氮源种类及溶氧水平对锁掷酵母产类胡萝卜素组分的影响

在锁掷酵母（Sporidioboluspararoseus）发酵产类胡萝卜紊的过程中,发酵产物中类胡萝卜紊种类繁多,而且性质相似,加大了不同色素分离纯化的难度。为定向积累不同种类的类胡萝卜素,以本实验室保藏锁挪酵母JD-2为出发菌,研究了氮源种类和浓度及溶氧对锁掷酵母产类胡萝卜素的影响,并在7L发酵罐中进行了补料分批发酵试验。发现培养基中同时添加有机氮源和无机氮源且溶氧控制较低（5％）时有利于β-胡萝卜素的大量积累,最佳有机氮源和无机氮源分别为玉米浆（20g／L）、硫酸铵（5g／L）。补料分批发酵时β-胡萝卜素产量达到31．28mg／L,红酵母烯12．38mg／L。培养基中只添加有机氮源且相对溶氧控制相对较高（30％）时有利于红酵母烯的大量积累,最佳有机氮源为酵母膏（20g／L）。补料分批发酵时红酵母烯产量达到38．96mg／L,8．胡萝卜素12．36mg／L。     

两阶段搅拌转速控制策略发酵生产聚唾液酸

目的:优化聚唾液酸发酵过程的搅拌转速.方法:比较不同搅拌转速对大肠杆菌Escherichia coli K235分批发酵生产聚唾液酸过程的影响.结果:根据发酵前、后期菌体细胞比生长速率和聚唾液酸比合成速率达到最大值所需搅拌转速的不同,提出了两阶段搅拌转速控制策略:发酵前期(0～15h)控制搅拌转速500r/min,发酵中后期控制搅拌转速700r/min.结论:两阶段搅拌转速控制策略使聚唾液酸产量达到3 966mg/L,比恒定搅拌转速500r/min和700r/min分别提高了31.8%和49.3%.将两阶段搅拌转速控制策略与分批补料发酵技术结合,聚唾液酸产量提高到5 108mg/L,山梨醇的转化率达到0.12g/g.     

高浓度丁醇浸泡及N＋束注入诱变双重作用筛选丁醇高产菌

通过高浓度丁醇浸泡处理丙酮丁醇梭菌（Clostridiumacetobutylicum）CL-2,筛选得到一株丁醇耐受能力提高并溶剂产量增加的菌株BR30—2,丁醇产量达11．77g/L,比CL-2提高了16．65％。以BR30—2作为出发菌株,进行N＋束注入诱变,筛选得到高产菌株BH．9,丁醇产量达14．5g/L,总溶剂为23．14g／L。在BH-9发酵过程中添加0．1％丁酸钠,丁醇产量达到16．59g/L,丁醇比例提高至67．38％。     

聚唾液酸高产菌株的高通量诱变选育及发酵工艺优化

从自然水体中筛选得到1株产聚唾液酸的微生物菌株SA-1,经Biolog生化和分子生物学分析,鉴定其为大肠杆菌。以大肠杆菌SA-1为出发菌株,通过常压室温等离子体(ARTP)诱变育种,借助酸碱透明圈和高通量自动挑选仪筛选获得高产聚唾液酸的突变菌株SA-18。摇瓶发酵结果显示,大肠杆菌突变株SA-18的聚唾液酸产量可达0.95 g/L,是出发菌株产量(0.20 g/L)的4.75倍;进一步,通过调控优化K₂HPO₄浓度实现了突变大肠杆菌SA-18的高密度发酵：当K₂HPO₄质量浓度为5.0 g/L时,在10 L发酵罐中,36 h时聚唾液酸产量达到12.20 g/L,继续补料发酵,至60 h时,聚唾液酸产量最高可达16.10 g/L。     

