酿酒酵母菌培养条件的研究

目的:优化酿酒酵母液体发酵得到菌体的最佳条件。方法:通过单因素试验,以吸光度为指标,研究碳源、氮源、接种量、pH值及无机离子对酿酒酵母菌生长的影响。结果:酿酒酵母生长的最佳碳源是葡萄糖,最佳氮源是蛋白胨,最佳接种量2%,最佳初始pH为4.5,添加无机盐硫酸亚铁能够促进其生长。结论:得到了酿酒酵母液体生长的最佳培养基配方。     

脱氮假单胞菌生产维生素B12过程中粪卟啉Ⅲ的测定及发酵调控

脱氮假单胞菌发酵生产维生素B₁₂过程中,副产物粪卟啉Ⅲ的积累对产物的代谢合成和分离提取有很大的影响。建立了发酵液中粪卟啉Ⅲ的HPLC快速测定方法,发酵液处理后直接进样测定,检测线性范围为12~275 μg/ml,重复性好。研究了不同供氧水平、二氧化碳浓度和pH值对发酵过程中维生素B₁₂和粪卟啉Ⅲ代谢合成的影响,并在120吨发酵罐中进行了发酵过程优化控制。结果表明:在发酵过程产物的合成期控制适当的供氧水平、控制二氧化碳浓度在8.6±0.8%、维持pH值在7.0±0.12能明显抑制卟啉Ⅲ的生物合成,同时使维生素B₁₂产量提高15%。     

串联填充管式反应系统中高浓度乙醇连续发酵

在一套由搅拌罐和管式反应器串联而成的组合式反应系统中,利用酿酒酵母进行连续发酵生产高浓度乙醇。后续管式反应器内通过装填聚氨酯颗粒和木块对酵母细胞进行吸附固定化,在乙醇抑制造成细胞活性大幅降低的情况下,通过大幅提高细胞浓度保证发酵效率,在稀释速率0.02h^-1和280g/L葡萄糖的条件下,系统的终点乙醇浓度为15.4 % (v/v)。研究表明在一定稀释速率之下,应该通过增加反应器的级数来降低稀释速率,以达到提高终点乙醇浓度,如简单地降低进料速率则可能增加整个系统所受的乙醇抑制,对提高终点乙醇浓度效果不显著。     

用于腈纶表面改性的Corynebacterium nitrilophilus 腈水合酶的摇瓶发酵优化

通过毛细管效应、扫描电镜、染色实验等方法,考察了Corynebacterium nitrilophilus腈水合酶(nitrilre hydratase,NHase)在腈纶表面改性中的应用。结果表明,C. nitrilophilus腈水合酶处理后的腈纶纤维的润湿性及染料可染性分别比对照提高了43.5%和85.7%,说明该腈水合酶具有较好的腈纶纤维表面改性性能。为了提高用于腈纶表面改性的C. nitrilophilus腈水合酶的产量,采用单因素实验及正交实验在摇瓶上对碳源、氮源、诱导剂、金属离子等进行考察,获得较优的摇瓶发酵生产腈水合酶的条件:碳源采用葡萄糖,15 g/L;氮源采用酵母粉与氯化铵复配,浓度分别为3 g/L、1 g/L;诱导剂尿素的最适剂量为10 g/L;由于该腈水合酶是钴型酶,所以需在发酵过程中添加氯化钴,浓度为0.07 g/L。经过摇瓶优化,酶活由最初的16.2 U/ml提高到45.7 U/ml,提高了2.8倍。     

