谷氨酸发酵溶氧变化的初步观察

在需氧的工业发酵过程中,培养液中溶氧量的高低对微生物的活动以及发酵产物的积累具有重要作用。谷氨酸发酵中,溶氧水平对谷氨酸蓄积的影响也有人作了一些研究,据Hirose等的报告指出,在适宜的溶氧条件(氧传递速度10.5×10~(-7)克分子氧/毫升/分/1     

主养草鱼高密度池塘溶氧收支平衡的研究

采用原位生态学的方法测定广东省中山市9口主养草鱼高密度池塘中浮游植物光合作用产氧量、水柱呼吸耗氧量、底泥呼吸耗氧量和鱼呼吸耗氧量, 并用数学模型计算增氧机增氧量及用差减法计算大气扩散作用引起的得氧或失氧, 对高密度养殖池塘中溶氧收支平衡状况进行了研究。结果显示: 在水深为1.5-2.0 m的主养草鱼高密度池塘中, 光合作用产氧量随着水深的增加而显著降低(P0.05), 底层出现负值呈现氧债现象。水呼吸耗氧量在表层、中层和底层之间没有显著差异(P0.05)。表层水光合作用产氧量显著大于水呼吸耗氧量(P0.05), 而中层和底层水光合作用产氧量却显著小于水呼吸耗氧量(P0.05)。在主养草鱼高密度池塘溶氧的收入中, 浮游植物光合作用产氧量、增氧机增氧量和大气扩散溶入氧量分别占总溶氧来源的44.7%、42.3%和13.0%, 机械增氧作用已接近光合作用, 成为溶氧来源的主要贡献者; 在池塘溶氧的支出中, 水呼吸、鱼呼吸和底泥呼吸耗氧量分别占总耗氧量的45.9%、45.0%和9.1%, 鱼呼吸耗氧与水呼吸耗氧相当, 成为水体中氧气的主要消耗者。结果表明在草鱼高密度养殖过程中, 合理使用机械增氧是池塘溶氧管理的有效措施。       

重组大肠杆菌产尿素酶B高密度发酵条件的优化

探究重组大肠杆菌产尿素酶B（urease B subunit, UreB）的高密度发酵条件。通过实验室摇瓶和30 L发酵罐对UreB基因工程菌的发酵条件进行优化。结果表明：30 L发酵罐中以TB培养基为发酵培养基,接种量为5%,发酵温度为37 ℃,pH为6.8,溶氧量为30%左右,培养至2 h开始恒速流加50%甘油,4 h流加50%酵母提取物和50%胰蛋白胨,并加入终浓度为0.5 mmol/L的异丙基β-D-硫代半乳糖苷（isopropyl β-D-thiogalactoside,IPTG),诱导表达4 h,结束发酵,所得菌体干物质约为25.7 g/L,UreB表达量为31.4%。此工艺可以提高UreB的产量。     

毕赤酵母工程菌高密度发酵研究与进展

毕赤酵母表达系统是近年来发展最为迅速的一种新型外源蛋白真核表达系统,被广泛应用于多种不同领域且成功表达了许多基因工程产品。高密度发酵技术已被广泛运用到毕赤酵母工程菌发酵工程当中。主要从毕赤酵母的表达常用菌株、载体及表型等方面介绍了其表达系统,从外源基因自身的特性、培养基的组成、温度、pH、溶氧量及补料流加策略方面阐述了对毕赤酵母高密度发酵的过程及蛋白质表达结果的影响,并对毕赤酵母工程菌高密度发酵进行了展望,为其今后的研究及应用提供借鉴。     

苏氏MANG的鳔的形态结构和气呼吸习惯

本文研究了苏氏MANG的形态结构和气呼吸习惯.苏氏MANG的鳔呈高度血管化和具有密集的类似肺泡的泡囊状呼吸小室.通过水面的气呼吸活动获得氧气.在水温25.2-25.8℃,溶氧量0.57-0.65mg/l时,气呼吸频数为17.2-17.5次/鱼/小时.呼吸频数随溶氧量升高而下降.在高溶氧量的水体中(3.45-5.46mg/l)仍具有进行水面气呼吸,但频数较低.在阻碍气呼吸进行时.窒息点为0.95-1.06mg/l, 这一窒息点大大高于气呼吸时正常生活所允许的最低溶氧量(约0.6mg/l).实验证实了鳔是苏氏MANG的重要辅助呼吸器官.     

