食用真菌蛋白——美味丝葚霉D-100的研究——Ⅲ.丝状真菌连续发酵的研究

本文研究了以丝状真菌D-100直接利用淀粉连续发酵的工艺条件。通过氮源试验,摇瓶生长曲线和发酵罐生长曲线的对比试验,发酵过程中淀粉糖化酶的定量检测,以及连续发酵过程中四个主要参数在三水平上的正交试验,确定了以0.1—0.2%NH_4NO_3为氮源,0.5%玉米粉为碳源,稀释速率D值为0.15,搅拌转速为200 r/min,pH 5.5的条件为最佳连续发酵条件。连续发酵结果是:以玉米淀粉为底物的菌体产率是37.5%,其菌体蛋白质含量38.5%,发酵罐效率是0.35g菌体干重/L·h,试验还证明该菌淀粉糖化酶的生成受还原糖的反馈控制,故发酵过程培养基中还原糖浓度衡定在一定值。培养基浓度增加时,超过玉米粉浓度1.25%以上其比生长速率不明显增加。     

金针菇在淀粉废水中发酵的营养条件研究

用摇瓶试验对金针菇菌丝体在淀粉废水中培养的营养条件进行了研究。结果表明,利用淀粉废水进行金针菇液体发酵的最适营养条件为：经液化处理的淀粉废水,加KH₂PO₄0.25 g/100 mL,MgSO₄·7H₂O0.05g/100mL,V_B1150μg/L,V_B250μg/L,pH5.40。测定了该营养条件下菌体的生长曲线及发酵过程中培养基残糖的变化。发酵周期为7d,发酵终点生物量达2.08 g/100 mL,COD去除率为70.8%。     

氮源NH4Cl浓度对粪产碱杆菌发酵生产热凝胶的影响

研究了利用粪产碱杆菌 (Alcaligenesfaecalis)发酵生产热凝胶的发酵条件 ,氮源是菌体生长的限制性底物 ,单纯地提高初始底物 (氮源 )浓度并不一定能促进细菌的生长和产物的合成。在分批发酵过程中 ,底物消耗导致培养环境pH的改变也是影响细菌进一步生长和产物合成的重要因素。通过增加培养基中初始氯化铵的浓度并同时控制发酵过程的pH条件 ,得到了较高的菌体浓度 ,热凝胶的合成水平也得到了显著提高。当培养基中NH₄Cl浓度提高到3.6g/L时 ,菌体浓度达到72g/L ,热凝胶合成的产量可达 30.5g L ,比原来NH₄Cl浓度为11g L时提高了51.7%。提高菌体浓度意味着需要提高溶氧水平来满足细菌的生长和代谢。初始氮源NH₄Cl浓度的增加虽然能使菌体浓度得到提高 ,但发酵过程对溶氧的需求也相应增加 ,需要提高搅拌转速和通风以增加供氧水平。但高搅拌速率产生的高剪切力对热凝胶的凝胶性能将产生破坏作用 ,因此在发酵过程中需要综合考虑细菌培养密度对合成热凝胶产量和质量的影响。     

人三叶因子3在毕赤酵母中表达条件的研究

为提高人三叶因子 3 (HumanTrefoilfactor 3 ,hTFF3 )在毕赤酵母中的表达量 ,研究了转化子生长的培养条件 ,包括不同碳源对转化子生长的影响和接种量、甲醇浓度、pH值、摇瓶转速及不同诱导时间对人三叶因子 3表达的影响。结果表明转化子在生长阶段加入葡萄糖生长旺盛 ,培养 14h后OD₆₀₀ 就可达到 50。在 100mL生长培养基上的菌液以 1∶1接入诱导培养基时蛋白表达量最高 ;转化子在 1%的甲醇、pH60、摇瓶转速240r/min的条件下诱导4 8h ,菌体密度OD₆₀₀为 15 ,目的蛋白表达量达到 20mg L。用 5L发酵罐进行了高密度发酵 ,经2%甲醇32h诱导 ,最终菌体密度OD₆₀₀ 达到 120 ,每升发酵液中含目的蛋白100mg。     

