甲醇抑制时重组毕赤酵母发酵的特性研究

本文对毕赤酵母进行了恒化培养研究。以甲醇为唯一碳源时,在稀释率较低时(D<0.048 h^-1),连续培养系统操作很稳定。但在稀释率高时(D>0.048h^-1),连续培养系统的定态点不止一个,实验不能维持,故采用比生长速率恒定的分批流加培养进行研究。结果表明,毕赤酵母的生长符合Andrew普遍化底物抑制模型。综合考虑水蛭素的生成、底物的消耗,在生产中维持甲醇浓度为限制性浓度(0.5 g/L),且维持比生长速率为0.02 h^-1时,水蛭素Hir65的比生成速率达到最大值0.2 mg/(g·h)且甲醇的比消耗速率为0.04 g/(g·h)。     

真养产碱杆菌二级连续培养系统中稀释率对聚β—羟基丁酸合成的影响

在研究真养产碱杆菌ＷＳＨ３一级连续培养动力学的基础上,采用二级连续培养系统对不同稀释率下聚β羟基丁酸的生产进行了研究。结果表明：在一级连续培养系统中,当稀释率为０２１ｈ－１时,细胞干重最大值达２７１ｇ／Ｌ;二级培养系统中,稀释率为０１４ｈ－１时细胞干重最大值为４７６ｇ／Ｌ;在稀释率为０１２ｈ－１时,ＰＨＢ的生产强度达到最大值为２５０ｇ／（Ｌ·ｈ）,但胞内ＰＨＢ含量仅为４７６％;在稀释率为００７５ｈ－１时,产物对基质的转化率达到最大值为０３８ｇ／ｇ,此时ＰＨＢ的生产强度达２１４ｇ／（Ｌ·ｈ）和胞内ＰＨＢ含量±７２１％;随着细胞比生长速率的增长,细胞中ＰＨＢ含量和单位菌体合成ＰＨＢ的量不断下降。     

补料培养提高真养产碱杆菌产3-羟基丁酸和3-羟基戊酸共聚物生产强度的研究

对Alcaligeneseutrophus进行高密度培养 ,研究表明在发酵过程中进行有效控制 ,可以较大幅度地提高 3-羟基丁酸和 3 羟基戊酸共聚物 [P(3HB-co-3HV) ]的生产强度。实验中选择使用限氮的方法积累P(3HB-co-3HV) ,分别采用丙酸和戊酸为 3HV前体 ,对摇瓶种子生长状态 ,停氮时机对菌体生产P(3HB-co-3HV)的影响以及补酸 (3HV前体 )策略进行了研究 ,在 6.6L罐中 ,以葡萄糖为碳源 ,以丙酸为 3HV前体培养 5 0h ,细胞干重 ,PHA产量 ,PHA含量分别达到 149.9g L ,12.49g L ,83.3% (其中 3HV组分占PHA的 12 4mol% ) ,生产强度达到 2.50 (g·h^-1·L^-1) ;以戊酸为3HV前体培养 45h ,细胞干重 ,PHA产量 ,PHA含量分别达到 16.02g L、119 0g L、74.2 % (其中 3HV组分占PHA的17.7mol% ) ,生产强度达到 2.64(g·h^-1·L^-1)     

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。     

絮凝酵母颗粒悬浮床反应器中试及酒精连续发酵工艺的研究

在小型悬浮床反应器研究絮凝颗粒酵母酒精连续发酵工艺的基础上,建立了单釜反应器有效容积0．5m³、二级串联的中试装置。以淀粉糖化液为底物,考察了悬浮床反应器由小试到中试的放大效应,提出了该反应器工业放大时对危险截面表观气速应加以限制的原则,以保证絮凝酵母颗粒不被剪切破坏。进而在平均稀释率为0．10h^-1的条件下．中试装置稳定运转一个月,获得终点发酵液中酒精浓度80～85g／L,残糖低于5.0g／L,设备平均生产酒精8．4g／L·h的结果。     

稀释速率对高浓度酒精连续发酵过程振荡行为的影响

在一搅拌罐和三段管式反应器组成的组合反应器系统中,使用葡萄糖浓度为280g/L,添加5g/L酵母膏和3g/L蛋白胨的底物,在总稀释速率分别为0.032h^-1,0.024h^-1,0.017h^-1,0.012h^-1和0.006h^-1的条件下,考察了稀释速率对高浓度酒精发酵系统振荡行为的影响。结果表明,振荡行为在特定的稀释速率条件下呈现,进而基于数学上的分岔理论,分析了振荡行为发生的可能性及对应的稀释速率范围,并与实验结果进行了比较,在此基础上,讨论了振荡行为对酒精发酵过程的影响。     

葡萄糖氧化酶产生菌Z—l—C的分批发酵与恒化培养

本文对葡萄糖氧化酶产生菌z—I—c的分批发酵与恒化培养进行了研究。实验发现,在以葡萄糖为生长限制性基质的恒化培养中,该产生菌的维持系数为O．04 g葡萄糖／g菌体．H,生长得率系数Y^max_G=O．714 g菌体／g葡萄糖,最大比生长速率μmax=O．385h^-1,饱和常数Ks=4．76g/L,理论最适稀释度Dm=0．260h^-1,最大酶比活(E／x)max为2．16×10³μ／mg,其值较分批发酵的最大酶比活(1．5l×10³μ／mg)提高43％。当向恒化培养的补料培养基中添加0．02％的α-甲基-D-葡萄糖时,由于该葡萄糖结构类似物的诱导作用,可使(E／x)max达3．11×10³μ／mg,较分批发酵之值提高106％。     

固定化诺卡氏菌细胞生产L(+)酒石酸的研究

用明胶包埋酒石酸诺卡氏菌(Nocardia tartaricans SWl3—57)得到顺式环氧琥珀酸开环水解酶活力较高的固定化细胞。固定化细胞的最适温度为30～45℃,而游离细胞的最适温度为35～45℃。两者的最适pH均为8．0～9．0,固定化细胞的表观米氏常数Km为0．256mol／L,而游离细胞有底物抑制作用,在底物浓度小于0．45mol／L时Km为0．246mol／L。用固定化细胞装柱(y=100ml),pH8．S,温度37℃,稀释速率D=0．25h^-1,以0．5mol／L浓度顺式环氧琥珀酸钠溶液为底物,连续运转53d,平均产L(+)酒石酸66．95g／L,克分子转化率为92．09％,反应器生产能力达到16．58g／L·h。     

真养产碱杆菌积聚-β-羟基丁酸发酵条件的研究

igenes eutrophus培养过程的研究表明,氮源的限制或缺乏可刺激细胞大量积累聚-β-羟基丁酸(PHB),但PHB合成期氮源的完全缺乏,会导致细胞的PHB合成速率迅速下降;氧的限制也可刺激A.eutrophus合成PHB,但胞内PHB的积累量远小于氮源控制下的情况。在细胞的不同生长期限制氮源的供应会明显影响PHB的发酵过程,当残留菌体浓度达到20g/L至30g/L时停止流加氨水,可以得到较好的发酵水平,细胞干重,PHB含量和PHB浓度可分别达到61.9g/L、80.5%和49.0g/L。     

氮源流加对Alcaligenes eutrophus积累聚β-羟基丁酸的影响

以真养产碱杆菌(Alcaligenes eutrophus)为 聚β羟基丁酸(PHB)的生产菌株,在分析了PHB发酵过程参数变化的基础上,进一步探讨了PHB合成期不同的硫酸铵流加速率对PHB合成的影响。研究结果表明,在PHB合成阶段,培养基中氮源的完全缺乏,导致细胞合成PHB能力的下降;在PHB合成期,不同的氮源流加速率对PHB合成过程存在着显著的影响,当流加速率较小时,尽管最终胞内PHB含量很高,但细胞干重、PHB浓度和PHB生产强度都较低。当氮源流加速率过大时,会导致最终胞内PHB含量显著下降,使PHB浓度和PHB生产强度降低。当硫酸铵流加速率在05g/h左右时,可以得到较好的发酵效果。     