初级代谢产物和有性生殖促进剂对番茄红素发酵的影响

考察几种初级代谢中间产物对三孢布拉霉发酵生产番茄红素的影响,以及卵磷脂对三孢布拉霉正负菌接合孢子及发酵的影响。结果表明：发酵24h分别添加2．0％的柠檬酸和2．0％的三孢酸,番茄红素的产量分别达到0．99g／L和1．26g/L,比对照分别提高39．43％和32．63％;卵磷脂的添加能促进三孢布拉霉两性接合孢子的形成,进而促进番茄红素的合成,当大豆卵磷脂的添加量为0．3％时,番茄红素的产量为1．58g/L,比对照提高56．44％。     

羊肚菌液态发酵的研究

通过摇瓶正交试验研究了圆锥羊肚菌液体发酵的条件,选出最佳培养基配方、接种量、培养温度、pH、通气量,培养时间等参数。在此基础上,应用VIRTIS公司生产的2L－自控发酵罐进行了分批发酵,摸索到了羊肚菌液态深层发酵的基本规律,然后分别以淀粉和玉米粉为碳源进行了补料分批发酵,获得其干细胞产量为25．4g／L和27．4g／L,生长速率为0．45g／（L·h）和0．51g／（L·h）,以碳源为基准的产量得率系数（yx／s）为0.72（g／g）和0.75（g／g）等数据。实验结果表明,羊肚菌的液态深层发酵已达到了真菌菌丝液态发酵的正常水平。     

羊肚菌液态发酵的研究*

通过摇瓶正交试验研究了圆锥羊肚菌液体发酵的条件,选出最佳培养基配方、接种量、培养温度、pH、通气量,培养时间等参数。在此基础上,应用VIRTIS公司生产的2L－自控发酵罐进行了分批发酵,摸索到了羊肚菌液态深层发酵的基本规律,然后分别以淀粉和玉米粉为碳源进行了补料分批发酵,获得其干细胞产量为25．4g／L和27．4g／L,生长速率为0．45g／（L·h）和0．51g／（L·h）,以碳源为基准的产量得率系数（yx／s）为0.72（g／g）和0.75（g／g）等数据。实验结果表明,羊肚菌的液态深层发酵已达到了真菌菌丝液态发酵的正常水平。     

以玉米浆和木薯为原料机械搅拌发酵制备细菌纤维素的研究

本文以玉米浆和木薯为原料,用机械搅拌式发酵罐制备细菌纤维素（BC）,对发酵过程的纤维素产量、还原糖消耗、溶氧变化和茵浓变化进行了监测,并以葡萄糖一蛋白胨-酵母粉培养基为对照进行了比较。实验得出玉米浆作氮源时不溶BC的产量为9．2g／L,而氮源成本只是对照组的15％;木薯水解液作碳源时的不溶BC产量达到11．7g／L,比对照组（10．8g／L）高8％;而用玉米浆搭配木薯水解液发酵生产BC,产量也达到10．1g／L,验证了这两种天然原料的廉价高效性,用于工业生产细菌纤维素具有良好的前景。     

葡萄糖流加策略对基因工程FR-008／杀念菌素衍生物CS103补料分批发酵过程的影响

以组合生物合成技术得到的链霉菌FR-008突变株CS103为研究对象,研究了3．7L发酵罐上维持一定葡萄糖浓度对其次级代谢产物脱羧FR-008／candicidin衍生聚酮抗生素CS103生物合成的影响。当初始葡萄糖浓度20g／L,发酵过程还原糖浓度维持在10g/L时,抗生素CS103最高产量较分批发酵最高产量相比提高30％。研究了3．7L罐上补料分批发酵生产CS103的工艺,主要考察了脉冲补料、间歇流加补料和连续流加补料三种补料分批发酵工艺,并与分批发酵进行了比较。连续流加补料维持糖浓度的效果明显,最高产量达到126．9μg/mL,与分批发酵相比提高了44％左右。     