蛹虫草菌生物合成虫草素的研究进展

蛹虫草Cordyceps militaris是我国传统的药用真菌,虫草素是蛹虫草的主要活性成分,具有抗癌、抗肿瘤、抗病毒等多种生理功能。蛹虫草菌液体发酵是最有希望实现高效生产虫草素的途径,但现阶段生产强度低,亟需应用发酵工程及代谢工程手段提高虫草素产量。文中对液体发酵体系中培养基组分(碳/氮源、前体物质、金属离子等)和培养条件(pH、溶氧量、光照等)对虫草素产量的影响进行了总结,并对虫草素的分离纯化、生物合成基因簇及合成代谢途径进行了阐述,最后探讨了实现虫草素高效生产的关键环节。     

苏氏(鱼芒)的鳔的形态结构和气呼吸习性

本文研究了苏氏(鱼芒)的鳔的形态结构和气呼吸习性。苏氏(鱼芒)的鳔呈高度血管化和具有密集的类似肺泡的泡囊状呼吸小室。通过水面的气呼吸活动获得氧气。在水温为25.2—25.8℃、溶氧量0.57—0.65mg/l时,气呼吸频数为17.2—17.5次/鱼/小时。呼吸频数随溶氧量升高而下降。在高溶氧量的水体中(3.45—5.46mg/l)仍具有进行水面气呼吸,但频数较低。在阻碍气呼吸进行时,窒息点为0.95—1.06mg/l,这一窒息点大大高于气呼吸时正常生活所允许的最低溶氧量(约0.6mg/l)。实验证实了鳔是苏氏(鱼芒)的重要辅助呼吸器官。     

单、双菌发酵淡豆豉不同发酵期纤溶酶活性

目的采用单菌种或双菌种发酵制备淡豆豉,对比分析不同发酵阶段发酵产物的纤溶酶活性。方法以黄豆和黑豆为发酵基料,采用枯草芽胞杆菌(1号菌)、伞枝梨头霉(2号菌)、米曲霉(3号菌)单菌种和双菌种发酵(包括前酵和后酵)。采用琼脂糖—纤维蛋白平板法测定不同发酵阶段发酵产物的纤溶酶活性。结果以黄豆为基料,以枯草芽胞杆菌单菌种37℃发酵7d,再经42℃后酵3d,其纤溶酶活性达到最高值804.61IU/g,显著高于其以黑豆为基料发酵的纤溶酶活性。1号菌单独发酵的淡豆豉纤溶酶活性高于2号和3号菌单独发酵及三者两两组合发酵淡豆豉的纤溶酶活性。结论以纤溶酶活性为考察指标,淡豆豉最佳发酵条件为:以黄豆为基料,以枯草芽胞杆菌单菌进行发酵,通过37℃前酵7d,再经42℃后酵3d其纤溶酶活性最高。     

溶氧对L-缬氨酸发酵过程的影响

目的:以黄色短杆菌XV0505为供试菌,探索溶氧对L-缬氨酸发酵过程的影响及其控制策略。方法:利用5L发酵罐,考察了不同溶氧浓度对L-缬氨酸发酵的影响,并采用代谢流分析对其结果进行阐述,提出分阶段溶氧控制策略。结果:采用分阶段溶氧控制策略,即在0～24h溶氧浓度为20%,24～60h溶氧浓度为5%,发酵60h,L-缬氨酸可达到58.36g/L,比5%和20%溶氧浓度下分别提高了18.95%和13.56%。结论:溶氧浓度对L-缬氨酸发酵有重要影响。     

