固定化米根霉发酵制L-乳酸

采用海藻酸钙包埋法固定化米根霉（Ｒｈｉｚｏｐｕｓｏｒｙｚａｅ）,菌体在颗粒表面形成一层菌丝膜,有利于氧气和其它营养物质的传递;三相流化床生物反应器结构简单、动力消耗低、反应器内物质混合均匀、氧传递量大于固定化米根霉的需氧量,非常适合好氧的固定化米根霉发酵。利用它进行重复使用固定化米根霉的间歇发酵或连续发酵制备Ｌ 乳酸,整个过程一般可持续两周以上。固定化米根霉的产酸速率达１６～１８ｇ／Ｌ ｂｅａｄ．ｈｒ,得率为７０～８０％,反应器生产能力约为传统搅拌罐的３倍。采用海藻酸钙包埋法固定化米根霉在三相流化床生物反应器中进行发酵可以有效地提高Ｌ 乳酸的生产效率,具有良好的工业应用前景。     

乳酸发酵动力学研究进展

对乳酸发酵过程中几种典型的发酵过程动力学,如游离细菌进行乳酸发酵动力学、海藻酸钙固定化米根霉的发酵动力学、转盘反应器固定化米根霉的发酵动力学以及聚氨酯固定化米根霉的发酵动力学进行了阐述。     

膜反应器固定化米根霉发酵产富马酸的工艺研究

以膜反应器固定化米根霉发酵产富马酸为研究对象,以Na2CO3为中和剂,考察固定化米根霉在5L搅拌式发酵罐中的发酵特征,采用智能可视化软件(IVOS)优化发酵工艺条件。结果表明,在80g/L初始糖浓及最优工艺下,富马酸产量、生产速率及转化率分别为21.1g/L、0.25g/(L·h)和28%;采用40g/L初始糖浓及连续批次发酵工艺时,富马酸产量、生产速率及转化率最高分别为10.8 g/L、0.36g/(L·h)和27%。搅拌式反应器中,固定化米根霉的膜反应器比表面积有限,以及菌膜的空间阻隔效应对传质传氧的限制作用,显著影响了富马酸的生产强度和转化率。因此,亟需发掘新的固定化方法及反应器形式,达到既解决米根霉形态控制问题,又有助于生产性状提升的目标。     

木质纤维基L-乳酸生物制造的技术经济分析

L-乳酸因对人体安全无毒,应用领域广泛。为提高L-乳酸的产量、得率,降低其生产成本,选用制备L-乳酸的理想菌种米根霉,以低聚木糖生产废渣为底物,探究基于木质纤维原料生物转化L-乳酸的最佳工艺路线。采用纤维床生物反应器固定化米根霉进行同步糖化发酵,有利于解决低聚木糖工业加工中的大量废渣再利用问题,实现米根霉利用木质纤维原料低成本、高得率制备L-乳酸。在固定化米根霉发酵的基础上,从原料低聚木糖生产废渣到成品L-乳酸全工艺过程,利用Super Pro Designer进行评估核算,探讨其工业化可行性和经济效益,年产5.0万t L-乳酸的项目建设投资回收期为3.24年。     

利用固定化米根霉在三相流化床中发酵生成L-乳酸

用聚氨酯泡沫吸附固定米根霉菌丝,在三相流化床中对葡萄糖、木糖以及木糖渣的纤维素酶解液等不同碳源进行Ｌ－乳酸发酵研究,并对游离菌丝和固定化菌丝发酵Ｌ－乳酸进行了比较。结果表明,聚氨酯泡沫是米根霉的良好载体,具有经济、高效等特点。实验条件下,不同碳源的乳酸转化率分别为：葡萄糖,８２．５％;木糖,５３．８％;木糖渣酶水解液,７１．９％。三相流化床中固定化米根霉产酸速率（对葡萄糖）为１９．１ｇ．ｈ＾－１．     

利用固定化米根霉在三相流化床中发酵生成L-乳酸

用聚氨酯泡沫吸附固定米根霉菌丝,在三相流化床中对葡萄糖、木糖以及木糖渣的纤维素酶解液等不同碳源进行L乳酸发酵研究,并对游离菌丝和固定化菌丝发酵L乳酸进行了比较。结果表明,聚氨酯泡沫是米根霉的良好载体,具有经济、高效等特点。实验条件下,不同碳源的乳酸转化率分别为：葡萄糖,82.5%;木糖,53.8%;木糖渣酶水解液,71.9%。三相流化床中固定化米根霉产酸速率(对葡萄糖)为191g.h-１.L(bead)-1。     

信息库

１．在气升式生物反应器中用米根霉重复分批培养生产Ｌ（＋）┐乳酸米根霉（Ｒｈｉｚｏｐｕｓｏｒｙｚａｅ）以玉米淀粉为原料在气升式生物反应器中可以生产出旋光纯度高和生产成本低的Ｌ（＋）－乳酸（参见“工业微生物”,１９９８,２８（１）：信息库１）。但是在一般...     

三相流化床中固定化米根霉萃取发酵生产L-乳酸

以TRPO／磺化煤油为萃取剂,在2L三相流床反应器中进行了固定化米根霉原位萃取和异位萃取发酵生产L-乳酸的实验,结果表明,发酵液中的pH值能被控制在3．5左右．产酸速率高达每小时．每1L固定化颗粒产生11gL-乳酸。提出了一个数学模型用以描述萃取发酵中L-乳酸的积累及在各相的分配情况。模型计算曲线与实验值符合良好。     

无载体固定化米根霉重复间歇发酵生产L-乳酸

通过研究影响米根霉菌丝体形态的培养基因素,初步构建了无载体固定化米根霉重复间歇发酵生产L-乳酸的工艺条件.研究结果表明,首批次发酵培养基采用120 g/L葡萄糖,3 g/L硝酸铵,K 和Na 浓度比为1:1,发酵72 h后,米根霉菌体形态为均匀的茵丝体小球,直径为1.0 mm～2.0 mm,此时L-乳酸产量可达100.8 g/L,葡萄糖转化率为84%.在此基础上,利用米根霉菌丝体小球重复间歇发酵16批次,每批次发酵24h,此时葡萄糖转化率均高于75%,L-乳酸产量保持在60.0 g/L以上,米根霉菌丝体小球形态保持稳定.     

食品上的应用

将米根霉NRRL395固定于藻酸钙珠（2.6mm）上并用之在锥形柱液化床反应器中从葡萄糖溶液生产     

米根霉孢子凝聚条件的研究

米根霉是食品工业中的一种重要微生物。米根霉能产生多种用于食品工业的代谢产物,其菌丝形态对产物的积累有重要影响。传统上,米根霉的菌丝球形成方式是非凝聚型。本研究通过改变培养基的pH值、糖含量等条件,探讨菌丝球的形成方式。利用不同生长状态下的米根霉孢子,测定相对应的电荷和疏水值,得到控制米根霉孢子凝聚的条件。研究结果表明培养基pH 3.0、葡萄糖320 g/L时,在34℃、200 r/min的培养条件下,米根霉孢子达到了最高的凝聚率88.62%。本研究改变了米根霉菌丝球形成的方式,为米根霉等丝状真菌菌丝球的研究提供了一定的基础和依据。     

固定化米根霉生产L－乳酸的研究

开发了利用聚氨酯泡沫为载体固定化米根霉生产Ｌ－乳酸的新工艺。确定了固定化细胞发酵条件：葡萄糖浓度为５０ｇ／ｌ,载体立方体边长为４～８ｍｍ,载体量为２０ｃｍ３／７０ｍｌ培养基,固定化细胞制备培养时间为２４ｈ．利用固定化细胞发酵产酸速率是游离菌的３倍以上,对糖转化率达７７．７０％,与理论转化率相近。该固定化细胞应用在反复间歇发酵中可稳定１０批次以上。     

米根霉两段式利用板栗栗苞生产富马酸

通过自水解预处理板栗栗苞,以预水解液组成增殖培养基培养米根霉,增殖的米根霉再利用栗苞酶解液生产富马酸。结果表明:220℃自水解预处理栗苞,有效疏解栗苞紧密的木质纤维结构,以50 FPIU(以1 g纤维素计)纤维素酶水解50 g/L预处理栗苞,酶解得率大于95%;经增殖培养基培养米根霉,菌体生物量达4.5 g/L;增殖的米根霉利用栗苞酶解液发酵产富马酸,富马酸质量浓度为15.78 g/L,糖酸转化率为0.34 g/g。通过两段式发酵工艺,米根霉有效利用板栗栗苞生产富马酸。     

里氏木霉与米根霉混合固态发酵产纤维素酶

以里氏木霉及米根霉单菌固态发酵为对象,考察不同混合发酵形式对里氏木霉与米根霉混合固态发酵产纤维素酶的影响。结果表明:同时接种里氏木霉与米根霉,试验考察的两菌种接种量比1∶1(以孢子个数计)及5∶1条件下,两菌未产生明显协同产酶作用。米根霉延时(24 h)接种且菌种量比5∶1以及米根霉延时(48 h)接种且菌种量比1∶1,2种发酵形式产酶情况类似,滤纸酶活(FPA)及羧甲基纤维素酶(CMCase)酶活相对米根霉单菌发酵有所提高,而β-葡萄糖苷酶(β-GA)酶活相对里氏木霉单菌固态发酵结束时分别增加4.66及4.40倍,可以发现两菌产生一定协同作用。在米根霉延时(48 h)接种且菌种量比5∶1的发酵形式下,FPA及CMCase在发酵第7天酶活分别达到44.04 IU/g、627.14 U/g(以1 g干曲计),分别是里氏木霉固态单菌发酵产酶达到稳定期时酶活的1.36和1.63倍,两菌产生了有效的协同作用。     

