球头三型孢菌TO3发酵产赤藓糖醇优化

采用响应面法优化HOG1基因敲除球头三型孢菌工程菌发酵产赤藓糖醇的工艺条件,在单因素实验的基础上,采用Box-Behnken方法进行实验方案设计,利用Design-Expert软件对结果进行二次回归分析,并进行实验验证后得到最佳发酵条件:葡萄糖200.99 g/L、酵母粉10.10 g/L、Na Cl 0.80 g/L、KH2PO40.72 g/L、Mg SO40.81 g/L,初始p H 5.0,温度30℃,转速200 r/min。在此条件下,发酵120 h后,赤藓糖醇产量可达到73.96 g/L。     

赤藓糖醇发酵工艺研究

赤藓糖醇的制备方法主要为微生物发酵法。为提高圆酵母(Torulasp.)B84512转化葡萄糖生产赤藓糖醇的发酵产量,采用控制发酵过程中葡萄糖起始浓度(30.0%)、中间流加葡萄糖浆的工艺使总葡萄糖糖浓度达到40%,发酵120h可产赤藓糖醇162.5gL,生产率为1.35gL·h,而不采取中间流加工艺,起始葡萄糖浓度为40.0%,发酵120h可产赤藓糖醇120gL,生产率为1.00gL·h。通过研究发现在赤藓糖醇发酵过程中采取中间流加葡萄糖工艺,能大大提高赤藓糖醇的发酵水平,提高幅度达30-35%,生产率也有相应提高。     

常压室温等离子体(ARTP)诱变介导的赤藓糖醇生产菌的筛选与优化

赤藓糖醇是一种天然多元醇类甜味剂,具有热量较低、无致龋齿性、口感佳、非吸湿性以及对糖尿病患者安全等优点,已成为大多数保健食品成分的优先选择。与化学合成方法相比,赤藓糖醇的微生物发酵生产过程温和,易于控制,具有更多的生产优势。在本研究中,笔者从蜂巢、土壤和花粉等物质中筛选出了一株赤藓糖醇高产菌株,鉴定其为Moniliella sp.MU1。用常压室温等离子体(ARTP)生物育种系统对该菌株进行突变并从中挑选出4种菌株进行发酵并优化发酵条件,结果发现：不同种类的碳源、葡萄糖浓度和金属离子条件都会影响赤藓糖醇的产量,高浓度的葡萄糖有利于赤藓糖醇的生产;同时,当提供300 g/L葡萄糖和25 mmol/L Ca²⁺时,菌株YE-A27的赤藓糖醇产量达到97.6 g/L。     

赤藓糖醇高产菌株的筛选、鉴定及发酵特性的初步研究

目的：筛选出发酵性能优良的赤藓糖醇高产菌株。方法：利用含50%葡萄糖的高渗培养基筛选出耐高渗酵母,采用薄层层析和高效液相色谱分析发酵液中多元醇的组成和含量,并通过形态和生理生化试验对菌株进行初步鉴定。结果：由泰山养蜂场上采集的蜂蜜、花粉、蜂巢里筛选出13株单产赤藓糖醇的野生菌,其中7株赤藓糖醇产量高于20g/L。菌株K-23经初步鉴定为球拟酵母属,在含20%葡萄糖、1%酵母膏、0.1%尿素的发酵培养基中培养144h后赤藓糖醇的浓度达46.8g/L,转化率达23.4%。结论：所获得的菌株K-23具有一定的赤藓糖醇生产能力,且具有产物单一的优良发酵性能,为该菌株的菌种改良奠定了基础。     

新型甜味剂--赤藓糖醇产生菌的筛选

从土壤、酿造食品、花粉等样品中分离赤藓糖醇产生菌的方法,分离得到约３００株耐高渗酵母,其中有３株菌产赤藓糖醇,２６０８在葡萄糖培养液中可产赤藓糖醇３２ｍｇ／ｍｌ。     