赤霉素发酵溶氧优化调控研究

为了解溶氧对赤霉素发酵过程影响以及相应工艺优化,采用不同溶氧条件下藤仓赤霉菌Gibberella fujikuroi分批发酵生产赤霉素的过程进行菌丝浓度、残糖浓度和GA3产物浓度检测,并微分运算得出比生长速率与比产物合成速率随发酵时间变化,分析了溶氧对比生长速率与比产物合成速率以及得率的影响,进而提出Gibberella fujikuroi发酵高产的溶氧控制策略:在发酵初始阶段(0–50h)控制溶氧30%左右,以维持较高的菌体生长速率;发酵中后期(50–184h),溶氧控制在15%,以获取菌丝持续较高的GA3合成速率能力。采用这一优化溶氧控制策略,发酵过程中最大菌丝浓度19.24g/L、最终赤霉素浓度2 180mg/L和平均比产物合成速率0.616mg/(g·h),比未优化前发酵分别提高了8.33%、13.25%和4.58%,表明所采取的分阶段溶氧控制策略对促进GA3生产有效。     

离子注入麦角甾醇酵母选育及发酵工艺

通过离子注入诱变筛选到产麦角甾醇酵母高产菌,得率较出发菌提高55％～60％。对高产菌进行发酵条件优化,发现其对发酵通氧量有更高的要求,培养基中添加10％的糖或0．1％的Ca（NO3）2对麦角甾醇发酵有明显促进作用。     

花生四烯酸高产突变株的选育及其发酵调控

以拉曼被孢霉（Mortierellaramanniana）SM541为原始菌株,经过紫外线复合氯化锂诱变处理,得到突变株SM541－9,其生物量由126g／L提高到28．8g／L,油脂含量由5．8g／L提高到15.7g／L。花生四烯酸含量由321mg／L增加到623mg／L。传代实验表明,SM541－9具有良好的遗传稳定性,以葡萄糖为碳源,硝酸钾为氮源的最适培养条件下,10L罐发酵,生物量和花生四烯酸含量较原始菌株分别提高了45．2％和109.5％。在液体发酵过程中,菌丝老化、增大溶氧量、间歇流加葡萄糖都有利于花生四烯酸的合成。     

基于途径分析的L-异亮氨酸发酵溶氧控制研究

利用途径分析方法对黄色短杆菌（Brevibacterium flavum）TC-21 生产L-异亮氨酸的途径进行了分析,确定了黄色短杆菌TC-21生产L-异亮氨酸的最佳途径的通量分布,根据途径分析的结果,TCA循环的代谢流量对L-异亮氨酸产量有明显影响,而TCA循环与发酵过程中的溶氧密切相关,因此可以通过控制溶氧来提高L-异亮氨酸产量。在发酵过程的不同阶段,根据菌体生长和产酸的需求,改变TCA代谢流量,可以有效提高产酸率。实验证明,通过溶氧分阶段控制发酵生产L-异亮氨酸,比溶氧恒定控制方式发酵产率提高了15.77％。实验结果说明,用途径分析的结果指导发酵过程中的溶氧可以大幅度提高L-异亮氨酸的产量。     

溶氧对L-苏氨酸发酵的影响

探索溶氧对L-苏氨酸发酵过程的影响及其控制方法。通过摇瓶装液量试验、不同溶氧控制方式考察发酵过程中溶氧对L-苏氨酸合成的影响。采用补料分批发酵工艺发酵L-苏氨酸,利用氨基酸分析仪测定发酵液中L-苏氨酸的产量,通过10L罐补料分批发酵36h,产酸可达118.9g/L,糖酸转化率为47.6%。可以得出溶氧对L-苏氨酸生物合成有重要影响,并建立了最佳溶氧控制条件。     

稻田水氮氧环境因子对水稻生长发育、光合作用和氮利用的调控研究进展

水分和氮素是影响水稻生长发育的两个重要环境因子。适宜的水氮耦合模式可通过“以水调氮、以水控氧”调控稻田根际氮形态和溶氧量等环境因子,促进良好根系形态构建,提高叶片光合速率和光合产物“源-库”分配平衡,提高水稻群体质量和产量形成。同时,稻田水氮氧环境因子驱动的微生物调控机制在水稻-土壤系统氮高效利用方面也发挥重要作用。本文重点阐述了水氮耦合下水分、氮形态和溶氧量对水稻生长发育、光合作用、碳氮代谢、稻田氮转化过程及其微生物调控机制等方面的研究进展,展望并提出了未来亟待加强的研究方向:1)开展水氮耦合下水稻根际溶氧量时空动态分布特征及氧环境调控关键因子研究;2)明确不同基因型水稻根源信号增氧响应特征及其对水稻生长发育的影响调控机制;3)阐明根际氧环境驱动的关键微生物过程对稻田氮转化和氮素利用的影响。     