NH4+对L-色氨酸发酵的影响

目的:探究NH₄⁺浓度对大肠杆菌E.coli TRTH发酵生产L-色氨酸的影响。方法:通过外源添加试验,利用30 L发酵罐进行分批补料发酵试验,考察E. coli TRTH发酵生产L-色氨酸过程中生物量、L-色氨酸产量、有机酸含量、耗糖速率、发酵液中NH₄⁺浓度及质粒稳定性变化。建立了大肠杆菌合成L-色氨酸的代谢流平衡模型,应用 MATLAB 软件计算出E. coli TRTH发酵中后期代谢网络的代谢流分布。结果:发酵结果显示,利用NaOH和氨水混合补料,控制NH₄⁺浓度在120 mmol/L以下,菌体能够以较长时间和较高比生长速率保持对数生长,最终菌体生物量和L-色氨酸产量分别提高了12.16%和19.80%。随着NH₄⁺浓度的增加,发酵液中丙酮酸、乳酸及乙酸浓度均略有增加,细胞质粒稳定性下降。控制NH₄⁺浓度在120 mmol/L以下,E. coli TRTH发酵生产L-色氨酸的代谢流量分析结果表明,EMP途径的代谢流量降低7.31%,PP途径的代谢流量增加7.14%,TCA循环的代谢流量降低22.04%。结论:高浓度的NH₄⁺导致菌体生长提前结束,耗糖速率降低,产酸受阻,控制NH₄⁺浓度在120 mmol/L以下,解除了NH₄⁺对菌体生长和产物生成的抑制,使得菌体生物量和L-色氨酸产量大幅提高,实现了高密度发酵培养的目的。     

高密度发酵制备重组人OCIF活性域多肽融合蛋白*

以补料 分批发酵方式在 3.7L发酵罐上实现了人破骨细胞形成抑制因子活性域多肽(OCIFAD)的高密度发酵融合表达。通过参数控制。发酵液最终OD₆₀₀ 达12.5 (相当于 35g湿菌体 L) ,表达量占菌体总蛋白 40 %左右 ,含量超过 0.6g L ,并且 90 %呈可溶性而直接具有生物学活性。直链淀粉树脂亲和层析法一步纯化 ,纯度达 90 %以上。     

以摇瓶所得摄氧率为基准进行发酵放大

通过设计特殊摇瓶,用亚硫酸盐法测出摇瓶口纱布层氧通透率的基础上,在实际发酵情况下通过测定瓶内气、液相氧的变化得出其发酵过程中的摄氧率(OUR)及氧传递系数(K_La)。以特制摇瓶取得的菌体CUR为基准进行发酵过程和发酵罐的放大。通过质谱仪在线检测及采样分析,研究了3种不同供气流量及搅拌转速下的放大结果。摇瓶与发酵罐在菌体OUR、菌体产量方面吻合很好,而在整个放大过程中,发现摇瓶与发酵罐内的氧传递系数(K_La)、溶解氧(C_L)差异较大。     

脯氨酰内肽酶培养条件的优化及高密度发酵

基因工程菌E.coliBL21/pGEMPEP可以组成型表达重组的点状产气单胞菌脯氨酰内肽酶(PEP),但培养条件极大地影响着酶的产量,为了获得高效表达,首先测定了工程菌表达PEP的稳定性并考察了培养温度、pH、发酵时间、碳源、氮源、无机盐等对产酶的影响,得到了优化的发酵条件,L9(3⁴)正交试验进一步明确了摇床转速、培养温度、pH值、培养时间对产酶量的影响都有高度的统计学意义。在此基础上利用NBSBioFlo3000型5L自控发酵罐进行了高密度、高表达发酵、经20h培养,最终菌体密度达OD₆₀₀60(相当于干菌体225g/L),PEP表达量为28%,每升发酵液中含PEP酶315g。     

烟碱降解细菌Ochrobactrum intermedium DN2生长培养基及培养条件的优化研究

在烟碱生物降解的研究和实际应用中,需要在较短的时间内获得大量O.intermediumDN2菌体。为了提高菌株DN2的菌体浓度,缩短其培养时间,本研究采用PlackettBurman设计对影响O.intermediumDN2生长的内在和外在相关因素进行了评价。结果表明,影响菌株DN2生长的显著因素有胰蛋白胨、MgSO₄·7H₂O、初始pH值、温度、装液量和培养时间。在此基础上,采用响应曲面法分别对该菌生长培养基的组成和培养条件进行优化,得到最佳培养基组成为(g/L):胰蛋白胨11.34、牛肉膏3.00、NaCl5.00、MgSO₄·7H₂O3.71,pH值7.23;最佳培养条件为温度32℃、转速120r/min、装液量88ml/250ml三角瓶、培养时间34h。5L发酵罐验证实验表明,菌株DN2达到最大生长量的时间为36h,与预测值34h基本一致,比优化前缩短约12h;最大菌体浓度为6.49×10₉cfu/ml,与预测值6.73×10₉cfu/ml接近,比优化前高近一个数量级。     

