1,3-丙二醇发酵液的絮凝预处理研究

研究了天然澄清剂Ⅱ型B组份对1,3-丙二醇发酵液的絮凝预处理效果。首先通过单因素实验和正交实验,确定了影响絮凝的主要因素及其最佳工艺条件：即在pH6．0、用量为0．01g／L、NaCl盐浓为0g／L时,絮凝率可以达到95．97％。然后考察了絮凝预处理对发酵液过滤以及电渗析脱盐的影响,实验结果表明：絮凝预处理能显加快发酵液中固体微粒的沉降,提高过滤速度,其中絮凝样的滤饼湿基、干基重量分别比对照样增加41．13％、51．88％;絮凝预处理还能加快电渗析脱盐速度,与过滤相结合可以代替离心预处理。     

壳聚糖对嘧啶核苷类新型抗真菌抗生素发酵液絮凝除菌作用的研究

利用天然高分子聚合物壳聚糖为絮凝剂去除抗生素发酵液中的菌体,结果表明:发酵液pH值、絮凝剂用量是影响絮凝效果的主要因素。最佳絮凝条件为pH7.0,絮凝剂用量0.4g/L,温度30℃,此时菌体絮凝率(FR%)可达70%以上。经絮凝预处理后,滤速为处理前的2.5倍,发酵液的效价由700 U/mL提高到860 U/mL。     

絮凝法预处理透明质酸发酵液的研究

目的:提高透明质酸的纯度。方法:研究了絮凝预处理发酵液对醇沉法提取透明质酸的影响,并通过正交试验对预处理条件进行了优化。结果:明矾可作为最佳絮凝剂,正交实验最佳絮凝条件为:絮凝剂添加量1 000mg/L、絮凝温度30℃、絮凝转速60r/min、絮凝时间20min。在该条件下处理的HA发酵液相对于未经过处理的对照组,菌体去除率可提高42.6%,蛋白去除率可提高5.9%。     

双极膜电渗析分离发酵液中L-乳酸

采用三室型双极膜电渗析装置将发酵液中的L-乳酸钠转化为L-乳酸。探讨操作电压、流速、进料L-乳酸钠质量浓度等工艺参数对转化过程的影响,考察电渗析过程参数对转化率、物料损失率、电流效率和能耗等技术指标的影响。在最优操作条件下（流速40L／h,电压15V）对2L的100．25g／L乳酸钠发酵液进行分批重复电渗析处理。结果表明：整个过程的转化率为81．22％,损失率为1．5％,能耗为0．81kW·h／kg,电流效率为91．8％,得到的L-乳酸质量浓度可达144．31g／L．电渗析残液补糖后可回到发酵罐中用于发酵生产L-乳酸.     

海带发酵制取生物乙醇的影响因素与优化条件

针对海带的碳水化合物不易被单一菌株发酵转化为乙醇的难题,通过酸化、匀浆和消化等预处理和正交试验,利用多酶系多菌种微生物复合发酵剂的酿酒曲,研究海带发酵制取生物乙醇的影响因素与优化条件。结果表明:在预处理试验中,加入一定量的Na2CO3,可以提高海带液中还原性糖和总糖的含量;消化温度对总糖影响相对较大,而对还原性糖的影响较小;过滤不利于得到较高浓度的乙醇;在优化条件中,发酵液的初始酸碱度是最重要的,其次是发酵温度和基质浓度,发酵液体积的影响程度相对较小。在基质(海带)质量浓度为0.15 g/L、温度34℃、起始pH 6.5和发酵液体积200 mL时,可以获得最大的乙醇产量4.09 g(以100 g海带计)。     

赤霉素发酵液的絮凝预处理研究

通过过滤滤饼常数的测定,分析、讨论了用絮凝法预处理赤霉素发酵液的合理性。实践证明,絮凝不仅可以大大改善发酵液的固液分离效果,同时使滤液浓缩后的沉淀量减少了２／３,萃取过程中的乳化现象也得到了明显的改善。     

青霉素酶发酵液的预处理和酶学特性

研究了在发酵液中添加絮凝剂对发酵液进行预处理,对蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）产生青霉素酶的影响与酶学特性。实验结果表明,发酵液膜处理的难易程度与芽孢释放程度成正相关,在发酵液中添加0．02g／mL自制絮凝剂进行预处理,过滤效率提高10倍,而酶活损失仅5％;酶学特性研究结果表明,该酶最佳反应温度55℃时,酶的最适反应pH值7．0,金属离子锌、锰、镁对酶有激活作用,其浓度为0．25moL／L;酶热稳定性研究结果表明,在75℃下保温30min时,酶活损失85％。该酶在过量青霉素底物下,酶促反应为0级反应。     