影响酵母细胞麦角固醇的发酵控制参数的分析

研究了麦角固醇发酵过程中的参数。比较了溶氧、OUR、Ph和残糖浓度与酿酒酵母的生物量和麦角固醇含量的关系 ,并研究了这些参数之间的内在联系。研究表明 ,溶氧能比较准确地反映酵母的生长状况 ,是发酵过程中的一个较好的控制参数。将溶氧控制在 12 %左右能有效提高单位体积发酵液中的麦角固醇的产量。     

发酵过程中溶氧浓度对D-核糖发酵的影响

通过固定不同溶氧浓度(DOT)对短小芽孢杆菌(Bacillus pumlus)进行分批发酵的过程参数变化的比较,发现发酵前期与后期对氧的需求不尽相同,探讨了氧代谢途径及溶氧浓度对核糖发酵的影响机理,并提出分阶段供氧模式。结果表明,发酵时间44h后,整个发酵过程保持了较高的核糖产率和葡萄糖消耗率,最终核糖产量和细胞生成量分别提高了5.0％和18.8％。     

混菌发酵生产γ-聚谷氨酸的工艺条件优化

采用谷氨酸棒杆菌S9114和枯草芽胞杆菌NTG-4在10 L自控发酵罐上进行混菌发酵,探索混菌发酵生产γ-聚谷氨酸的可行性并进行工艺优化。结果表明:温度、接种量、pH及溶氧对聚谷氨酸发酵有较大影响,发酵前期维持32℃,6 h提温至37℃变温控制,谷氨酸棒杆菌和枯草芽胞杆菌接种量分别为5%和0.5%,pH 7.0,溶氧20%最有利于γ-聚谷氨酸发酵,在此条件下发酵32 hγ-聚谷氨酸最高产量为38.3 g/L。     

一株产纤溶酶凝结芽孢杆菌的筛选及其生物学特性

为了筛选性能良好的产纤溶酶菌株,本研究通过脱脂乳平板及纤维蛋白平板双层筛选从传统发酵食品豆豉中,分离到1株具有溶解纤维蛋白能力的凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans) HQ-1。分析其发酵上清液中纤溶酶的纤溶能力、组成特征和作用方式,并研究菌株HQ-1生物学特性。结果表明:菌株HQ-1发酵上清液中的纤溶酶活力为383.1 U/mL;Native-PAGE实验表明HQ-1发酵上清液中能溶解纤维蛋白的纤溶酶组分仅有一种,并且通过激活纤溶酶原实现HQ-1降解纤维蛋白。HQ-1生物学特性实验表明:菌株HQ-1对阿莫西林等11种常见抗生素敏感;对沙门氏菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用显著。菌株HQ-1产纤溶酶活性及稳定性较好,具有潜在开发价值,本研究结果为产纤溶酶微生物资源的开发提供理论依据。     

纳豆芽孢杆菌菌种纯化及不同氮源对其产纳豆激酶的影响

纳豆激酶(nattokinase, NK)是一种由纳豆芽孢杆菌发酵产生的丝氨酸蛋白酶,具有良好的纤溶活性。本研究从wako Nattokinase中分离纯化出高品质的纳豆芽孢杆菌,旨在探究最适宜该菌产纳豆激酶的发酵培养基氮源。研究人员选择了6种氮源对其进行发酵实验,通过连续测定发酵液的菌量、pH和纤溶活性以观察不同氮源对纳豆芽孢杆菌产纳豆激酶的影响。研究结果表明:最优氮源为乳清蛋白,在以此为氮源的培养基中发酵培养120 h后,纳豆激酶的纤溶活性高达1 757.79 U/mL。以乳清蛋白发酵培养基对纳豆芽孢杆菌进行发酵,不仅可以得到高活性的纳豆激酶,还可为纳豆激酶应用于食品、保健品领域提供思路。