产乙醇大肠杆菌的构建及其活性检测方法的改进

adhB和pdc是运动发酵单胞菌产乙醇途径的关键基因,分别编码乙醇脱氢酶和丙酮酸脱羧酶,将添加有聚球藻PCC7942rbcLS基因RBS序列的adhB和pdc基因插入pUC18载体,经双重菌液PCR检验和酶切检验得到分别含有pUC-adhB、pUC-pdc和pUC-adhB-pdc载体的3个重组菌株。活性检测实验表明聚球藻PCC7942的rbcLS基因的RBS序列能有效介导运动发酵单胞菌的adhB和pdc基因在大肠杆菌中表达,摇瓶发酵实验表明重组大肠杆菌的产乙醇能力较出发菌株大幅提升。鉴于乙醛指示平板法存在着对希夫试剂的要求较高、易产生较强的背景色等缺点,对定性检测丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶表达菌株的方法做了改进,即:将菌液诱导表达,然后分别添加对应于两种酶的底物,让酶与底物反应0.5至1小时,之后再加希夫试剂进行显色反应,结果表明改进后的方法比乙醛指示平板法更加简便、快速、可靠。     

固定化酵母乙醇发酵及固化小球微生态的研究

比较了SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母和游离酿酒酵母的乙醇发酵能力,采用批次发酵试验研究固定化酿酒酵母的发酵稳定性。结果表明,SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母的发酵速度比游离酿酒酵母快,发酵周期短;发酵稳定性很好,30℃,橡胶塞、90 r/min摇床培养24 h时,乙醇体积分数均在3%~3.5％之间,连续发酵14批次后,固化小球的形态依然完好,不发粘。通过扫描电镜对酿酒酵母包埋微生态环境进行了分析,图像表明固定化小球的内部环境非常有利于酵母细胞的厌氧发酵产乙醇,充分证明了SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母乙醇发酵的优越性。     

黑曲霉固态发酵及酶解玉米皮

以玉米提取淀粉后的玉米皮渣为主要原料,采用黑曲霉固态发酵法产酶再酶解的二步法降解玉米皮中纤维素类物质。经Plackett-Burman法及响应面设计优化发酵条件得:温度30℃,接种量10%,初始水分体积分数60%,物料厚度2.47 cm,初始pH 5.79,发酵时间6 d;滤纸比酶活可达11.01 U/g,较原始酶活提高了40.61%;产酶结束后加入pH 4.8醋酸-醋酸钠缓冲液,置于50℃下酶解144 h,中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维降解率分别为46.09%、48.82%,还原糖质量分数达到9.02%。     

响应面法优化灵芪菌质多糖固态发酵条件

采用单因素试验和响应面分析法优化灵芪菌质多糖固态发酵条件.优化后发酵条件为:采用药性固体发酵培养基,初始pH6.5,接种量10.16ml/100g,发酵温度30.65℃,相对湿度59.54％,发酵周期28d.利用此优化条件进行灵芪菌质多糖发酵,灵芪菌质多糖含量可达9.12±0.09mg/g,较优化前8.06±0.07 ...     

丙酮丁醇梭菌XY16丁醇发酵特性

以诱变选育的1株突变菌株丙酮丁醇梭菌XY16为对象,对影响该菌发酵特性的相关因素(N源、生长因子、热激)进行研究。结果显示:无机N源乙酸铵比其他N源更有利于丙酮丁醇的发酵,玉米浆或玉米蛋白可以直接替代生长因子进行丙酮丁醇发酵,热激可以提高总溶剂产量,最高可以达到21.28 g/L。该菌还可以同时利用葡萄糖和木糖,当葡萄糖利用完后,木糖才能被有效利用。     

响应面法优化松茸发酵产多糖的培养条件

运用响应面法对松茸产多糖的发酵培养条件进行优化研究。首先根据C、N源实验结果,利用Plackett-Bur-man设计,对影响多糖产量的相关因素进行评估,筛选出具有显著效应的3个因素:玉米粉、豆粕和KH2PO4。在此基础上,利用最陡爬坡试验逼近以上3个因素的最大响应区域,采用Box-Behnken设计法对各因素的水平组合进行优化,获得松茸产多糖优化发酵的培养条件:玉米粉质量分数4.54%,豆粕质量分数4.96%,KH2PO4质量分数0.15%,MgSO4.7H2O质量分数0.05%,VB1质量分数0.001%,初始pH5.5,摇床转速180 r/min,发酵时间10 d。在此优化培养条件下松茸总多糖产量可达5.97 g/L。