L-色氨酸基因工程菌发酵培养基配方优化研究

[目的]对L-色氨酸基因工程菌液态发酵的培养基进行优化。[方法]通过P-B试验,筛选出对基础发酵培养基的发酵液中L-色氨酸浓度影响显著的因素,进一步通过最陡爬坡试验、B-B试验对影响显著的因素进行优化。在此基础上,确定最佳的发酵培养基配方。[结果]酵母粉、Fe SO4·7H2O、KH2PO4对发酵液中L-色氨酸浓度的影响显著;最佳培养基配方为:Glucose 25.0 g/L,酵母粉4.5 g/L,(NH4)2SO49.0 g/L,Mg SO44.5 g/L,柠檬酸钠2.0 g/L,Fe SO4·7H2O 96.1 m g/L,KH2PO41.2 g/L。[结论]根据此配方进行验证实验,发酵液中L-色氨酸浓度可达2.25 g/L。     

壳聚糖ZnSO4的络合物对Bacillus amyloliquefaciens BS20发酵液絮凝回收

目的利用壳聚糖-ZnSO_4作为絮凝剂回收B.amyloliquefaciens BS-20发酵液中产生的芽胞孢子,为益生芽胞杆菌制剂的工业化生产提供新的浓缩方法和参考。方法通过制备壳聚糖-ZnSO_4形成络合物,对B.amyloliquefaciens BS-20孢子发酵液进行絮凝处理,分别探讨絮凝的发酵液初始pH值条件、初始壳聚糖浓度以及壳聚糖-ZnSO_4的最适配比等参数对絮凝效果的影响;并对絮凝回收的芽胞活菌孢子数量进行验证。结果在发酵液初始pH值调整为4.5、壳聚糖浓度为0.5 g/L并且与ZnSO_4按照3∶1的配比进行络合后,能够有效地实现发酵液的菌体絮凝,最终回收后发酵液的浓缩率为90%,益生芽胞杆菌活菌孢子的回收率可达93%。结论该实验结果可以为在液体发酵中产生的芽胞孢子进行快速回收制备处理。     

基于乙醇预处理的发酵液中丙氨酸RP-HPLC检测方法

在用RP-HPLC法C18色谱柱和紫外检测器检测发酵液中丙氨酸时,由于发酵液中存在丙酮酸,而丙酮酸对紫外吸收过强,且两者峰之间有重叠,导致无法准确检测出丙氨酸含量。为解决此问题,本文在RP-HPLC检测前首先对丙氨酸发酵液进行了乙醇沉淀预处理,实现了丙酮酸和丙氨酸在检测进样前的分离,消除了丙酮酸信号对丙氨酸的影响,能准确测定出丙氨酸含量。达到有效分离的发酵液与无水乙醇最佳比例为1∶14;经氨基酸自动分析仪检测发酵液中丙氨酸实际含量为92.60g/L;经RP-HPLC检测,沉淀中丙氨酸的含量为为92.04 g/L,丙氨酸的回收率高达99.40%。本研究利用乙醇对丙氨酸发酵液进行预处理,使RP-HPLC法可以运用于检测发酵液中丙氨酸含量,适用于工厂发酵生产过程中丙氨酸的快速检测。     

2，3-丁二醇的发酵及盐析分离工艺

采用克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae CICC 10011）发酵生产2,3-丁二醇,并对2,3-丁二醇的盐析分离工艺进行了考察。通过实验确定了以葡萄糖为底物微氧批式流加发酵的条件,发酵液中2,3-丁二醇和3-羟基丁酮的质量浓度分别为90．98g/L和12．40g/L,2,3-丁二醇的摩尔转化率为82．7％,生产强度达到2．1g/（L·h）。对发酵液中2,3-丁二醇的盐析分离研究表明,K2HPO4和K3PO4对2,3-丁二醇的盐析效果优于K2CO3。当发酵液浓缩70％后,加入质量分数为45％的K,HPO4,2,3-丁二醇的分配系数达到9．10,回收率为79．37％;上相中2,3-丁二醇的质量浓度达到420g／L;此时3-羟基丁酮的分配系数和回收率分别为11．9和83．48％。     

