混合培养中巨大芽孢杆菌对氧化葡萄糖酸杆菌的作用

为查明维生素Ｃ二步发酵混合培养中巨大芽孢杆菌与氧化葡萄糖酸杆菌间的关系,通过生长曲线测定、静息细胞实验及摇瓶发酵实验研究了巨大芽孢杆菌对氧化葡萄糖酸杆菌生长和产生２－酮基－Ｌ－古龙酸作用的影响;采用超滤分离、凝胶层析及聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对巨大芽孢杆菌胞外液中具有促进氧化葡萄糖酸杆菌产酸作用的活性物质进行了分离和纯化。结果表明,大菌胞内液和胞外液均可促进小菌生长,大菌胞外液中具有该作用的组分分子     

巨大芽孢杆菌B．m2980产孢对氧化葡萄糖酸杆菌产酸的影响

为确定维生素C二步发酵中巨大芽孢杆菌（伴生菌）芽孢形成对氧化葡萄酸杆菌（产酸菌）产酸的影响,本研究通过对巨大芽孢杆菌生长特性分析,选取培养12h（未形成芽孢）和36h（芽孢大量形成）巨大芽孢杆菌B．m2980,检测其胞外液、胞内液以及混合液对产酸菌生成2-酮基-L-古龙酸的影响。结果表明,在未开始形成芽孢时,伴生菌胞外液、胞内液及混合液对产酸菌的生长和产酸有较低的促进作用,其中胞内液的促进能力大于胞外液;在芽孢生成后,胞外液以及混合液对产酸菌生长和产酸的促进能力显著提高。     

Vc二步发酵中伴生菌的作用机制

应用细胞培养和膜分离技术研究了Vc两步发酵中伴生菌巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）对氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter oxydans）产酸作用机制。结果表明：巨大芽孢杆菌培养液中分子量在30－50kD及大于100kD组分明显促进产酸：其组分通过凝胶怪析分离纯化,自动紫检测仪检测（280nm）,聚丙烯酰胺凝胶电泳及考马斯亮兰G250特异染色,初步证实为蛋白质,且至少是两种以上蛋白质,它们在低温下稳定性较好。     

微生物混合培养从D山梨醇产生维生素C前体——2-酮基-L-古龙酸

氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter oxydans)SCB329以D－山梨醇为底物培养时可产生微量2－酮基－L－古龙酸;而葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter sp.)SCB110能将D－山梨醇以较高效率转化为L－山梨糖,但不产2－酮基－L－古龙酸。将两种微生物在以山梨醇为底物的培养基中混合培养,其代谢产物经分离提纯后进行熔点测定、元素分析、红外吸收光谱测定等,确定其主要的代谢产物是2－酮基－L－古龙酸。     

氧化葡萄糖酸杆菌SCB329的培养及保存

氧化葡萄糖酸杆菌SCB329和苏云金芽孢杆菌SCB933是混合发酵产生维生素C前体2－KLG两株主要菌种,本文对氧化葡萄糖酸杆菌SCB329的纯培养,传代及纯小菌的保存及其对产酸的影响作了研究。     

一株芽孢杆菌在维生素C二步发酵中对小菌的促进作用

从土壤中分离到1株能更好促使小菌生长和产酸的芽孢杆菌B601,作为伴生菌与巨大芽孢杆菌相比,在生长过程中,发酵液中B601活菌数小于巨大芽孢杆菌,而其芽孢数则多于巨大芽孢杆菌。对B601组成菌系的发酵条件进行优化,得到如下结果：100g／L L-山梨糖、6g／L尿素、10g/L玉米浆、培养温度30℃和发酵周期44h。与巨大芽孢杆菌组成菌系相比其底物,L-山梨糖质量浓度提高了25％,尿素下降了50％．玉米浆质量浓度下降了33％,温度提高了2℃,发酵周期缩短了4h。结果表明：B601作为伴生菌,与巨大芽孢杆菌相比,该菌株明显提高了发酵效率。     

VC二步发酵产酸菌氧化葡萄糖酸杆菌的选育

实验通过紫外线两轮诱变的方法诱变选育氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter oxydans）,以实现提高2-酮基-L-古龙酸（2-KLG）产量的目的,获得1株高产2-KLG的菌株G5。结果证明该突变菌株在pH6．5—6．7的发酵培养基中与蜡质芽孢杆菌（Bcillus cereus）混合发酵,G5的平均糖酸转化率提高了13．49％,酸量达到83．6mg／mL,发酵周期缩短了2—3h。经连续10代转接发酵实验,证明其产酸稳定性较好。结论：氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter oxydans）的突变体G5提高了糖酸转化率,缩短了发酵周期。     