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。     

利用响应面分析法优化胶质类芽胞杆菌初级种子培养基

采用响应面分析法（RSM）对胶质类芽胞杆菌的初级种子培养基进行了优化,以提高其菌体密度和后续发酵效率。首先采用单因子试验筛选出提升菌体密度的适宜碳源和氮源,分别为麦芽糖和胰蛋白胨,在此基础上采用Plackett Burman(PB)试验设计法,对9种影响菌体生长繁殖的因素进行了评价,结果表明,麦芽糖和MgSO₄·7H₂O对菌体繁殖影响最为显著。用快速登高试验逼近关键因素的最大响应区域,通过中心组合试验和验证试验,获得胶质类芽胞杆菌优化培养基成分为麦芽糖 2.5 g/L,胰蛋白胨1.0 g/L,MgSO₄·7H₂O 0.73 g/L,K₂HPO₄·3H₂O 0.4 g/L,NaCl 0.06 g/L,FeCl₃ 0.6 mg/L,水杨酸10 mg/L,CaCO₃ 1.0 g/L。使用该优化培养基可将菌体密度较优化前提高了近10倍,含量达到4.12×10² cfu/mL。结果为提高胶质类芽胞杆菌的生产发酵水平和保证产品质量提供依据。     

一种放线菌发酵产天然蓝色素的研究*

对一种放线菌产生天然蓝色素的发酵条件作了详细探讨。单因素发酵试验表明 ,碳源以2 %的蔗糖最佳 ;氮源以 0.1%的KNO₃为最好。正交试验表明 ,蓝色素发酵最佳配方为 :4%蔗糖 +0 1 %KNO₃+0.075 %盐 +1 0μg/mLFeSO₄。最佳培养温度为 3 0℃ ;最佳初始pH为 7 4。并测定了罐发酵过程中的溶解氧、pH变化及碳、氮的利用情况。用HPLC法对该色素的各成分进行了分离 ,结果显示 ,该蓝色素至少含有以放线紫红素     

紫罗酮和麦角固醇对酵母生长及产辅酶Q10的影响

研究了β-紫罗酮和麦角固醇对酵母生长及产辅酶Q₁₀的影响。研究发现,β-紫罗酮能促进菌体积累辅酶Q₁₀,当培养基中β-紫罗酮的添加量为0.208×10^-3mol/L时,菌体中CoQ₁₀的含量提高了28.3%;少量麦角固醇能促进菌体产辅酶Q₁₀,当麦角固醇的添加量为0.15×10^-4mol/L时,菌体中CoQ₁₀的含量提高了31.8%,而增加麦角固醇的添加     

一株产虾青素的黄杆菌CF-60的研究

从土壤中分离到一株黄杆菌（Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｓｐｐ）Ｃ_Ｆ－６０,该菌的生长需Ｍｇ^２＋存在,ＭｇＳＯ_４·７Ｈ_２Ｏ的最适浓度为０．２％;蛋白胨是该菌株生长的最好氮源,它不能利用无机氮。种龄超过９６ｈ的菌体不能在新鲜培养基中生长。经５４ｈ的２Ｌ恒化器发酵,生物量达６．８ｇ／Ｌ,色素产量为１０．６ｍｇ／Ｌ。该菌产生的类胡萝卜素成分简单,主要成分的含量为９０．３％,该成分经初步鉴定是分子结构中含有羰基和羟     