HOG1抑制剂调节球头三型孢菌多元醇生产及机理

目的:采用HOG1抑制剂对球头三型孢菌产多元醇进行调控。方法:向培养基中加入SB239063、SB202190和SB203580三种抑制剂进行发酵实验,比较三种抑制剂对发酵的影响。结果:实验结果表明SB239063可以降低球头三型孢菌细胞内胞浆3-磷酸甘油脱氢酶(ct GPD)的酶活,提高赤藓糖还原酶(ER)的酶活。此外对HOG1和Phospho-HOG1的Western blot结果分析显示,SB239063还会抑制球头三型孢菌细胞内HOG1的脱磷酸化。最终添加10μmol/L SB239063使发酵120 h后的多元醇产物中甘油产量下降20.57%,赤藓糖醇产量提高31.16%,底物转化率提高24.73%。结论:SB239063可以降低球头三型孢菌产甘油的能力,提高赤藓糖醇的产量。     

发酵产泡性能降低的解脂耶氏酵母菌株的获得及其评价

微生物发酵过程中泡沫的产生是发酵领域遇到的共性问题。在不影响发酵性能的前提下抑制菌株的产泡,对简化操作以及降低发酵成本具有较为重要的意义。解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica,之前称为Candida lipolytica)是一种常用的合成生物学底盘,也是合成赤藓糖醇等功能糖醇的生产菌株。但在发酵合成赤藓糖醇的过程中会产生大量的泡沫,需要添加消泡剂以消除泡沫。【目的】本研究旨在开发一种产泡能力显著降低的解脂耶氏酵母新菌株,以减少赤藓糖醇发酵过程中消泡剂的添加。【方法】本研究利用解脂耶氏酵母中非同源靶向重组占支配地位的原理,采用一段外源DNA随机插入基因组的手段,随机突变基因组,改变菌株的发酵产泡性能,使突变株在发酵过程中不产泡或者降低其产泡的能力。【结果】通过筛选,获得一株在发酵过程中产泡性能显著降低的工程菌株,该菌株在保留高效合成赤藓糖醇性能的同时,显著降低了泡沫的产生。【结论】所获得的菌株对工业发酵合成赤藓糖醇具有较为重要的意义,也为控制其他微生物发酵过程中泡沫的生成提供了思路。     

产赤藓糖醇菌种的诱变育种

以耐高渗酵母为出发菌株,采用紫外线诱变处理,得到了一株变异株C1。其摇瓶发酵产赤藓糖醇24．9g／L左右。通过摇瓶发酵试验,研究了菌株C1的遗传稳定性。研究结果表明,经多次传代实验,菌株C1的发酵产糖醇能力没有改变,表明其是稳定的变异株。赤藓糖醇的产量由诱变前的12、594g／L提高到24.943g／L,提高了98.1％。关键词：     

赤藓糖醇对主要致龋链球菌及耐氟菌株生长和产酸的影响

目的通过赤藓糖醇对变形链球菌、远缘链球菌及其耐氟菌株混合菌生长和产酸影响的体外研究,为赤藓糖醇防龋作用的机理提供制论依据。方法采用最小抑菌浓度递增法对变形链球菌（S.mutans ATCC 25175,S.m）、远缘链球菌（S.sobrinus 6715,S.s）进行氟化钠体外诱导耐氟菌株（S.m-FR、S.s-FR）,利用液体稀释法配制赤藓糖醇TSB液8个浓度,分别加入含有变形链球菌、远缘链球菌及其耐氟菌株的细菌混悬液48 h,用比浊法观察其对混合菌生长的影响,并用pH计测定培养前后上清液的△pH值。结果吸光度A值和△pH值实验前后与对照组相比最低浓度为12%时差异均有统计学意义（P〈0.05）,且随着浓度的升高A值和△pH值均下降。结论赤藓糖醇能抑制变形链球菌、远缘链球菌及耐氟菌株混合菌生长和产酸,并且随着浓度的升高抑制作用增强。     

耐高渗产赤藓糖醇酵母的诱变筛选与鉴定

使用含碘乙酸的固体平板培养基对自然界中富含高浓度糖分的含菌样品进行筛选,获得一株产赤藓糖醇的菌株,再运用紫外线、氯化锂和硫酸二乙酯(DES)对出发菌株进行诱变育种,利用纸层析、高碘酸氧化法和高效液相色谱(HPLC)进行定性、定量分析赤藓糖醇,最终获得一株能够高产赤藓糖醇的耐高渗菌株JunA-27.对该菌株的细胞形态进行了扫描电子显微镜(SEM)观察,提取了菌株的DNA并对18S rDNA进行PCR扩增、测序和DNA序列同源性比对,确定该菌株与Yarrowia lipolytica相似性最高,并将其命名为Yarrowia lipolytica WX 506.     

中心复合实验设计法优化重组毕赤酵母表达猪胰岛素前体的培养基和诱导pH

毕赤酵母中猪胰岛素前体(Porcine Insulin Precursor,PIP)的表达受到培养基组成及培养环境的影响。本文首先通过部分因子法设计实验,筛选出影响PIP表达的显著因子。实验结果表明,在试验范围内,甲醇补料量和硫酸铵浓度为正效应因子,诱导pH为负效应因子。在此基础上,经过快速登高法逼近显著因子的最优值后,再在此值附近利用中心复合法设计实验,最终得到了PIP表达的最佳条件。经过多批次实验验证,在此条件下PIP的表达量为120.4mg/L,比优化前的值41.5mg/L提高了将近两倍。     

产S-酰胺酶培养基统计学筛选与响应面优化

利用Design Expert软件中的两水平实验设计和响应面法,对发酵生产S-酰胺酶(可用于拆分2,2-二甲基环丙甲酰胺外消旋体)的培养基进行了优化。采用Plackett-Burman(PB)设计对培养基中相关影响因素的效应进行评价并筛选出了有显著效应的葡萄糖、酵母粉及2,2-二甲基环丙甲酰胺浓度,其他因素对酰胺酶产量的影响不显著。然后用旋转中心组和实验设计及响应面分析确定了主要影响因素的最佳条件,在优化的培养基中,酰胺酶产量达到168 U/L,比优化前的80 U/L提高了110.0%。     

高产蛹虫草菌株发酵培养基的研究

在单因素试验初步确定高产蛹虫草菌株发酵培养基的基础上,以蛹虫草茵丝体中腺苷含量为指标,进行11因素2水平Plackett—Burman试验设计试验,结合多元一次回归模型和F检验方法,筛选出发酵培养基中影响显著的组分酵母浸粉、蔗糖和维生素B1,采用旋转中心组合设计方法对这三个组分进行进一步优化,结合多元二次回归模型和响应面分析,获得高产蛹虫草菌株的最佳培养基（g／L）：蔗糖18．85、蛋白胨10、酵母浸粉18．97、KH2PO,3、MgSO4 3、维生素Bl0．235、ZnCl20．011、（NH4）2S0410。验证试验结果表明蛹虫草腺苷得率较单因素优化获得的发酵培养基提高了26．91％。     

产脂肪酶粘质沙雷氏菌发酵产酶条件的优化

目的：通过对产脂肪酶粘质沙雷氏菌发酵条件的优化,使其酶活力得到大幅度提高。方法：用响应面法对产脂肪酶粘质沙雷氏菌的发酵产酶培养条件进行了优化。首先通过逐因子实验考察了该菌株产酶所需的最适碳源和氮源,在此基础上通过Plackett-burman法设计实验,考察了几种因素对产酶影响的大小,然后用最陡爬坡实验逼近以上几种因子的最大响应区域后,采用Box-Behnken设计25组实验,并利用Design-Expert对实验结果进行二次回归分析。结果：对产酶具有显著效应的4个因素为：蛋白胨、CaCl2、吐温、大豆油。实验优化到最佳的产酶条件为：糊精1%,蛋白胨0.7%、CaCl20.3%、吐温-80 1.68%、大豆油1.81%、K2HPO40.05%、MgSO40.05%、FeSO40.1%。结论：优化后发酵液上清的脂肪酶活力可达97.52U/ml,比优化前提高了10倍。     

