暹罗芽孢杆菌高产γ-聚谷氨酸的发酵条件优化

【背景】γ-聚谷氨酸（poly-γ-glutamic acid,γ-PGA）产生菌多为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）等,而暹罗芽孢杆菌（Bacillus siamensis）相关研究较少。【目的】研究暹罗芽孢杆菌产γ-PGA的液体发酵条件。【方法】以自行分离的暹罗芽孢杆菌CAU83为出发菌株进行液体发酵,通过单因素试验和正交试验法研究了碳氮源、前体物质、发酵温度及pH对菌株生产γ-PGA的影响。【结果】经摇瓶优化,γ-PGA的最适碳源、氮源和前体物质分别为乳糖30g/L、酵母提取物5g/L和L-谷氨酸钠60 g/L,最适培养条件为发酵温度37℃和pH 7.0,γ-PGA产量由8.4 g/L提升至30.1 g/L,比优化前提高了260%。经分批补料发酵,60 h时γ-PGA产量最高为59.5 g/L,比摇瓶提高了98%,产率为0.99 g/（L·h）。所产γ-PGA分子量为3.8×10⁶ Da,聚合度较高。【结论】...     

产L-天冬氨酸α-脱羧酶细菌的分离、鉴定及发酵条件优化

【目的】从葡萄园土壤中分离L-天冬氨酸α-脱羧酶的产生菌株,对其进行分类鉴定,优化其产生L-天冬氨酸α-脱羧酶的发酵条件,为β-丙氨酸的生物合成提供基础。【方法】采用变色圈法和液体复筛培养基分离筛选具有L-天冬氨酸α-脱羧酶活力的菌株,对菌株进行形态、生理生化特征试验及16S r RNA序列同源性分析鉴定菌株的系统发育学地位,采用单因素及正交设计试验优化培养基及发酵条件。【结果】筛选到一株L-天冬氨酸α-脱羧酶高产菌株Pan D37,其亲缘关系和特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis)较近,且形态与培养特征、生理生化特性与特基拉芽孢杆菌基本相符。研究表明其最佳发酵配方和培养条件为:蔗糖22.5 g/L、富马酸7.5 g/L、蛋白胨20 g/L、L-天冬氨酸6 g/L、Triton X-100 2g/L,起始p H为7.0,装液量50 m L/500 m L,摇床转速220 r/min,种子液接种量为5%(V/V),35°C培养28h。在最优条件下L-天冬氨酸α-脱羧酶活力可达44.57 U/m L,比初筛时提高2.57倍。【结论】分离并获得一株特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis)Pan D37,经条件优化后具有较高的L-天冬氨酸α-脱羧酶产生能力,有望应用于β-丙氨酸的工业生产。     

猪源乳酸菌的分离、鉴定及其生物学特性

【目的】将分离自猪肠道粘膜、食糜和粪便的乳酸菌,通过产乳酸能力、生长性能、耐酸和耐胆盐性能及抑菌能力评价,筛选适应养猪生产的潜在益生特性的菌株。【方法】共分离获得155株乳酸菌纯菌株,从中筛选出4株产酸能力较强的乳酸菌,结合生理生化试验及细菌16S rRNA测序鉴定其种属,评价候选乳酸菌的生长情况、耐酸、耐胆盐及抑菌特性。【结果】综合变色时间(8 h)、pH值(3.9)和乳酸含量(100 mmol/L),筛选出4株(L45、L47、L63和L79)候选菌株,经鉴定依次为罗伊氏乳杆菌、植物乳杆菌、约氏乳杆菌和粪肠球菌。该4株乳酸菌均可在体外快速生长;L47和L79能够耐受pH 2.5的酸性环境,L47能够耐受0.5%胆盐环境;各乳酸菌上清液与指示菌共培养,发现对E coli K88和沙门氏菌均产生了抑制作用,其中L47上清液对指示菌的抑制作用较强。【结论】L47具有较好的产酸性能与生长性能、可耐受猪胃酸和肠道胆盐环境,对E.coli K88和沙门氏菌具有较好的抑制作用,说明该乳酸菌具有潜在的益生特性。     