纤维载体固定化红螺菌反应器处理发酵废液及其动力学模型

在充填软性纤维材料的玻璃柱式反应器中,利用Rhodopseudomonas palustris Y6光合细菌(PSB)连续处理发酵废液。建立了该处理系统动力学模型。计算出模型参数t K_s=45．56mg／m1,μm=0．224h^-1。模型理论曲线与实验值较吻合。研究得出较适合的稀释率Dopt为o．129^-1’,此时COD去除能力最大为1686．Oppm COD／h。本文为纤维载体固定化PSB处理有机废水提供了一些放大操作依据。     

滇紫草培养细胞中色素合成的代谢调节

培养基中分别加入浓度为10^-5mol／L的铜离子,滇紫草愈伤组织中色素含量提高了5．5倍,悬浮细胞中色素含量提高8．1倍。细胞培养第21天,加入浓度为10^-5mol／L的L-Phe,色素的合成量最大。浓度为10^-6mol／L的抗坏血酸,能明显地促进培养细胞中色素的合成。     

真养产碱菌由丁酸积累聚β-羟基丁酸的研究

真养产碱菌(Alcaligenes eutrophus)H16(ATCC 17699)能以丁酸为唯一碳源在无氮合成培养基中积累大量生物可降解的聚β-羟基丁酸(PHS)。将此菌在丰富培养基中预培养36小时后转入无氮合成培养基甲,在30℃、pH8．0条件下培养48小时,积累的PHB可达细胞干重的63％(w／w)。较高浓度的丁酸对PHB的积累有抑制作用。采用丁酸自动流加法控制pH值的工艺可降低丁酸的抑制作用。此时PHB的产率达0．4g/g丁酸,PHB比产生率60)达0．1g·g生物量-1·h—-1。     

碳源和氮源对水母雪莲悬浮培养细胞生长和黄酮合成的影响

在MS培养基上进行水母雪莲(Saussurea medusa Maxim)细胞悬浮培养时研究了碳源和氮源的影响。结果表明碳源以蔗糖最适合,蔗糖浓度则以40g/L较好,细胞生长量干重为18.12g/L,总黄酮合成量达到1423.25mg/L。在培养过程中,水母雪莲细胞能够快速将蔗糖水解为葡萄糖和果糖,并首先利用葡萄糖。氮源总浓度(包括NH⁺₄和NO^-₃)为60～120mmol/L,NH⁺₄/NO^-₃比例为20/40有利于雪莲细胞生长和黄酮合成。用HPLC检测显示4′,5,7-三羟基3′,6-二甲氧基黄酮(Jaceosidin)和4′,5,7-三羟基-6-甲氧基黄酮(Hispidulin)2种黄酮的含量分别达到细胞干重的1.46%和0.010%     

施氮肥和钙肥对烤烟根系形态、生理代谢及产量的影响

为了解氮肥和钙肥对烤烟(Nicotiana tabacum)生长的影响,对成熟期烤烟的根系形态、生理代谢指标和产量进行了研究。结果表明,与施0.12 g kg^-1氮相比,施0.20 g kg^-1氮的烤烟根系最长侧根长、根系体积、根干重、叶干重和可溶性蛋白质含量均极显著升高,MDA含量极显著下降,SOD活性显著下降,但对侧根数、CAT活性和O₂^·的影响均不显著。施钙0.40 g kg^-1,根系体积、侧根数、CAT和SOD活性以及可溶性蛋白质含量均比对照提高,MDA含量和O₂^·则降低;施钙1.00 g kg^-1,最长侧根长、根干重和叶干重均提高。氮×钙互作对烤烟的最长侧根长、根系体积、根干重、叶干重和生理代谢指标的影响均极显著,但对侧根数的影响不显著。因此,施0.20 g kg^-1氮和0.40 g kg^-1钙能最大限度地改善烤烟根系形态、生理状况及提高产量。     

金针菇菌丝体深层培养工艺研究

在1．8L气升式发酵反应器中,研究了金针菇菌丝体深层培养工艺条件及其特性。结果表明：金针菇菌丝体深层培养可采用玉米、黄豆和糖蜜等廉价原料作主要碳氮源;最适需氧量为1．0—2．0×10^-7mol O₂／ml·min·atm,培养24—72h内,菌丝球生长遵循立方根规律·即x^1/3,=0．786+0．027t。在最佳发酵条件下,摇瓶培养4天,茵丝干重达24．4mg／ml在反应器培养4天,菌丝干重为25．7mg／ml。     

精胺对霍山石斛类原球茎悬浮培养细胞生长和多糖合成的影响

研究了在添加外源精胺时,霍山石斛类原球茎细胞生长、多糖积累、主要营养物质消耗以及细胞内多胺含量的变化。结果表明,0.6mmol/L的精胺明显促进霍山石斛类原球茎细胞的生长和多糖的合成。细胞的比生长速率从0.046d^-1提高到0.054d^-1。培养30d时,类原球茎干重达32.4g DW/L,多糖总产量为2.46g/L ,分别是对照的1.32和1.31倍。添加外源精胺能够提高内源多胺的含量,同时,蔗糖酶和硝酸还原酶等相关代谢酶的活性增强,促进了碳、氮的吸收和利用。     

葡萄糖的添加对昆虫细胞Sf21悬浮生长的影响

添加葡萄糖对昆虫细胞Sf21(Spodoptera frugiperda)悬浮生长的影响,发现补加糖量在lg／L时·能明显提高细胞生长的速度和最高密度,细胞最高密度由2．5×10⁴／ml增加到4.9×10⁶／ml; 朴加糖量在2g／L时,则有显著的抑制作用,即使增加接种密度．细胞生长的最高密度也只有2．1×10⁶／ml。当采取流加葡萄糖方法来培养细胞时,则其生长的最大密度可提高到5．2×10⁶／ml。     

杂交瘤细胞培养的优化

根据杂交瘤细胞培养中单克隆抗体生产的动力学原理,采用灌注培养方式、添加醋酸钾和丰富营养物培养的途径,对反应器放大培养过程进行了优化。每天灌注l／2反应器工作体积,与分批培养相比,细胞密度由4 5×10⁵／ml提高到l1×10⁵／ml,单抗浓度由19mg／L提高到28mg/L;添加1g／L醋酸钾,细胞密度基本保持不变．但单抗浓度增加到38μg／ml;用丰富营养物培养后,细胞密度和单抗浓度分别进一步提高到42×10⁵／ml和94mg/L。抗B型红细胞单抗的血凝滴度,由分批培养的1：32．最终提高到l：256     

培养条件对钝顶螺旋藻(Sp)NS-90020脂肪酸组成和含量的影响

研究了不同培养条件对钝顶螺旋藻（Sp）NS－90020脂肪酸合成的影响。随着温度升高,其不饱和脂肪酸,γ一亚麻酸（GLA）相对含量降低,总脂肪酸含量升高,当温度为40℃时总脂肪酸和γ-亚麻酸绝对含量都达到最大值,分别为73．4mg／g干重和11．9mg／g干重;当培养基中NaCl浓度高于0．017mol／L时,其GLA相对含量降低,但低于0．0017mol／L时,对其脂肪酸组成无显著影响;氨水使其脂肪酸和GLA绝对含量升高,并在50mgN（NH3·H2O）时达到最大值,分别为67．96mg／g干重和13．63mg／g千重;暗处理92h使其总脂肪酸和GLA绝对含量升高;缺乏Fe2 或Mg2 或Mo2 时,其总脂肪酸和GLA绝对含量降低,而缺乏PO43-时,其总脂肪酸和GLA绝对含量略有升高。