重组大肠杆菌生产L-色氨酸发酵条件优化

为了提高重组大肠杆菌FB讲／pSV－04发酵生产L－色氨酸的产量,减少代谢副产物乙酸的生成,考察了比生长速率和无机盐对重组大肠杆菌发酵生产L．色氨酸的影响。在确定了合适的比生长速率和无机盐浓度之后,乙酸积累很少,L-色氨酸的产量为53．4g／L,比优化前提高了141．6％。经30L发酵罐初步放大,L－色氨酸的产量达53．6g／L,发酵结果稳定,具有工业化应用前景。     

添加剂对水稻秸秆实地混合厌氧发酵产甲烷系统的作用

为提高水稻秸秆利用效率,改进水稻秸秆实地混合厌氧发酵产甲烷技术,本研究开展了添加剂在混合厌氧发酵系统的应用研究。试验选取水稻秸秆和猪粪作为发酵原料,通过分别添加不同的浓度的吐温20和腐植酸,测定甲烷的产气量和浓度、秸秆的降解和土壤肥力的变化,以揭示添加剂类型及其浓度对水稻田实地甲烷生产系统的影响。结果表明:添加剂的掺入并未影响产气的动态变化趋势,但显著地促进产气和提高产气浓度,整体效果由高到低为腐植酸吐温20对照,其中经腐植酸处理的产气量和产气浓度对照相比分别提高了50. 73%和24. 55%。添加剂的掺入有利于水稻秸秆纤维素和半纤维素的降解,但对木质素没有显著影响;其中以0. 15 g/L腐植酸和0. 30 g/L吐温20的降解率最高,相较于对照其纤维素降解率均提高了22. 11%,半纤维素降解率分别提高了107. 13%和98. 39%。添加剂的掺入能显著增加土壤肥力,以0. 15 g/L腐植酸和0. 30 g/L吐温20处理水平的效果最优,相较于对照,其土壤有机质分别增加了29. 63%和23. 72%,全氮分别增加了52. 32%和42. 38%,全磷分别增加了83. 33%和57. 14%。     

外源添加代谢中间体对产琥珀酸放线杆菌厌氧发酵制备丁二酸的影响

考察了外源添加中间代谢产物对菌体生长及发酵产酸的影响,结果表明添加0.5g/L磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)时丁二酸产量最高。围绕产琥珀酸放线杆菌NJ113厌氧发酵产丁二酸的代谢网络进行代谢通量分析,发现添加PEP后己糖磷酸途径(HMP)与糖酵解途径(EMP)的通量比由39.4∶60.3提高至76.8∶22.6,解决了丁二酸合成过程中还原力不足的矛盾,导致PEP生成草酰乙酸的通量提高了23.8%,丁二酸代谢通量从99.8mmol/(gDCW·h)增至124.4mmol/(gDCW·h),而副产物乙酸及甲酸的代谢通量分别降低了22.9%、15.4%;关键酶活分析结果表明,添加0.5g/LPEP后PEP羧化激酶比酶活达到1910U/mg,与对照相比提高了74.7%,而丙酮酸激酶的比酶活降低了67.5%。最终丁二酸浓度为29.1g/L,收率达到76.2%,比未添加PEP时提高了11.0%。     

不同发酵条件下产甘油假丝酵母有机酸代谢的研究

产甘油假丝酵母 (Candidaglycerolgenesis)发酵产生的有机酸对丙三醇产品质量和产率均有影响。发现在发酵其它条件恒定 ,装液比和玉米浆浓度增加时 ,发酵液总酸是递增的。在装液比为 0 2和玉米浆浓度为 8g L时 ,丙酮酸和乳酸在细胞生长期可分别积累达 4 1g L和 1 0g L ,比正常发酵时增加 2倍以上 ,丙三醇产率也低 ;然而 ,装液比为 0 0 8和玉米浆浓度为 4g L时 ,丙酮酸和乳酸产生较低 ,丙三醇产率较高 ,但乙酸积累比供氧不足时高 ,可达 2 6g L。发酵过程中有机酸被细胞代谢 ,含量逐渐下降 ,如在初糖浓度为 1 0 0g L时 ,有机酸在细胞生长期积累至高峰后 ,丙三醇和有机酸随之均降低至较低含量 ,并且丙酮酸或乳酸可以转化为乙酸。此外 ,在外加一些添加剂时对其产生有机酸也有影响 ,如添加 1 %油酸和VB1时可以降低乙酸的积累 ,同时增加丙酮酸的含量 ,丙三醇产量也有所增加 ;而丙酮酸结构类似物氟代丙酮酸和亚硫酸盐促进乙酸的产生 ,使酮戊二酸合成减少 ,丙三醇产量约增加 2 0 %。     

东北红豆杉细胞培养生产紫杉醇的调控研究

研究了诱导子、前体及抑制剂的协调作用对东北红平杉生产紫杉醇的影响。结果表明,向培养基中加入80mg/L水到、80mg/L茉莉酸甲酯、0.5mmol/L乙酸钠、2mmol/L苯丙氨酸、0.5mmol/L丝氨酸、0.1mmol/L甘氨酸、10mg/L肉桂酸、0.5mmol/L苯甲酸钠、5mmol/L丙酮酸钠、10mg/L氯化氯胆碱、和1mg/L赤霉酸可使紫杉醇含量提高368.65%。并且证明交互作用对紫杉醇合成有显著作用。     

一种基于途径分析提高丙酮酸产量的育种策略

为进一步提高光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸的水平 ,在途径分析的基础上提出了一种组成型降低丙酮酸脱酸酶、但增强乙酰辅酶A合成酶活性的育种策略。通过亚硝基胍诱变 ,获得 1株乙酸需求型突变株CCTCCM2 0 2 0 19,在外加乙酸的培养基中表现出高于出发株 2 1%的丙酮酸生产能力和良好的遗传稳定性。检测突变株CCTCCM2 0 2 0 19中丙酮酸代谢相关酶的活性发现 :(1)丙酮酸脱羧酶活性降低了 4 0 % ;(2 )外加乙酸与否的条件下 ,乙酰辅酶A合成酶的活性分别提高了 10 3 5 %和 5 7 4 % ;(3)添加乙酸和突变对丙酮酸羧化酶、丙酮酸脱氢酶系、乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶的活性没有显著影响。在含有乙酸的培养基中突变株细胞干重比出发株高 2 1 7% ,可能是因为乙酰辅酶A合成酶活性的提高 ,补充了因丙酮酸脱羧酶活性降低而引起的胞质乙酰辅酶A短缺。在 7L罐中含有 6g L乙酸钠的培养基中发酵 6 2h ,丙酮酸产量达到 6 8 7g L ,对葡萄糖的产率为 0 6 5 1g g。     

A fundamental regulatory role of formate on thuringiensin production by resting cell of <Emphasis Type="Italic">Bacillus thuringiensis</Emphasis> YBT-032

In this work, a fundamental regulatory role of formate on thuringiensin production by resting cell of Bacillus thuringiensis YBT-032 was investigated. Nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) production and formate dehydrogenase activity increased with formate addition from 0.5 to 2.0 g/L, respectively. However, with the formate addition of 1.5 g/L, the activities of pyruvate kinase and glucose 6-phosphate dehydrogenase reached a peak and increased by 316 and 150% relative to those of the control, respectively. In addition, intracellular production of pyruvate, aspartate, citrate and adenine were significantly enhanced by 75, 66, 32 and 78% as well. An improvement (90%) of thuringiensin production was also successfully obtained. Interestingly to point out, thuringiensin yield was closely correlative with adenine production, and the linear relationship was also observed. The results suggest that appropriate formate addition did act as a modulator and facilitate carbon flux in glycolysis and pentose phosphate pathway to synthesize adenine and thuringiensin via intracellular NADH availability.     