自絮凝酵母高浓度重复批次乙醇发酵

利用发酵性能优良的自絮凝酵母Saccharomyces cerevisiaeflo,研究开发了重复批次高浓度乙醇发酵系统,以节省下游加工过程的能耗。在终点乙醇浓度达到120g/L左右的条件下,发酵系统的乙醇生产强度达到8.2g/(L·h)。然而实验中发现,随着发酵批次的增多,自絮凝酵母沉降性能逐渐下降,从发酵液中沉降分离所需时间相应延长,导致发酵液中高浓度乙醇对酵母的毒害作用加剧,影响其发酵活性和发酵系统运行的稳定性,发酵装置运行11个批次后无法继续运行。实验结果表明,絮凝能力下降导致的酵母絮凝颗粒尺度减小是其沉降性能下降的主要原因。进一步研究发现,酵母的絮凝能力通过再培养可以恢复。在此基础上对发酵系统操作进行改进,每批发酵结束后可控采出一定比例菌体,调节系统的酵母细胞密度和乙醇生产强度以刺激酵母增殖,保持其絮凝能力。在达到相同发酵终点乙醇浓度条件下,虽然发酵系统的乙醇生产强度降低到4.0g/(L·h),但运行10d后絮凝颗粒酵母尺度趋于稳定,继续运行14d,未发现絮凝颗粒酵母尺度继续下降的现象,系统可以稳定运行。     

发酵抑制物对絮凝酵母戊糖发酵的影响

将絮凝剂加入酵母溶液中,使酵母絮凝成颗粒以此作为固定化酵母进行戊糖发酵。研究了常见发酵抑制物(甲酸、乙酸、糠醛和乳酸等)对絮凝酵母发酵木糖的影响。结果表明:在60.0g/L木糖发酵液中,经过24h发酵,木糖利用率达94.6%,当分别添加抑制物甲酸、乙酸、糠醛、乙醇和乳酸时,聚氧乙烯絮凝酵母分别对其的耐受浓度为0.5、0.5、1.0、30.0和8.0g/L。当抑制物添加量超过各自的耐受浓度后,对絮凝酵母发酵会产生明显的抑制作用。     

Sphingomonas sp. X20絮凝特性及培养条件研究

目的:对分离筛选获得絮凝剂产生菌Sphingomonas sp.X20絮凝特性及培养条件进行研究.方法:采用单因素和正交实验确定最适产絮凝剂培养条件.结果:研究发现,菌株X20的微生物絮凝剂对高岭土悬液具有良好的絮凝效果,在温度为37℃、培养基初始pH7.0、摇床转速为100r/min条件下培养12h获得的絮凝剂絮凝活性最好,絮凝率达92.8%.正交实验结果表明,菌株Sphingomonas sp.X20产絮凝剂最佳培养基的组成:淀粉15g/L,NH4Cl 1.Og/L,KH2P04,2g/L,K2HP04 5g/L,NaC1 O.lg/L,MgS04·7H2O 0.2g/L,pH7.0.结论:菌株X20是一株高效的产絮凝剂菌,具有很好的应用前景.     

基因工程α-半乳糖苷酶的制备及其性质研究

在获得可分泌表达α-半乳糖苷酶基因工程毕赤酵母菌株的基础上,尝试了基因工程α-半乳糖苷酶在5 L发酵罐中的表达以及从发酵液中纯化α-半乳糖苷酶的研究。在4 L无机盐培养基中接种0.4 L pPIC9K-Gal/GS115培养物,最终得到3.5 L发酵液。离心所得上清中总蛋白含量为2.1 g/L。根据发酵液中目的蛋白含量高、杂质少等特点,设计了如下的纯化流程：离心→超滤→阳离子交换层析→脱盐→浓缩。纯化后电泳银染结果呈单一蛋白带,总回收率41%。通过测定米氏常数等生化性质对重组酶进行鉴定后,完成了人B型红细胞的酶解实验。结果表明,从发酵液中纯化的α-半乳糖苷酶可将B型红细胞改造成O型红细胞。本研究同时在数量和质量上为α-半乳糖苷酶在众多领域的广泛应用奠定了基础。     

耐底物腈水合酶融合子的产酶条件优化

采用正交设计法对耐底物腈水合酶融合子的发酵条件进行优化,以发酵液起始pH,发酵周期,接种量,装料系数作为考察因素,最终确定最佳发酵条件为:起始pH8.0、发酵周期54h、接种量12％、装液系数12％.在此优化条件下融合子腈水合酶的活力达到1100万U/ml,较优化前提高了83.3％.通过响应面法对发酵培养基配方进行优化研究,采用Plackett-Burman法对8个因素进行了筛选,结果表明,葡萄糖、尿素、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾是影响发酵液腈水合酶产量的主效应因子.用最陡爬坡试验及Central composite design设计进一步优化,利用Design-Expert软件进行二次回归分析,得到各因素的最佳浓度为:葡萄糖22.62g/L、尿素9.76g/L、K2HP04 1.22g/L、KH2PO41.268g/L.在此培养基优化配方下融合子腈水合酶的活力达到1280万U/ml,较原配方的酶活提高了16.4％.     