VC三菌种一步发酵方法的构建与研究

就维生素C微生物一步发酵方法进行了探索,构建了酮古龙酸杆菌、氧化葡萄糖酸杆菌和芽孢杆菌三菌混菌一步发酵的方法。研究发现,植物内生芽孢杆菌可以与酮古龙酸杆菌配合,促进酮古龙酸杆菌生长和产酸。在有山梨醇存在的条件下酮古龙酸杆菌及其伴生菌能够快速地生长增殖,植物内生芽孢杆菌在发酵的10h中不断消耗山梨醇。5L的发酵罐中,酮古龙酸杆菌、氧化葡萄糖酸杆菌和植物内生芽孢杆菌三菌混菌一步发酵在恒定的30℃温度,600r/min搅拌速度和1.5vvm通气条件下,补料发酵过程中醇酸质量转化率达到了81.89%,在分批发酵过程中,醇酸质量转化率达到了87.90%,进一步优化了维生素C生产工艺。     

新组合菌系SCB329—SCB933利用L—山梨糖发酵生产维生素C前体—2—酮基…

新组合菌系氧化葡萄糖酸杆菌ＳＣＢ３２９－苏芸金芽杆菌ＳＣＢ９３３能在较长时间内保持高的转化活力且具有极强的抗杂菌污染的特性。在一次投糖分批发酵的基础上,探索在控制溶氧、ＰＨ,温度等条件下,分批加入Ｌ－山梨糖发酵生产２－酮基－Ｌ－古龙酸新工艺。采用新工艺,既充分利用了菌系的优良特性,又避免了高糖浓度可能对菌系造成的不良影响。Ｌ－山梨糖最终浓度达到１４％（Ｗ／Ｖ）,产酸１２０－１３５ｇ／ｌ,转化率９０     

氧化葡萄糖酸杆菌中硫辛酸合成模块对维生素C一步混菌发酵的影响

在由氧化葡萄糖酸杆菌和普通生酮古龙酸杆菌构建的维生素C两菌一步发酵体系中,为了强化氧化葡萄糖酸杆菌对普通生酮古龙酸杆菌生长和产酸的促进作用,文中在氧化葡萄糖酸杆菌中构建硫辛酸合成功能模块。由含硫辛酸功能模块的氧化葡萄糖酸杆菌和普通生酮古龙酸杆菌组成的两菌一步体系,能减轻普通生酮古龙酸杆菌单菌培养时的生长抑制,强化两菌的互作关系,使维生素C前体(2-酮基-L-古龙酸,2-KGA)的产量提高到73.34 g/L(对照组为59.09 g/L),醇酸转化率提高到86.0%。研究结果为进一步优化维生素C两菌一步发酵体系提供了新思路。     

巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）突变株Bn,B5的生物学特性及在Vc二步发酵中的伴生作用

对选出的巨大芽孢杆菌突变株Bn,B5进行了生物学特性及发酵条件的研究,发现它们具耐低pH和抗高浓2KGA特性.可促进氧化葡萄糖酸杆菌生长,使其延迟期缩短,产酸增加.适宜的通气量下,摇瓶糖酸转化率提高10%～14%;当发酵pH为6.2～6.6时,转化率提高20%～30%.     

Vc 二步发酵中的微生物生态调控

研究了Vc二步混合菌发酵中氧化葡萄糖酸杆菌与巨大芽孢杆菌的生长和相互作用。结果表明,2株混合菌在发酵中可形成一种协同共生,促进2－酮基－L－古龙酸产生;二菌协同共生的过程及条件不同,促进产酸能力亦不同。环境因子影响二菌协同共生,优化环境因子可显著改善二菌协同共生效率,并提高醇到发酵转化率。     

氧化葡糖杆菌sndh-sdh基因簇的克隆表达

目的:从氧化葡糖杆菌H763中克隆sndh-sdh基因簇,在大肠杆菌和氧化葡糖杆菌621H中分别表达山梨酮脱氢酶-山梨糖脱氢酶(SNDH-SDH),并检测其活性。方法与结果:以氧化葡糖杆菌H763基因组DNA为模板,PCR扩增包括启动子、结构基因及终止序列在内的sndh-sdh基因簇,回收3533 bp的扩增产物,连入pMD18T载体,转化至大肠杆菌DH5α中表达;以山梨糖或木糖为底物,DCIP法检测菌体裂解液,DCIP检测液颜色由蓝绿色变为黄色,表明大肠杆菌表达产物具有脱氢酶活性。构建pBBR1MCS2-sndh-sdh载体,通过接合转移导入氧化葡糖杆菌621H,重组葡糖杆菌在以山梨醇或山梨糖为底物的培养基中培养,采用薄层层析检测法检测其培养上清中的代谢产物,层析板上显示了2-酮基-L-古龙酸斑点。结论:重组大肠杆菌DH5α和氧化葡糖杆菌621H中均表达了有脱氢酶活性的SNDH-SDH。     