环境条件对丙酮酸分批发酵的影响

考察了搅拌转速、pH和温度对丙酮酸分批发酵的影响。高转速（500r／min）下,丙酮酸产率较高（71％）,但葡萄糖消耗速度较慢（1．23g／（L·h））;低转速（300r／min）下,细胞消耗葡萄糖的速度加快（1．95g/（L·h））,而丙酮酸产率（0．48％）却明显下降。将搅拌转速恒定在400r／min可在一定程度上获得较高的丙酮酸产率（0．62％）和葡萄糖消耗速度（1．66g／（L·h））。CaCO3调节pH时,较多碳流从丙酮酸节点转向α-酮戊二酸节点和细胞生长,最终丙酮酸产量比NaOH调节pH时的发酵结果低38．7％;NH3·H2O调节pH时最终细胞浓度和丙酮酸产量仅为NaOH调节时的77．8％和90．9％。pH5．5时最利于丙酮酸的合成。较高的发酵温度加速T.glabrata积累丙酮酸,但同时会导致α-酮戊二酸的提前积累;而较低的温度下甘油和α-酮戊二酸积累较少,丙酮酸发酵的最适温度为28～30℃。     

丙酮酸发酵过程中光滑球拟酵母过程功能的强化

对不同葡萄糖浓度下光滑球拟酵母分批发酵生产丙酮酸的动力学模型分析发现, 葡萄糖浓度是影响光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸过程功能的关键因素。在发酵初始阶段, 低浓度葡萄糖可维持较高的菌体比生长速率; 对数生长中前期, 葡萄糖快速进料使菌体浓度接近最大值, 并实现碳流从菌体生长转向丙酮酸积累; 对数生长后期葡萄糖浓度控制在33.4 g/L以维持高丙酮酸对葡萄糖产率系数 (0.71 g/g)。采用奇异控制的葡萄糖流加方式, 在7 L发酵罐上控制不同发酵阶段葡萄糖浓度处于最佳水平以强化光滑球拟酵母过程功能, 丙酮酸产量 (83.1 g/L)、产率 (0.621 g/g)、生产强度[1.00 g/(L·h)]与分批发酵对比, 分别提高了21.3%、21.6%和29.9%。     

硫胺素对Arthrobacter sp.A302环磷酸腺苷发酵的影响

研究在培养基中加入硫胺素（V B1）对cAMP发酵的影响。结果表明：V B1的最适添加量为0.5 g/L,与对照组相比,环磷酸腺苷（cAMP）产量和细胞干质量分别提高了36.4%和41.8%,达到7.5和7.8 g/L。琥珀酸和α-酮戊二酸的含量有明显的提高,平均提高了43.59%和40.77%;同时,主要副产物乙酸的含量没有明显变化。在发酵过程中,V B1的加入对ATP的含量及与cAMP合成密切相关的几种酶的活性也有显著的影响。     

Proline enhances <Emphasis Type="Italic">Torulopsis glabrata</Emphasis> growth during hyperosmotic stress

This study investigated that the importing of compatible solute proline could enhance the growth of the yeast Torulopsis glabrata under hyperosmotic stress. Osmolarity progressively increased from 860 to 2,603 mOsmol/kg by accumulation of sodium pyruvate in the culture broth, leading to a significant decrease in cell growth. When 1.0 g/L of proline as a compatible solute was added to the culture medium, it was imported and enhanced cell growth by 59.0% at 2,603 mOsmol/kg. By addition of proline during pyruvate production, the concentration, productivity, and yield of pyruvate increased 22.1, 38.4, and 14.3%, respectively. These results suggested that T. glabrata can import proline as an osmoprotectant against high osmotic stress, thus enhance pyruvate productivity. The improvement of yeast growth and viability under hyperosmotic stress by the addition of proline provided an alternative approach to enhance the organic acids production by yeast.