了探讨发酵条件对大肠杆菌表达人白细胞介素-11融合蛋白的影响,利用正交实验设计,对工程菌的生长条件和人白细胞介素-11融合蛋白表达进行优化。在摇瓶中研究了培养基中的葡萄糖、蛋白胨、酵母抽提物的浓度、pH及摇床转速、装液量、接种量等。确定了工程菌生长及表达的培养基和培养条件:葡萄糖10g/L,蛋白胨20g/L,酵母抽提物10g/L,pH7.5,接种量10%,装液量10%,摇床转速220r/min及诱导时间为4~5h。然后在BiofloⅢ-5L发酵罐中以优化的发酵条件进行了3批实验,结果表明:工程菌量达到55g/L(DCW),重组人白细胞介素-11融合蛋白表达量为33%左右,为进行中试研究奠定了理论基础。     

粘红酵母发酵生产类胡萝卜素培养条件的优化

目的是通过测定不同条件下类胡萝卜素的产量找出粘红酵母发酵生产类胡萝卜素的最优条件。探讨了不同碳源、氮源对粘红酵母菌体生长和色素形成的影响,并通过正交实验确定了最佳条件组合。实验结果表明,最适发酵培养条件为：蔗糖40g/L、酵母粉20g/L、转速150r/min、装液量30mL/500mL、发酵时间84h。在此条件下,粘红酵母摇瓶发酵的生物量、类胡萝卜素含量及产量分别达15.17g/L、718.6μg/g、10.9mg/L,依次比初始发酵提高了1倍、7.4倍和15.8倍。发酵过程动态分析表明,84h色素产量达最高峰。     

星形孢菌素产生菌H41-38的发酵工艺条件

本研究对菌株H41-38发酵生产星形孢菌素的工艺进行了研究.结果表明:30℃、96h为菌株摇瓶培养最适条件.玉米淀粉和酵母粉为最适碳、氮源.采用Fractional factorial design方法确定培养基成分的重要因子:酵母粉和粗盐,然后利用爬坡路径试验和响应面分析法优化了发酵效价取得最大值时酵母粉和粗盐含量,发酵效价最大理论值为252.31μg/mL,摇瓶实测值为251.28μg/mL,其发酵水平比优化前提高了4.33倍.在30L发酵罐(300r/min、30℃、V空气=10L/min～15L/min)中扩大培养84h后发酵效价达到286.44μg/mL,比摇瓶培养效价提高了45.16μg/mL,其发酵参数变化曲线可指导生产罐的应用生产.     

松口蘑深层发酵工艺的研究

对松口蘑深层发酵工艺进行系统研究。通过正交试验初步确定松口蘑适宜的培养基组成 :玉米粉 30g,葡萄糖 1 0g ,豆饼粉 1 0g ,玉米浆 1 0g ,KH₂ PO₄1g ,定容至 1L。适宜发酵条件 :最适生长温度为 2 5℃ ,摇瓶转速为 1 60r/min ,最适pH为 5 0 ,最适接种量为 1 0 % ,装液量 1 2 0mL/ 5 0 0mL摇瓶培养 1 0d ,菌体生物量达 1 2 94g/L。     

5-酮基-D-葡萄糖酸发酵生产的工艺条件优化

葡萄糖酸氧化杆菌可将葡萄糖转化为5-酮基-D-葡萄糖酸(5-KGA),而5-KGA是重要食品添加剂L(+)-酒石酸的合成前体。为提高5-KGA产量及其对葡萄糖的转化率,对5-KGA发酵生产的工艺条件进行优化。在摇瓶水平最适的培养基和培养条件下,5-KGA最高产量为19.7 g/L,较优化前提高43.8%。在5 L发酵罐上控制恒定pH值5.5、溶氧浓度15%条件下,5-KGA产量达到46.0 g/L,较摇瓶最高产量提高1.3倍,应用葡萄糖流加工艺,5-KGA最高产量达到75.5 g/L,转化率超过70%,与已见报道的最高水平相比提高了32.0%,为实现微生物发酵生产5-KGA、进而合成L(+)-酒石酸的工业化提供了切实有效的途径。     

海洋中海藻糖产生菌的筛选及发酵条件优化

从180余份海水、海泥样品中筛选得到60株产海藻糖较高的菌株,编号为2-14的菌株海藻糖产量最高,为127.9mg/g cell。对2-14菌株进行形态特征、培养特征及生理生化试验,鉴定该菌株为红酵母属(Rhodotorula sp.)。研究摇瓶发酵条件对红酵母海藻糖产量的影响,结果为:初始pH5.5,发酵温度28℃,装液量75mL(250mL三角瓶中)。采用优化后发酵条件红酵母海藻糖产量为193.3mg/g cell,优化前对照值为132.1mg/g cell,优化后的结果是优化前的1.46倍。在5L发酵罐中培养得到最佳发酵时间为54h,发酵罐培养发酵液中海藻糖含量最高达2.5g/L,为摇瓶培养的1.6倍。     

α-氯丙酸脱卤酶发酵条件研究

以从厌氧污泥中分离筛选获得的对α-氯丙酸有高效脱卤能力的微生物菌株W20为出发菌株,对其发酵生产脱卤酶的工艺进行了研究。其产脱卤酶培养基组成为:葡萄糖20.0 g/L,尿素1.0 g/L,酵母膏0.5 g/L,Na2HPO4.12H2O 3.2 g/L,KH2PO41.5 g/L,无水MgSO40.098 g/L,微量元素液10 mL/L,维生素溶液5.0 mL/L。产酶条件为:接种量10%,培养基初始pH7.0,培养温度30℃,装液量80 mL/250 mL摇瓶,摇床转速180 r/min。在以上获得的培养基和培养条件下培养48 h后测酶活,脱卤酶活力达到8.76 U/g干菌体,比在原始条件下提高约10倍。     

过程优化提高解脂亚洛酵母积累α-酮戊二酸

目前,应用解脂亚洛酵母发酵生产α-酮戊二酸由于产量和底物转化率低、生产周期长等问题,仍未大规模工业化生产。为了解决这些问题,以研究室诱变选育获得的1株高产α-酮戊二酸的解脂亚洛酵母Yarrowia lipolytica WSH-Z06 C3为出发菌株,考察了该菌株在50 L发酵罐中转速、碳酸钙浓度、溶氧以及补料方式(多节点补料、恒速补料)等因素对α-酮戊二酸积累的影响。结果表明,当转速为300 r/min时,α-酮戊二酸和丙酮酸的产量分别为32.4 g/L和19.66 g/L;碳酸钙质量浓度为20 g/L时,α-酮戊二酸的产量提高至38.55 g/L,丙酮酸降低至8.28 g/L;控制溶氧水平在50%时,α-酮戊二酸产量为42.39 g/L,此时丙酮酸为6.22 g/L。比较高初始甘油浓度和不同的补料发酵策略,发现恒速补料效果最好,发酵144 hα-酮戊二酸产量达到66.27 g/L,丙酮酸产量为20.82 g/L。通过上述发酵过程参数的优化,α-酮戊二酸的产量和底物的转化率比未优化前分别提高了67.3%和4.56%,为解脂亚洛酵母工业化生产α-酮戊二酸提供一定参考。     

过氧化氢酶发酵生产条件优化及在染整清洁生产中的应用研究

在以嗜热子囊菌生产过氧化氢酶的摇瓶发酵研究中,获得了适合工业化生产的碳源,即以26g/L的糊化玉米淀粉和1%(v/v)乙醇为混合碳源,过氧化氢酶的酶活达到了1996 u/mL,比优化前提高了25%。在此基础上,重点研究了发酵罐上的主要影响因素溶解氧对发酵的影响,通过分段控制搅拌转速,在52h将搅拌转速从200r/min提高到350r/min,过氧化氢酶最高酶活达到4505 u/mL,与不使用控制溶氧水平策略相比,酶活力提高了2.4倍。此外,还考察了该酶去除过氧化氢的效率,并在实际纺织生产中进行了应用实验,取得了良好的效果。     

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。     

绿色糖单孢菌-木素过氧化物酶的发酵工艺研究

本研究以一株中度耐热耐碱放线菌--绿色糖单孢菌(Saccharomonospora viridis)为研究对象,用16 L发酵罐对该菌进行了木素过氧化物酶(lignin peroxidases, LiP)的诱导发酵,确定了最适的产酶工艺条件:接种量为10%,C/N为1∶3,搅拌速度为250 r/min,通气量为5 L/min,通过控制通气量和调整搅拌转速,使溶氧维持在35%以上,此条件下绿色糖单孢菌较摇瓶实验提前将近24 h达到产酶高峰,酶活最高可达0.41 U/ml;同时在发酵罐中测定该菌株的生长曲线和代谢曲线以确定其发酵代谢规律.     

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。     

高山被孢霉产花生四烯酸发酵条件的研究

通过一株高山被孢霉M_(20)(Mortierella alpina)产花生四烯酸的摇瓶发酵研究,确定了其最佳发酵培养基组成及最适摇瓶发酵工艺条件。摇瓶实验确定的最佳培养基组成为(g/L):玉米粉水解液葡萄糖150,酵母粉15,KH_2PO_4 3.0,NaNO_3 3.0,MgSO_4·7H_2O 0.5。最佳发酵工艺条件为:初始pH6.5,装液量为50ml/500ml摇瓶,摇床转速150r/min,温度在菌体生长前三天控制在25℃培养,以后调至20℃培养。在此条件下,发酵培养被孢霉的生物量、菌体总油脂及花生四烯酸分别高达35.5g/L、13.2g/L及2.2g/L,在15L及1000L自动机械搅拌罐进行发酵试验,AA产量分别高达1.86g/L及1.70g/L。     

酶水解菊芋糖浆发酵生产琥珀酸的初步研究

用产菊粉酶的一株黑曲霉菌株进行产酶发酵条件和水解条件研究,在30℃,pH 6.0,摇床转速200 r/min,发酵时间为3 d的最适产酶条件下,酶活可以达到45.9 U/mL.以总糖含量为85.2 g/L的菊芋粉为初始底物,最适酶水解条件为温度50℃,加黑曲霉培养液的量为10%(v/v),水解12 h后,水解率达到99.6%.用此酶解液在5 L搅拌发酵罐中进行琥珀酸发酵,初始还原糖浓度53.5 g/L,36 h发酵产琥珀酸43.8 g/L,琥珀酸产率0.83 g/g,糖利用率99.0%,琥珀酸生产强度1.22 g/(L·h).     

表达重组葡激酶-水蛭素融合蛋白的大肠杆菌工程菌的高密度培养

采用溶氧反馈的分批培养流加补料的方法高密度培养重组大肠杆菌BL21(DE3)生产重组葡激酶-水蛭素融合蛋白。通过摇瓶培养对菌种和培养条件的初步筛选,采用溶氧反馈的流加补料策略,进行了5L发酵罐的合成培养基和复合培养基的发酵工艺的研究。通过对培养条件的不断优化,重组葡激酶-水蛭素融合蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)里得到了高效表达,菌体密度最终达到115g/L(WCW)以上,可溶性重组融合蛋白占菌体总蛋白的30%以上,含量约为1.1~1.2g/L。5L发酵罐的发酵工艺参数在40L发酵罐中进行了放大培养,结果表明该工艺能有效的放大,可适用于工业生产。