高产几丁质酶巴伦葛兹类芽孢杆菌的筛选和发酵条件优化

【目的】鉴定一株来源于中国南海海水样能够分泌多种胞外几丁质酶的类芽孢杆菌CAU904,并优化其产几丁质酶的发酵条件。【方法】采用形态学观察、16S r DNA序列比对及生理生化实验鉴定;通过碳源、氮源、温度、初始p H、表面活性剂种类以及发酵时间的单因素优化实验获得最佳发酵条件。【结果】菌株CAU904被鉴定为巴伦葛兹类芽孢杆菌(Paenibacillus barengoltzii),其最优发酵产酶条件为:0.5%胶体几丁质,0.2%酵母浸提物,0.1%吐温-80,培养基初始p H 7.0,45°C培养72 h。在最优发酵条件下,该菌株最大产酶水平达到8.2 U/m L,比优化前提高了5.4倍。几丁质酶的酶谱分析表明该菌株能够产生多达11种具有几丁质水解活性的同工酶,其中主要酶谱带对应分子量分别为54、47和38 k D。【结论】实验结果为巴伦葛兹类芽孢杆菌几丁质酶的分离纯化和酶的应用提供了基础。     

抗动物病原菌芽孢杆菌的筛选、初步鉴定和抗菌活性

从鸡肠道分离、挑选的18株芽孢杆菌经培养特征、形态观察、生理生化实验,初步被鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilus)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)和凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)。同时测定了它们对5种常见动物病原菌大肠杆菌(E.coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、肠炎沙门氏菌(Salmonella typhimurium)、猪链球菌(Streptococcus suis)、奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)的抑菌活性,其中有4株芽孢杆菌对5种病原菌都有抑制作用。还分别测定了它们产木聚糖酶(从0.895 U1到3.239 U1)和纤维素酶活性(分别为0.391 U2和0.465 U2)。结果表明,芽孢杆菌分离株BC17、BC32、BC106、BC228、BC247和BC261具有作为益生菌的开发潜力。     

一株高产洛伐他汀红曲霉的筛选与液态发酵条件优化

【背景】洛伐他汀(lovastatin)是红曲霉的次生代谢产物,是重要的临床用降血脂药物。在液态发酵条件下,红曲霉的洛伐他汀产量较低,难以满足工业化生产的要求。【目的】筛选获得一株高产洛伐他汀的红曲霉株,并通过优化液态发酵条件提高洛伐他汀的产量。【方法】从红曲米中筛选获得一株高产洛伐他汀的红曲霉株,依据形态学特征、生理生化特性及18S rRNA基因序列分析对分离菌株进行鉴定;通过响应面法对其产洛伐他汀的液态发酵条件进行优化。【结果】获得一株产洛伐他汀的紫红曲霉(Monascus purpureus M4),该菌在甘油57.80g/L、酵母浸粉5.52 g/L、接种量为6.90%条件下,洛伐他汀产量(173.60 mg/L)较优化前提高了4.8倍。【结论】菌株M4产洛伐他汀最优液态发酵条件的建立,为洛伐他汀的大规模生产及该菌株的工业化应用提供了技术支撑。     

内生解淀粉芽孢杆菌CC09产Iturin A摇瓶发酵条件优化

【目的】提高内生解淀粉芽孢杆菌CC09发酵产抗菌脂肽Iturin A的产量。【方法】首先采用单因子实验研究了碳源、氮源、NaCl浓度、pH、温度、转速和装液量等因子对CC09产Iturin A能力的影响,然后对其中显著性因子:氮源浓度、pH、温度及装液量4个因素进行正交实验,进一步优化发酵条件。【结果】优化培养基组成及发酵条件可以提高CC09菌株的生长速度及产Iturin A的量,其中可溶性淀粉以及一定比例的蛋白胨和酵母粉是CC09菌株产Iturin A的良好碳源和氮源;培养温度、装液量、培养液pH等也对CC09菌株产Iturin A有显著影响。优化后的培养基成分:可溶性淀粉(碳源)5 g/L、比例为3:1的胰蛋白胨酵母粉混合氮源15 g/L、NaCl 1 g/L;最佳培养条件:pH 6.0、28°C、摇床转速120 r/min、培养瓶装液量20%。【结论】在此条件下,Iturin A的产量可达到690 mg/L,较优化前的138 mg/L提高了4倍。     

响应面法优化解淀粉芽孢杆菌C101发酵培养基

采用响应面法对解淀粉芽孢杆菌C101菌株产芽孢发酵培养基进行了优化。利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响产孢的3个主要因素:MnSO4、KH2PO4和(NH4)2SO4。在此基础上运用最陡爬坡路径法逼近最大响应值区域,最后利用响应面分析法确定主要因子之间的交互作用及最佳条件。结果表明,蔗糖20 g/L,尿素4.0 g/L,豆粕4.0 g/L,KNO3 2.0 g/L,Na2HPO4 2.4 g/L,KH2PO4 0.52 g/L,(NH4)2SO4 0.55 g/L,NaCl 1.0 g/L,MgSO4·7H2O 0.50 g/L,FeSO4 0.005 0 g/L,MnSO4 0.005 4 g/L,C101最大理论芽孢含量为14.67×108个/mL。经3次平行试验验证,实际平均芽孢含量与预测芽孢含量相近,比之前的芽孢含量提高了188%。     

土壤中高产蛋白酶菌株产酶条件及酶学性质

【背景】微生物蛋白酶已经成为工业用蛋白酶的主要来源,筛选具有特殊环境适应性的微生物成为生物酶资源的开发热点。【目的】通过对青藏高原土壤微生物产蛋白酶菌株的筛选、优化及相关特性研究,寻找新的蛋白酶资源,为高原菌种资源利用提供科学依据。【方法】采用形态学和分子生物学对筛选菌株进行菌种鉴定,利用单因素试验和正交试验对菌株进行发酵条件优化及酶学性质的探究。【结果】筛选出一株高产蛋白酶菌株XC2,经鉴定菌株XC2为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。XC2最优产酶条件:可溶性淀粉4.0%,牛肉膏1.0%,K~+0.6%,培养温度34°C、初始pH 7.0、接种量2.0%的条件下200 r/min振荡培养13 h,所产蛋白酶活力最高为638.5 U/mL。XC2所产蛋白酶最适反应温度60°C,最适pH9.0;40-50°C、pH8.0-10.0条件下酶活稳定性较高;Mn~(2+)对酶活力有明显激活作用,而Zn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(2+)、Fe3+对酶活力有明显抑制作用。【结论】枯草芽孢杆菌XC2有较强的产碱性蛋白酶的能力,具有较好的应用前景。     

高产铁载体棉田土壤细菌SS05的筛选与鉴定

【目的】研究从棉田土壤中筛选得到的高产铁载体细菌产铁载体能力、分类地位和抑菌活性。【方法】通过改良蔗糖-天冬氨酸培养基选择性筛选产铁载体细菌,通过分光光度计法测定铁载体活性,通过混菌法测定产铁载体细菌上清液对棉花枯萎病致病菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的抑菌效果,采用形态学、生理生化鉴定及16S rDNA序列系统发育分析对高产铁载体菌株进行鉴定。【结果】从棉田土壤中筛选到162株产铁载体细菌,30株产铁载体能力较强的细菌中21株具有较高产铁载体能力,菌株SS05的铁载体活性单位达到98.3%;在低铁条件下,SS05上清液对F.oxysporum具有显著的抑制作用;SS05与莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)最为接近。【结论】SS05是高产铁载体菌株,与莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)最为接近,在低铁培养条件下其上清液对F.oxysporum具有显著的抑制作用。     

一株香蕉枯萎病拮抗菌HQB-1的分离鉴定及其发酵条件优化

【背景】香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense,Foc)引起的一种真菌毁灭性土传病害,近年来施用生防菌被认为是一种有效的防治手段。【目的】从香蕉根际土壤中分离筛选具有良好防效的生防菌,并通过优化培养基及发酵条件,提高生防菌数量及抑菌效率。【方法】以福建省漳州蕉园中根际土壤为样品,以香蕉枯萎病致病菌(4号生理小种)为指示菌,通过稀释涂布、平板对峙法筛选得到一株具有较强抑菌活性的拮抗菌株HQB-1。通过形态观察、生理生化检测及16SrRNA基因序列分析,初步鉴定其种属,并采用单因素试验及正交设计优化菌株的发酵培养基及发酵条件。【结果】初步鉴定HQB-1菌株为Burkholderiastagnalis;最适培养基为:牛肉膏5.0 g/L,酵母浸粉10.0 g/L,NaCl 5.0 g/L;最佳发酵条件为:温度27°C,pH 7.0,转速200 r/min,接种量1%,培养时间36 h。【结论】使用该条件培养获得的有效活菌数及抑菌率较优化前明显提高,其中OD600由优化前的1.251提高至1.881,抑菌率由优化前的9.18%提高至34.60%。     

裂褶菌cfcc7252菌株对孔雀石绿染料的高效降解

【目的】评价裂褶菌cfcc7252菌株降解孔雀石绿(Malachite Green,MG)的能力及其潜在的应用价值。【方法】采用单因子液体培养实验,研究了通气、p H、温度、碳源和氮源种类及浓度、金属离子、盐度、染料浓度对该菌降解效果的影响;采用平皿培养实验,利用植物种子萌发和微生物抑菌实验对降解产物进行毒性测试。【结果】研究结果表明,裂褶菌cfcc7252菌株在好氧和厌氧条件下均能高效降解MG。该菌在10.0 g/L葡萄糖,5.0 g/L酵母浸粉,0.01 mmol/L Zn2+,p H为4.0的液体培养基中培养36 h,对350 mg/L的MG降解率达67.8%;连续降解7次后,其降解率还能保持在95.4%以上。此外,该菌在盐度低于10.20%时,其对MG的降解率均达到98%以上。对植物、微生物的毒性测试结果表明,MG降解产物对红豆、豌豆等植物、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和铜绿假单胞杆菌等微生物基本没有毒性。【结论】裂褶菌cfcc7252菌株在处理以MG为主的染料废水时具有很强的应用潜力。     

降氨除臭芽孢杆菌的筛选鉴定及其氮素迁移过程

【目的】分离和鉴定一株高效降氨除臭芽孢杆菌,并研究其氮素迁移过程。【方法】采用自行设计的筛选平台,根据菌落形态、生理生化特征及16S rRNA基因序列的系统进化树分析进行菌株鉴定;在好氧和厌氧条件下,以NH4+-N为唯一氮源,通过检测NH4+-N、NO2?-N、NO3?-N和产生的气体浓度,明确菌株在降氨过程中氮素的迁移过程及特点。【结果】筛选出一株高效降氨除臭芽孢杆菌,经生化与分子鉴定为凝结芽孢杆菌;其在好氧条件下将NH4+-N降解为NO3?-N,降解率为98%;同时少量NO3?-N经好氧反硝化作用还原为N2;在厌氧条件下进行了硝化作用,但NH4+-N降解率仅为23.7%,且反硝化过程不明显。【结论】筛选得到的高效降氨除臭凝结芽孢杆菌在好氧和厌氧条件下皆具有异养硝化作用,但厌氧条件下反硝化作用不显著,好氧反硝化作用产生的含氮气体为氮气,其在农业和环保领域具有巨大的产业化潜力。     

黄瓜枯萎病拮抗放线菌的筛选、鉴定及发酵条件优化

【背景】黄瓜枯萎病是由尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum)黄瓜专化型引起的土传真菌性病害,严重制约着黄瓜产业的发展。【目的】从河西走廊敦煌地区盐碱土壤中分离筛选出一株对黄瓜枯萎病病菌有良好拮抗效果的放线菌菌株,探究其分类地位及其最优发酵条件。【方法】采用稀释平板涂布法分离放线菌,平板对峙法、抑制菌丝生长速率法筛选拮抗菌株,通过培养特征、生理生化试验及16SrRNA基因序列分析确定其分类地位,利用单因素试验和正交试验方法确定其最优发酵配方及培养条件。【结果】菌株16-3-10鉴定为链霉菌属(Streptomyces sp.)菌株,最优发酵配方(g/L):小米10.0,乳糖20.0,蛋白胨1.0,NaCl 5.0,CaCO3 6.0,最优发酵条件:培养温度28°C,装瓶量50/250 mL,培养3 d,起始pH 10.0,抑菌率达82.50%,比优化前增加153.43%。【结论】菌株16-3-10对黄瓜枯萎病病菌具有显著的拮抗效果,有较好的应用前景。     

凝结芽胞杆菌TBC 169株对肠道致病菌的抑菌作用

目的 研究凝结芽胞杆菌TBC 169株对大肠埃希菌、痢疾志贺菌、伤寒沙门菌、普通变形杆菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用。方法 先将大肠埃希菌、痢疾杆菌等6种菌分别进行单独培养,测定不同培养时间内的pH和活菌数,然后将凝结芽胞杆菌TBC 169株分别和致病菌进行混合培养,再测pH和活菌数,并与单独培养时的测定情况进行比较。结果 凝结芽胞杆菌TBC 169株对大肠埃希菌、痢疾志贺菌、伤寒沙门菌等6种菌均有明显的抑制作用,尤其是对伤寒沙门菌和铜绿假单胞菌的抑制作用更强。结论 凝结芽胞杆菌TBC 169株对肠道致病菌有显著的抑制作用。     

Kinetic modeling of sporulation and product formation in stationary phase by Bacillus coagulans RK-02 vis-à-vis other Bacilli

A logistic kinetic model was derived and validated to characterize the dynamics of a sporogenous bacterium in stationary phase with respect to sporulation and product formation. The kinetic constants as determined using this model are particularly important for describing intrinsic properties of a sporogenous bacterial culture in stationary phase. Non-linear curve fitting of the experimental data into the mathematical model showed very good correlation with the predicted values for sporulation and lipase production by Bacillus coagulans RK-02 culture in minimal media. Model fitting of literature data of sporulation and product (protease and amylase) formation in the stationary phase by some other Bacilli and comparison of the results of model fitting with those of Bacillus coagulans helped validate the significance and robustness of the developed kinetic model.     

pH值对香蕉枯萎病菌4号生理小种生长的影响

【背景】香蕉枯萎病菌4号生理小种(镰刀菌)是香蕉产业的致命威胁。已有研究表明土壤pH值越高,香蕉枯萎病发病率越低,但是现有pH值对镰刀菌影响的研究大都是用强酸强碱调节pH值,pH值没有缓冲体系保护,而且尚未检测试验终点时介质的pH值。此外,关于pH值对香蕉枯萎病菌4号生理小种(Foc4)影响的研究尚不系统,难以用于指导生产实践。【目的】为系统地了解土壤酸碱度对Foc4生长的影响。【方法】在pH 3.0-11.0之间设定9个pH值梯度,模拟酸性到碱性土壤pH值条件,于室内培养条件下系统研究pH值对Foc4生长、产孢、孢子萌发的影响及其生长过程对环境pH值的影响。【结果】弱酸性至中性环境(pH 5.0-7.0)最适宜于香蕉枯萎病菌的生长、产孢和孢子萌发。弱碱性处理(pH8.0和pH9.0)孢子平均萌发率较弱酸性环境处理(pH5.0和pH6.0)下降了73.1%。与pH 6.0酸性处理相比,pH 8.0和pH 9.0处理的产孢量分别下降了52.3%和68.1%。【结论】香蕉枯萎病菌Foc4生长和萌发过程会产酸,但是在缓冲体系液体培养基中,除了pH 9.0和pH10.0处理终点培养液pH值分别下降了0.34和0.27个单位外,其它处理起始和终点的pH值无差异。说明在缓冲体系液体培养基中的研究结果可以反映环境pH值对Foc4生长和萌发的影响。在作物可以生长的pH值范围内(pH5.0-9.0),碱性和微碱性条件(pH8.0-9.0)能明显抑制Foc4生长、产孢和孢子萌发。     

产乳酸凝结芽胞杆菌N001的抗逆性研究

目的研究前期经初筛的产乳酸凝结芽胞杆菌N001芽胞的抗逆性。方法在模拟饲料制粒条件下和动物消化道内逆境条件下的存活能力,测定N001芽胞的抗热、抗酸、耐胆盐性能和对抗生素的敏感性。结果凝结芽胞杆菌N001芽胞具有很强的耐高温、耐酸、耐胆盐能力;同时N001芽胞对营养体敏感的抗生素也有良好的耐受性。结论凝结芽胞杆菌N001芽胞具有很强的抗逆性,可以作为益生菌制剂的良好菌种。     

一株番茄青枯病菌拮抗细菌的筛选、发酵条件优化及田间小区防效

[背景]番茄青枯病是由青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的一种土传细菌性病害,该病原菌严重影响番茄的生产。[目的]筛选番茄青枯病的生防细菌,并将其用于病害防治。[方法]采用抑菌圈法、琼脂扩散法从湖南衡阳青枯病发病田的健康番茄根际土壤筛选对青枯劳尔氏菌具有较强拮抗能力的菌株,通过形态学观察、生理生化试验、16S rRNA基因和gyrA基因测序分析确定其分类地位;以单因素试验和正交试验对发酵条件进行优化;通过田间小区试验初探其防效。[结果]筛选的菌株TR-1被初步鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensislezensis);菌株TR-1最佳培养基配方(g/L):可溶性淀粉20.0,大豆蛋白胨10.0,磷酸氢二钾5.0;最佳发酵条件:pH6.0-7.0,温度30-33℃,摇床转速160 r/min,发酵时长48 h,优化后TR-1无菌发酵上清液对青枯菌抑菌圈直径达2.95 cm,约为优化前的2倍;其田间小区防效为60.30%。[结论]通过对菌株TR-1发酵条件进行优化可大大提升其发酵液抑菌效果,而且菌株TR-1在田间小区试验中对番茄青枯病防效优...