瓜实蝇幼虫人工饲料设计及其优化

采用正交试验设计,对瓜实蝇幼虫人工饲料四种主要组成成分南瓜∶玉米粉=1∶1、酵母粉、蔗糖、苯甲酸钠进行优化筛选,以瓜实蝇幼虫的存活率、幼虫历期、老熟幼虫化蛹率、平均蛹重和羽化率作为试验考察指标,筛选出上述4种成分在瓜实蝇幼虫基础人工饲料中的最优量为南瓜∶玉米粉=200 g∶200 g、酵母60 g、蔗糖15 g、苯甲酸钠1.2 g。     

响应面法优化玉米秸秆同步酶解发酵产乙醇条件

对汽爆玉米秸秆同步酶解发酵生产乙醇的条件进行优化。首先利用Fractional Factorial设计法对影响乙醇产量的7个因素进行评价,筛选出具有显著效应的3个因素,即反应温度、酶添加量、总反应时间,再以Box—Behnken设计法及响应面分析法确定主要因素的最佳水平,即反应温度37℃,每g纤维素添加纤维素酶32u,反应时间87h,此时乙醇体积分数达到3．69％。新工艺条件实验结果表明,乙醇体积分数在87h可达到3．76％,和原工艺相比,反应时间缩短了9h,乙醇体积分数提高了13％。     

利用中心组合设计方法研究维生素对乳酸生产的影响

顺序采用两水平分式析因设计、最速上升法以及中心组合响应曲面方法研究了维生素B1、维生素B2、烟酸、盐酸吡哆醛和生物素对拟干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)合成乳酸的影响,并利用数据分析软件(Statistical Analysis System,SAS)对数据进行处理。结果表明,维生素B1和生物素对L.paracasei的生长及产酸有比较显著的促进作用,维生素的最佳组合是:维生素B10.053mg/L、维生素B20.01mg/L、烟酸4.0mg/L、盐酸吡哆醛0.2mg/L、生物素0.075mg/L。     

角蒿总生物碱提取工艺的研究

本文的目的是利用正交试验设计优选渗滤法提取角蒿有效成分的工艺条件。以角蒿酯碱的含量为指标,通过L9（3^4）t交试验设计,对提取工艺的溶媒浓度、溶媒用量和渗滤速度3个因素进行优选研究,以筛选出角蒿的最佳提取工艺条件。试验结果表明影响提取的主次因素为：溶媒用量〉溶媒浓度〉渗滤速度。优选得到的最佳提取工艺条件是用25倍量0．2％盐酸渗漉提取,渗滤速度为7mL／min,且工艺条件稳定可行。     

响应面法优化木薯淀粉发酵生产单细胞油脂工艺

采用响应面分析法对发酵性丝孢酵母菌株以木薯淀粉水解液为原料合成微生物油脂的培养条件进行优化。首先利用Plackett-Burman试验设计确定影响油脂产量的主要因素,在此基础上再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法对其进行条件优化。结果表明,发酵温度、C/N、pH对油脂产量具有显著影响,产油脂的最佳发酵条件为:发酵温度28.78°C、C/N 126.18、pH 6.69,油脂产量达到14.88g/L,比优化前提高了28.6%。同时,气相色谱分析表明,微生物油脂脂肪酸组成成分主要包括棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸酯等,是优良的生物柴油制备原料。     

响应面法优化蛹虫草与厚朴双向液体发酵工艺

为提高蛹虫草液体发酵胞外多糖含量和菌丝体生物量,以厚朴为药性基质,对蛹虫草进行双向液体发酵。在单因素实验的基础上,应用Box-Behnken实验设计,对发酵过程关键影响因素进行优化。结果表明,在厚朴添加量5g、接种量15.5mL、发酵温度25℃的条件下发酵9d,蛹虫草双向液体发酵产物中胞外多糖含量为3.11mg/mL,菌丝体生物量为18.81mg/mL。各发酵因素中,发酵液胞外多糖含量受接种量影响最大,菌丝体生物量则主要受发酵温度影响。优化所得发酵工艺可行性高、周期短、生产过程可控,为进一步提高人工培育蛹虫草质量、增加其关键活性产物的产量提供了参考。