潮霉素B抗性为选择标记的整合型表达载体的构建及在米根霉中的遗传转化

为了建立适合米根霉的遗传转化体系,应用重叠延伸PCR的方法构建了以潮霉素B抗性为选择标记的单交换整合型表达载体p BS-hygro-ldh A;分别采用PEG/Ca Cl2介导的原生质体转化、原生质体电转化及萌发孢子电转化的方法将表达载体p BS-hygro-ldh A转化入米根霉AS 3.819菌株中,并研究了菌丝酶解时间、孢子萌发时间以及电转化电场强度对于转化效率的影响;通过荧光定量PCR(q PCR)对米根霉转化子基因组中质粒整合拷贝数进行了检测,并研究了其对米根霉转化子抗性稳定性的影响。实验结果表明成功获得整合了表达载体p BS-hygro-ldh A的米根霉转化子。菌丝酶解140 min产生的原生质体其再生率和转化率最高,原生质体电转化最佳电场强度为13 k V/cm,孢子萌发2.5 h转化率最高,萌发孢子电转化最佳电场强度为14 k V/cm。萌发孢子电转化方法转化率要高于原生质体转化的方法。荧光定量PCR检测结果表明,在一定范围内,高质粒整合拷贝数的米根霉转化子比较稳定。研究建立了用于工业米根霉菌株的遗传转化体系,为米根霉代谢调控研究以及菌种改造工作提供了基础与支持。     

米根霉利用纯糖和不同预处理玉米秸秆酶解糖生产L-乳酸

通过单因素实验设计,优化米根霉摇瓶发酵产L-乳酸。在此基础上,以蒸气爆破和碱处理玉米秸秆酶解液为混合C源,与纯糖对比,研究不同预处理玉米秸秆混合C源对米根霉发酵产L-乳酸的影响。结果显示:在初始葡萄糖质量浓度100g/L、(NH4)2SO4质量浓度2g/L、接种量6%(体积分数)、转速170r/min、发酵12h后添加30g/LCaCO3的条件下,米根霉发酵产L-乳酸质量浓度为69.15g/L。米根霉发酵不同预处理玉米秸秆酶解混合C源,木糖的存在影响了米根霉的C代谢网络,降低L乳酸的产量。     

米根霉诱导因子对紫草细胞培养中紫草宁色素分泌的影响

在紫草细胞培养中,加入米根霉粗提物可显著提高紫草宁色素产量,并可加快胞内色素分泌到培养液中的速率和数量。在细胞培养的第６天加入米根霉诱导因子时其促进紫草宁色素分泌的作用最大,培养液中紫草宁色素含量对照的２．２４倍。此外,同时加入正十六烷和米根霉诱导因子对紫草宁色素的分泌具有协同作用。     

螺旋纤维床固定化生物反应器同时产酶降解壳聚糖的研究

采用多孔聚酯泡沫固定里氏木霉,在鼓泡柱固定化反应器中同时产酶降解壳聚糖。结果表明通过控制降解时间可以得到不同平均聚合度的降解产物。在28℃,pH4.8,通气量3vvm条件下,利用固定化反应器,在30d内连续进行10批同时产酶降解试验,结果发现壳聚糖酶活力和壳聚糖降解率能保持稳定。每批产生的壳聚糖酶活力平均达到0.15u/mL以上,壳聚糖平均降解率为73%。     

植物细胞培养的生物反应器

本文介绍了植物细胞培养的特点及其生物反应器的设计原理,概述了植物细胞悬浮培养和固定化细胞系统中各类生物反应器的传氧、混合和流体力学特性与植物细胞生长和次生代谢物生产的关系。     

重度烫伤创面米根霉感染1例

报道1例重度烫伤后引起全身多处米根霉感染。患者,男,50岁,全身大面积热液烫伤4 d伴创面异味,散在霉斑。斜面培养呈:灰白色;皮损组织病理检查示:粗大较短无隔菌丝,多呈直角分支。根据典型的菌丝形态及组织病理学检查,初步诊断为:米根霉。烫伤后出现全身多处米根霉感染合并全身脓毒血症,多器官功能不全,给予手术清创、积极抗真菌及改善循环、增强免疫力等支持治疗后无明显好转,最终死于全身严重感染及多器官衰竭。