绿僵菌产海藻糖水解酶培养条件研究

丝状真菌绿僵菌能产生一系列二糖水解酶,其中包括海藻糖水解酶。这些酶在绿僵菌对昆虫的致病过程中起着重要的作用。本文研究了不同碳源、氮源对金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae var. acridum菌株CQMa102产生与分解昆虫血淋巴中海藻糖等二糖相关的海藻糖水解酶活性的影响。结果表明:分别以葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、山梨醇和可溶性淀粉为碳源,金龟子绿僵菌均可产生海藻糖水解酶,但最佳碳源是可溶性淀粉,因为由其诱导产生的海藻糖水解酶具有最高的总活性和比活性以及更多的同工酶,山梨醇次之。硝态氮(NaNO₃)作为唯一氮源时,几乎检测不出海藻糖水解酶活性,而铵态氮((NH₄)₂SO₄)或NaNO₃和有机氮(蛋白胨和酵母浸膏)混合氮源作氮源时,海藻糖水解酶活性都很高。在绿僵菌菌丝提取液和滤液的海藻糖水解酶活性比较中发现:CQMa102在多数碳源的培养基中产生的海藻糖水解酶主要分泌到培养基中,仅有少数结合在细胞壁上。     

灰树花深层发酵培养基的研究

灰树花具有较宽广的碳源谱和氮源谱,其最佳碳源为马铃薯汁加葡萄糖,最佳氮源为麸皮。在有生长促进剂一板栗壳煮汁作用下,菌丝的增产率达１４０％。培养基的氮源种类和生长促进剂对菌丝生长具显著的影响,两者交互作用明显。培养基中碳源浓度过高不利于菌丝的生长。灰树花深层发酵的较佳培养基为ＱＦ培养基：葡萄糖６０９,ＫＨ_２ＰＯ_４ ｌｇ,ＭｇＳＯ_４ ０．５ｇ,ＣａＣｌ_２ ０．１ｇ板栗壳煮汁 １５０ｇ,水１Ｌ。     

离子注入花生四烯酸产生菌诱变选育

利用离子束注入生物技术对花生四烯酸产生菌(Mortierella alpina)进行诱变高产菌筛选。筛选到高产菌I₄₉N₁₈,该菌每升培养液可得生物量30.80g(约4%的含水量),干菌体油脂含量为25.8%,其中花生四烯酸的含量占总.脂的45.37%。30L和250L发酵罐发酵试验,该高产菌的花生.四烯酸得率为4.0g/L。     

金针菇菌丝生长的营养需求及液体发酵研究

金针菇菌丝体液体培养表明,淀粉、玉米粉是适宜的碳源,黄豆粉、酵母粉、蛋白陈是适宜的氮源。采用正交设计考察了培养基的营养成分及其最适浓度。除碳、氮源外,Vb1及K、P、Mg、S等元素也是金针菇菌丝体生长所必需的营养因子。适宜的碳氮比（C/N.）为21～24：1。本研究建立的有实用价值的液体发酵培养基配方是（％）：玉米粉4.0、葡萄粉1．0～2.0、黄豆粉15、KH₂PO₄0.1～0．15、MgSO₄·7H₂O0.05     

环境因子对小球藻生长的影响及高产油培养条件的优化

探讨了不同环境条件对小球藻(Chlorella sp.)叶绿素荧光动力学参数以及净光合放氧速率的影响,确定了以L₁海水培养基为基础,以8.8 mmol/L浓度的(NH₂)₂CO为氮源、0.145 mmol/L NaH₂PO₄ · H₂O浓度为磷源,在150 μmol · m^-2 · s^-1光照强度、培养温度为18 ℃的小球藻最优培养条件。在此条件下,明显加快了小球藻细胞的生长速度,促进了油脂和脂肪酸的积累,细胞密度增加24%,油脂和脂肪酸含量分别增加了16.8%和66.6%。在培养液中添加外源柠檬酸(最适浓度以0.06 mmol · L^-1 · d^-1为宜)可以明显提高小球藻的生长速度,促进其脂肪酸的积累。同时也可看出,筛选的小球藻藻种具有生长快、易培养、产油高的优点,可作为生物能源研究的良好材料,为海洋微藻的开发利用奠定了基础。     

杀虫素48号产生菌株最适液体营养条件的筛选

以杀虫素 48号产生菌株为研究对象 ,通过正交试验和方差分析 ,对其最适液体营养条件进行了筛选 ,其组成为 (% ) :可溶性淀粉 3 ,葡萄糖 2 ,花生饼粉 4,蛋白胨 0 6 ,(NH₄) ) ₂ SO₄0.3 ,K₂ HPO₄0.10。进一步通过在最适配方和原始配方营养条件下的对比试验 ,结果表明 ,在最适配方营养条件下 ,该菌株生物量提高了约 5 9% (P <0.01 )