β-甘露聚糖酶发酵液絮凝条件的统计学筛选与响应面优化

采用Plackett-Burman(PB)和中心复合设计(Central Composite Design)对影响地衣芽孢杆菌TJ-101发酵生产β-甘露聚糖酶粗发酵液絮凝操作的8个条件进行筛选优化。PB实验设计与统计学分析表明:加水量、阳离子聚丙烯酰胺(C-PAM)和阴离子聚丙烯酰胺(A-PAM)的体积分数是影响酶活收率的3个关键因素。以酶活收率为响应目标,对3因素进行中心复合设计,并经响应面法优化分析得到影响酶活收率的二阶模型,确定了β-甘露聚糖酶发酵液絮凝实验的最优操作条件为:加水量体积分数240.55%,C-PAM体积分数14.13%,A-PAM体积分数16.97%,絮凝后发酵液的酶活收率达70.42%。     

酵母中海藻糖提取的响应曲面优化及纯化工艺

目的:针对现有技术存在的步骤复杂、环境污染和效率不高等问题,探索干酵母中海藻糖的高效提取纯化新工艺。方法:以提取温度、提取时间和氧化钙浓度为考察因素,以海藻糖浓度为响应值,采用响应曲面法优化海藻糖的干酵母热纯水提取工艺。以硫酸锌为絮凝基质,以氢氧化钡为pH调节剂,考察了硫酸锌浓度对一步法过滤纯化的影响。结果:当提取温度为78℃、时间为1.3 h、氧化钙浓度为12.6 g/L时,得到了海藻糖最大提取浓度为0.238 g/g干酵母。当硫酸锌浓度为35.71 g/L时,蛋白质脱除率达到99.1%,溶液电导率减小至569 us/cm,更有利于后期结晶。结论:整个过滤纯化工艺的海藻糖损失率仅为7.7%,远低于传统提取工艺。     

微生物絮凝剂产生菌的筛选及培养条件的优化

目的:从好氧活性污泥、土壤和河泥中分离筛选具有较高活性的絮凝剂产生菌,并优化其培养条件;方法:通过常规分离获得目的菌株,运用单因素法考察培养时间、培养温度、发酵液初始pH值及摇床转速对菌株絮凝活性的影响;结果:得到了絮凝活性较高的菌株,经过优化得出,其最佳培养时间和温度分别为48h和30℃,发酵液最佳初始pH值为7.0,最佳摇床转速为120r/min,在最佳培养条件下,RF-32对高岭土悬浊液絮凝率为84.32%。结论:从活性污泥中可筛选出较高活性的絮凝剂产生菌,研究发现,菌株的絮凝活性与其生长量呈同步增长趋势,并在一段时间后达到一稳定值。培养时间、培养温度、发酵液初始pH值及摇床转速均能通过一定的作用因素对菌株生长情况产生影响,进而影响其絮凝活性。     

利用响应面法优化α-糖苷酶抑制剂发酵培养基

【目的】采用响应面法对戈壁三素链霉菌PW409发酵合成α-糖苷酶抑制剂的培养基进行优化。【方法】采用Plackett-Burman法筛选影响α-糖苷酶抑制剂产生的关键因素,用最陡爬坡试验逼近关键因素的最大响应区域,采用Box-Behnken设计以及响应面分析法,得到各因素的最佳浓度,通过液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)对发酵液中α-糖苷酶抑制剂进行定量分析。【结果】发酵培养基中可溶性淀粉、KNO3和K2HPO4的浓度对α-糖苷酶抑制剂的产量影响较大。优化后的培养基组成为:可溶性淀粉9.01 g/L,KNO3 11.0 g/L,K2HPO4 0.32 g/L,MgSO4.7H2O 0.50 g/L,FeSO4.7H2O 0.01 g/L,pH 7.5。【结论】在此优化条件下,链霉菌PW409发酵液对麦芽糖苷酶的半数抑制浓度IC50为22 mg/L,抑制活性较优化前提高了近10倍。发酵液中的1-脱氧野尻霉素含量可达7.84 mg/L,较优化前提高了668倍,米格列醇的含量可达0.94 mg/L,较优化前提高了10倍。