VC二步发酵新组合菌系的研究

选用苏云金芽孢杆菌与氧化葡萄糖酸杆菌组成一新组合菌系 ,其摇瓶发酵转化率较原菌系提高 4 .83% ,且具有耐受高浓度 (10 % )山梨糖的特性。在 4m3 发酵罐中 ,连续 4批发酵平均转化率较对照菌系提高 8.16 % ,周期缩短 2 3.7%。新菌组合系的发酵转化率与玉米浆浓度成正相关性 ,尿素浓度x2 =1.4 5 % (g/ 10 0mL)时 ,转化率达最大。     

2—KLG产生菌混合发酵特性及最佳混生模式的研究

氧化葡萄糖酸杆菌合成的2－KLG对巨大芽孢杆菌的生长繁殖具有明显的抑制作用,可缩短其生长周期。发酵体系中巨大芽孢杆菌的存在是氧化葡萄糖酸杆菌的生长繁殖和合成2－KLG所必需的,发酵过程中巨大芽孢杆菌裂解所释放的活性物质可能是刺激氧化葡萄糖酸杆菌合成2－KLG的主要原因。二菌混合发酵需在适宜的混生模式下才可达到最佳效果。     

以甘油为唯一碳源的氧化葡糖杆菌适应性驯化及催化合成米格列醇中间体6NSL

氧化葡糖杆菌(Gluconobacter oxydans)来源的山梨醇脱氢酶可催化N-羟乙基葡萄糖胺合成6-脱氧-6-氨基(N-羟乙基)-α-L-呋喃山梨糖,即合成降血糖药物米格列醇的关键中间体。本文采用适应性驯化策略,以甘油为唯一碳源,通过40 g/L、60 g/L、80 g/L和100 g/L甘油梯度连续传代培养,筛选获得了一株以甘油为碳源的高活力菌株G.oxydans A-3-D,扫描电镜结果表明该细胞表面褶皱较原始菌株有显著增加。在80 g/L甘油培养基摇瓶培养24 h后,菌体浓度为4.58 g DCW/L,山梨醇脱氢酶的发酵体积酶活与比酶活分别为原始菌株G.oxydans ZJB-605的1.3倍及1.5倍。此外,在摇瓶培养条件下对影响催化反应进程的关键因素进行了考查,结果表明在摇瓶体系中,G.oxydans A-3-D的最适催化反应条件为80.0 g/L底物、2.0 g DCW/L菌体细胞、20 mmol/L Mg~(2+)浓度,15℃反应48 h后底物转化率达到90.8%,6NSL累积浓度为72.6 g/L,较G.oxydans ZJB-605有显著提升。     

山梨醇脱氢酶的克隆、表达及活性检测

目的:从氧化葡糖杆菌H24中克隆山梨醇脱氢酶基因进行表达并检测其活性。方法:以氧化葡糖杆菌H24基因组DNA为模板,PCR扩增包括启动子、结构基因及其后的终止序列在内的山梨醇脱氢酶基因;将PCR产物插入pMD18T载体,转化大肠杆菌DH5α;通过活性电泳检测山梨醇脱氢酶在大肠杆菌中的表达及活性。结果:从氧化葡糖杆菌H24中扩增得到山梨醇脱氢酶基因并在大肠杆菌中实现表达,重组菌株经活性电泳检测具有醇糖转化活性。结论:原核表达的山梨醇脱氢酶具有很强的醇糖转化活性。     

新组合菌系SCB329-SCB933利用L-山梨糖发酵产生维生素C前体2-酮基-L-古龙酸的研究Ⅲ.发酵过程的特征和条件控制

在分析了新组合菌系ＳＣＢ３２９－ＳＣＢ９３３发酵过程特征的基础上,对流加发酵工艺中的种子培养、ｐＨ、溶氧的控制,以及发酵液初始培养基中的Ｌ－山梨糖浓度和流加起始点进行了优化,获得了比分批发酵更为满意的结果：发酵最终总糖达１３％（ｗ／ｖ）左右,发酵周期４０～５０ｈ,产２－酮基－Ｌ－古龙酸达１１５－１３０ｍｇ／ｍｌ,克分子转化率达８８ｍｏｌ％左右。     

巨大芽孢杆菌在维生素C二步发酵中的作用

巨大芽孢杆菌培养时期不同其上清液对促进氧化葡萄糖酸杆菌生长和产酸能力不同,在稳定期及衰亡初期显著促进氧化葡萄糖酸杆菌生长与产酸.pH、温度可改变上清液对氧化葡萄糖酸杆菌生长与产酸的影响.上清液中含活性物质具有蛋白质的部分性质,对酸、碱、热敏感.