枯草芽胞杆菌B006产表面活性素的培养条件优化

芽胞杆菌产生的环脂肽类生物表面活性素surfactin具有重要抗菌、促进生物膜形成等功能,其含量和同系物组分构成影响其功能。为了提高芽胞杆菌B006产生表面活性素的产量,通过单因素实验和正交实验,测定了碳源、氮源和无机盐等营养物质及接种量、培养时间、装液量和初始pH值对芽胞杆菌B006摇瓶发酵产生表面活性素的影响;采用排油圈法测定发酵液中表面活性素的产量,采用HPLC-MS方法比较培养基优化前后surfactin的产量和组分含量。结果表明,适合芽胞杆菌B006摇瓶发酵产生表面活性素的培养基组成为:牛肉膏10 g/L、玉米粉15 g/L、硝酸铵3 g/L和氯化钠3 g/L;适合的培养条件为:初始pH值7.0、接种量10%、装液量60 m L/500 m L,发酵周期64 h。优化后surfactin的产量约为314.73 mg/L,比优化前提高了74.88%;surfactin各组分比例发生改变,其中C16和C17组分的含量明显提高,为优化前相应组分含量的1.64和8.34倍。优化的培养基组分和培养条件可明显提高芽胞杆菌B006菌株产生surfactin的产量,改变surfactin同系物组分的构成,为利用芽胞杆菌B006进行高活性表面活性素的工业生产和代谢调控研究奠定了基础。     

高产表面活性素的重组枯草芽孢杆菌构建及培养优化

表面活性素是一种新型生物表面活性剂,因其具有良好的表面活性、可生物降解及抗菌活性,在石油开采、医药、农业和食品化妆品等领域具有广阔的应用前景。高产表面活性素菌株的获得和发酵过程优化是其商业化生产的关键。文中考察了脂肪酸合成途径对表面活性素合成的影响,强化脂肪酸生物合成关键基因以及该途径全部基因分别构建了高产表面活性素枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis THBS-2和THBS-8,并对发酵过程中氨基酸种类及添加量、诱导剂异丙基-β-D-硫代半乳糖苷 (IPTG) 添加时间和添加量等条件对产物合成的影响进行考察,获得优化的两阶段前体添加方案：发酵3 h,加入IPTG和L-亮氨酸,使其终浓度分别为1.25 mmol/L、5 g/L;发酵24 h,添加L-亮氨酸 (终浓度5 g/L) 和浓缩培养基5 mL。优化条件下,枯草芽孢杆菌THBS-2摇瓶发酵48 h,表面活性素产量高达24 g/L;30 L发酵罐中发酵68 h,产物产量最高达到34 g/L。研究结果为表面活性素的工业化生产及应用奠定基础。     

解淀粉芽胞杆菌PC2产抑菌物质培养基及发酵条件优化

【目的】优化解淀粉芽胞杆菌PC2产抑菌活性物质发酵培养基及发酵条件。【方法】以马铃薯葡萄糖液体培养基为基础,依据发酵液对金黄色葡萄球菌抑菌圈的单因素试验结果,采用Box-Behnken响应面法优化发酵培养基,二次通用旋转组合设计,频率分析法优化发酵条件。【结果】影响发酵液抑菌活性的培养基主要组分为马铃薯、蔗糖和L-谷氨酸钠,最优发酵培养基配方为:马铃薯188.0 g/L,蔗糖22.0 g/L,L-谷氨酸钠1.80 g/L,培养基成本为0.81元/L;最佳发酵条件为:接种量6%、发酵温度30°C、装液量40 mL/250 mL、摇床转速185 r/min、发酵时间24 h、初始pH 7.0。优化后发酵液对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径为30.82 mm,较优化前的18.22 mm增加了12.60 mm。【结论】优化后的培养基和发酵条件提高了解淀粉芽胞杆菌PC2发酵液的抑菌活性,为该菌株的工业化生产应用提供了依据。     

产脂肪酶重组枯草芽胞杆菌的发酵优化

笔者所在实验室前期筛选到1株产脂肪酶粘质沙雷氏菌,克隆其脂肪酶基因,构建重组枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis 168/pMA5-lipA,成功实现了来源于粘质沙雷氏菌的脂肪酶基因在枯草芽胞杆菌中的表达。基于以上工作基础上,对B.subtilis 168/pMA5-lipA进行了摇瓶水平上的产酶发酵优化。首先通过单因素和正交试验确定了有利于产脂肪酶的最佳培养基成分,并对发酵条件进行了优化。结果表明:优化后的培养基组分为蔗糖35 g/L,玉米浆27.5 g/L,(NH4)2SO41.25 g/L,CaCl24 g/L,pH 7.0。在最优发酵培养基的条件下,37℃、160 r/min摇床培养33 h,每毫升发酵液中重组菌脂肪酶酶活可达98.6 U,是优化前的3倍。     

Surfactin的生产及在石油工业的应用研究进展

表面活性素(surfactin)是由枯草芽孢杆菌代谢产生的环脂肽类生物表面活性剂。Surfactin具有卓越的表/界面活性,在石油化工、生物医疗、农业和食品工业等领域具有良好的应用前景,被认为是最具潜力的生物表面活性剂之一。但高昂的生产成本以及使用成本限制了surfactin的规模化应用。本文中,笔者对surfactin的发酵生产研究及其在石油化工领域中的应用研究进行综述,并对surfactin的发酵生产及应用研究前景进行展望。     

荷叶黄酮对食源性致病菌的抑菌活性初步研究

目的比较荷叶黄酮对不同食源性致病菌的抑菌活性。方法从干荷叶中提取荷叶黄酮,选择3种食源性致病菌进行抑菌试验,并获得最小抑菌浓度(MIC);同时对荷叶黄酮的抑菌活性的热稳定性及p H稳定性进行分析。结果从干荷叶中提取出15%荷叶黄酮粗提干粉,抑菌试验证实食源性致病菌蜡样芽胞杆菌MS10362R、枯草芽胞杆菌subsp.subtilis str.168和福氏志贺菌CDC1对荷叶黄酮的作用较为敏感,并且具有显著的浓度依赖性,其MIC分别为1.0、1.5和3.5 mg/m L。不同的热处理(50~90℃)对荷叶黄酮的抑菌活性影响较小,其在90℃处理后对蜡样芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌和福氏志贺菌的抑菌活性分别降低了35.89%、23.86%和28.72%。随着p H的升高(p H 5.0~9.0),荷叶黄酮的抑菌活性呈现先升后降的趋势,但变化不大,在中性偏碱的溶液环境中抑菌活性较高。结论荷叶黄酮抑菌活性稳定,可作为食品添加剂开发,具有潜在的应用潜力。     

海洋芽胞杆菌B-9987产新型抗菌环脂肽Marinhysin A的培养基优化

Marinhysin A(MA)是由海洋芽胞杆菌B-9987产生的具有抗真菌活性的新结构环脂肽类化合物,该化合物不仅抑菌谱广而且盆栽防效良好。采用响应面分析法(Response Surface Methnology)对海洋芽胞杆菌B-9987产脂肽MA的培养基进行了优化。Plackett-Burman (PB)实验表明,蔗糖和酵母粉是显著影响MA产量的因素。中心组合实验(Central Composite Design)分析表明,当培养基中蔗糖和酵母粉的含量分别为42.0g/L和42.3g/L时,MA的浓度最大可达68.19mg/L,与实验值75.74mg/L相近。优化后,MA产量(250ml摇瓶发酵)较优化前的54.12mg/L提高了28.5%。用优化后培养基进行5L罐发酵,MA浓度可达182mg/L,较优化前的130mg/L 提高了28.4%。     

响应面法优化短短芽胞杆菌ch2-22的发酵工艺

在摇瓶发酵条件下,优化提高短短芽胞杆菌ch2-22芽胞浓度和抑菌活性的发酵培养基和培养条件。首先在单因素试验基础上进行响应面设计对ch2-22的发酵培养基进行优化,然后使用单因素试验方法确定最佳发酵条件,得到优化发酵培养基为淀粉35.05 g/L,豆饼粉26.08 g/L,蔗糖10 g/L,鱼粉5 g/L,Na Cl 1 g/L,Mg SO40.3 g/L,(NH4)2SO43 g/L,Mn SO40.1 g/L,K2HPO43 g/L,酵母膏1 g/L,Ca CO32 g/L。培养条件为温度32℃,转速180 r/min,装液量100 m L/500 m L,接种量4%,初始pH为7.0,发酵时间45 h。优化后的芽胞数量达到8.1×109cfu/m L,与优化前的芽胞数量(1.6×109cfu/m L)相比,提高了3.7倍,优化后发酵液效价达到3 350 IU/m L,提高了109%,高于同类菌株的2 000 IU/m L。     

学生食堂餐厨垃圾中淀粉的生物利用菌株筛选

目的探索地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌和蜡样芽胞杆菌分解大学生食堂厨余中淀粉的能力,以筛选和研制餐厨垃圾生物降解的使用菌种。方法将各菌种接于淀粉酶试验培养基,培养后滴加碘溶液,观察透明圈,判定产淀粉酶能力;收集大学生食堂的厨余,观察三种细菌在不同接种量（5%、10%、15%、20%、25%）、不同接种时间（24 h、48 h、72 h）及不同菌株配伍方式下发酵淀粉的能力。结果地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌都能产生淀粉酶,以地衣芽胞杆菌产生的淀粉酶较多,其次为枯草芽胞杆菌,蜡样芽胞杆菌较少,三种细菌分解厨余中淀粉的最佳接种量都为15%-20%,最佳发酵时间为48 h,枯草芽胞杆菌和地衣芽胞杆菌各7.5%的接种量混合配伍发酵效果最佳。结论可采用枯草芽胞杆菌和地衣芽胞杆菌各7.5%的接种量混合配伍发酵学生食堂的厨余中的淀粉。     

枯草芽胞杆菌发酵玉米秸秆后对家蝇的饲养效果

作物秸秆是重要的农业资源,为有效利用作物秸秆,本文利用枯草芽胞杆菌发酵玉米秸秆,配制成人工饲料来饲养家蝇。从菌液加入量和发酵天数来考察对家蝇饲养效果的影响,结果表明:枯草芽胞杆菌菌液加入量为3 mL(3.2×10~(11)cfu/mL),发酵天数3d时对家蝇饲养效果较好,幼虫质量为16.91g,与不加菌液的对照组(13.30g)相比存在显著性差异(P0.05)。经过枯草芽胞杆菌发酵和家蝇幼虫处理后,玉米秸秆的纤维素、半纤维素、木质素的绝对含量都显著降低(P0.05)。经过家蝇取食后的饲料残渣,经检测,有机质等均达到国家标准。最优家蝇饲料配方为:枯草芽胞杆菌菌液加入量3mL(3.2×10~(11) cfu/mL),发酵天数3d,玉米秸秆和麦麸各125g,每250g饲料添加初孵幼虫200mg。本研究利用枯草芽胞杆菌发酵玉米秸秆,提高其营养价值,并进一步饲养家蝇,为秸秆的资源化利用和家蝇规模化饲养奠定了基础。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism