维生素C第二步混菌发酵技术研究新进展

维生素C(简称维C)"两步发酵法"是我国科学家独创、目前唯一工业化应用的维C工业生产技术,其显著特征是第二步发酵为两种菌的混合发酵.综述了近年来我国在维C第二步发酵技术领域的最新研究进展.大量研究认为混菌发酵效率取决于产酸菌数量和催化酶(山梨糖脱氢酶)活性,而产酸菌的转化能力又依赖于伴生菌所释放的"伴生物质",并认为伴...     

基于组学技术的维生素C二步混菌发酵研究进展

二步发酵法是工业化生产维生素C (vitamin C, Vc)的主要方法,其中第二步由伴生菌与产酸菌(普通生酮基古龙酸菌)组合进行混菌发酵产生Vc前体2-酮基-l-古龙酸(2-keto-l-gluonic acid, 2-KLG)的机制,一直是科研人员研究的重要科学问题。通过高通量基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学等组学技术揭示生物系统中各个组分相互作用关系已经成为主要的研究手段。本文对近年来利用组学技术解析Vc混菌发酵中两菌互作关系、解除发酵系统的氧化胁迫、伴生活性物质、产酸菌群体感应、外源添加物、基因工程改造产酸菌促进产2-KLG等方面的研究进行综述,并为进一步的探索和深入研究提供思路。     

一株芽孢杆菌在维生素C二步发酵中对小菌的促进作用

从土壤中分离到1株能更好促使小菌生长和产酸的芽孢杆菌B601,作为伴生菌与巨大芽孢杆菌相比,在生长过程中,发酵液中B601活菌数小于巨大芽孢杆菌,而其芽孢数则多于巨大芽孢杆菌。对B601组成菌系的发酵条件进行优化,得到如下结果：100g／L L-山梨糖、6g／L尿素、10g/L玉米浆、培养温度30℃和发酵周期44h。与巨大芽孢杆菌组成菌系相比其底物,L-山梨糖质量浓度提高了25％,尿素下降了50％．玉米浆质量浓度下降了33％,温度提高了2℃,发酵周期缩短了4h。结果表明：B601作为伴生菌,与巨大芽孢杆菌相比,该菌株明显提高了发酵效率。     

维生素C生物合成相关脱氢酶研究进展

维生素C是一种人体必需的维生素,在食品制药等领域拥有巨大的市场。工业上维生素C主要以微生物发酵生产的2-酮基-L-古龙酸为前体,然后通过内酯化反应获得。微生物发酵中,山梨糖途径和葡萄糖酸途径因为转化率高一直是研究的热点。文中从维生素C生物合成相关脱氢酶的角度阐述了:山梨糖途径和葡萄糖酸途径中关键脱氢酶在定位、底物谱、辅因子和电子传递上的特点;山梨糖途径和葡萄糖酸途径中面临的主要问题和改造策略等。最后讨论了维生素C生物合成中山梨糖途径和葡萄糖酸途径可能的研究方向。     

维生素C前体2-酮基-L-古龙酸二步混菌发酵研究新进展

维生素C（Vc）二步混菌发酵是我国首创具有自主知识产权的唯一应用于工业化生产Vc的微生物转化方法,该方法利用混合菌发酵L-山梨糖生产Vc前体物质-2-酮基-L-古龙酸,再经化学转化合成Vc;具有简化工艺,减少污染,降低能耗等优点。本文主要从产酸菌代谢关键酶、伴生菌胞外物质、组学以及外源添加物等方面综述Vc二步混菌发酵的最新研究进展,并提出进一步研究和探索的方向。     

混合菌发酵L-山梨糖生产Vc前体2-酮基-L-古龙酸研究进展

利用混合菌发酵L-山梨糖生产2-酮基-L-古龙酸(2-KCA),再经化学转化合成维生素C(Vc),是我国工业生产Vc的主要途径,具有简化工艺,减少污染,降低能耗等诸多优点.从菌系组合、菌种选育、代谢途径与酶学特性、工程菌构建、伴生作用机制及发酵工艺等方面出发,综述混合菌发酵L-山梨糖生产Vc前体2-KGA的研究现状和最新进展,并提出进一步研究和探索的方向.     

新组合菌系SCB329—SCB933利用L—山梨糖发酵产生维生素C前体——2—酮基…

采用紫外照射,化学诱变和原生质融合等方法选育到一株性状更优良的突变株ＳＣＢ３２９,并与新筛选的一株芽孢杆菌ＳＣＢ９３３搭配组成新的组合菌系,产酸小菌ＳＣＢ３２９与其亲本菌株氧化葡萄糖酸杆菌性状相似,伴生大菌ＳＣＢ９３３属苏芸金芽孢杆菌（Ｂ．ｔｈｕｒｎｇｉｅｎｓｉｓ）,新组合菌系列Ｌ－山梨糖的发酵液提取后经纸层析,元素分析和红外吸收光谱等项鉴定,其发酵产物克系２－酮基－Ｌ－古龙酸,对新组合菌系的生物     

芽孢杆菌促普通生酮基古龙酸菌产酸机制研究进展

随着高通量测序技术、组学技术、生物信息学技术等多种技术的兴起与发展,关于维生素C混菌发酵中两菌作用关系的研究取得了一些成果。基于此,本文从芽孢、氨基酸、B族维生素、环境应力及小分子物质方面,对目前关于两菌间相互作用机制的研究进行综述,并为接下来的进一步研究提供新思路。     

新组合菌系SCB329—SCB933利用L—山梨糖发酵产生维生素C前体2—酮基—L—…

在分析了新组合菌系ＳＣＢ３２９－ＳＣＢ９３３发酵过程特征的基础上,对流加发酵工艺中的种子培养、ｐＨ、溶氧的控制,以及发酵液初始培养基中的Ｌ－山梨糖浓度和流加起始点进行了优化,获得了比分批发酵更为满意的结果：发酵最终总糖达１３％（ｗ／ｖ）左右,发酵周期４０￣５０ｈ,产２－酮基－Ｌ－古龙酸达１１５－１３０ｍｇ／ｍｌ,克分子转化率达８８ｍｏｌ％左右。     

一种Vc二步发酵伴生菌的初筛方法

目的：建立一种Vc二步发酵高效伴生菌的快速初筛方法。方法：通过测定OD650,以伴生菌进入对数期的早晚和对数期持续长短为判断菌株伴生潜力的依据。结果：10h前进入对数期,对数期持续时间约12h的菌株具有高效的促进小菌生长和发酵产古龙酸的潜力。概率为71%。结论：以伴生菌进入对数期的早晚和对数期持续长短为判断依据的新的菌株快速初筛方法,简便、高效,利于大规模初筛应用。     

响应面法优化Vc二步发酵新菌系产2-酮基-L-古龙酸的培养基

以短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus)HJ-04作为维生素C二步发酵第2步中的伴生菌,促进产酸菌产维生素C(Vitamin C,Vc)前体2-酮基-L-古龙酸(2-keto-L-gulonic acid,2-KGA)的能力强于工业生产用菌株巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium) B2980.采用单因素试验、Plackett-Burman(PB)试验及Box-Behnken试验对影响新菌系发酵产2-KGA的6个因素进行分析优化.结果表明,L-山梨糖、尿素、玉米浆为显著影响因子.最佳产酸条件为L-山梨糖94.95 g/L,尿素11.99 g/L,玉米浆14.13g/L.优化后产酸量提高12.31 mg/mL,产酸周期缩短6h.     

抗噬菌体菌株C224发酵生产2KG的条件试验

以ZKG生产菌株球状节杆菌K1022为出发菌株,选育出的抗噬菌体菌株C224发酵条件试验的实验结果表明:C224菌能利用淀粉水解糖、葡萄糖酸钙、葡萄糖发酵产生2KG;以葡萄糖为原料发酵生产2KG的条件为:接种量8％以上,250mL摇瓶装量20mL,31℃265r/min,振荡培养72h;发酵最佳配比组成为:葡萄糖18％,玉米浆1.65％,尿素0％,KH_2PO_4 0.0015％,CaCO_3 5％。     

混菌发酵中与普通生酮基古龙酸菌产2-酮基-L-古龙酸相关功能蛋白的研究

目的:在混菌发酵中,筛选与小菌产2-酮基-L-古龙酸(2-KGA)相关的功能蛋白,并分析蛋白表达量的变化与产2-KGA的关系,寻找影响菌体代谢效率的关键性因素。方法:利用蛋白质组学技术,依据小菌产酸曲线,筛选与小菌产2-KGA有一定相关性的蛋白质,并利用生物信息学数据库,分析其改变与小菌代谢的关联。结果:获得了分辨率和重复性均良好的凝胶蛋白图谱,筛选出与小菌生产2-KGA密切相关的8个蛋白。结论:小菌产2-KGA强度与小菌体内抗氧化蛋白表达水平及糖代谢、能量代谢系统密切相关,推测有活性细胞色素C的含量可能为小菌产2-KGA的限制性因素。     

Vitamin C enhancement of brood rearing by caged honeybees fed a chemically defined diet

Pollen collected by bees was sampled during a 3-h period once a week from April to October 1983 and analyzed for vitamin C (L-ascorbic acid and dehydroascorbic acid). The levels were highly variable and ranged from a low of 136 μg/g pollen (April) to a high of 1943 μg/g pollen (May). Overall, caged honeybees fed diets containing 1,000 and 2,000 μg/g L-ascorbic acid reared significantly more bees to the sealed stage than bees fed diets with 500 μg/g ascorbic acid or control bees. The levels of vitamin C in prepupae reared by bees ranged from 64.5 to 103.5 μg/g body mass. Vitamin C is either synthesized from simple precursors or from symbiotic microorganisms in the gut since honeybees fed the ascorbic acid-free control had equivalent levels of ascorbic acid to those fed the enriched diets. The total diet consumption by bees during the 10-week study showed that the four diets were equally attractive.     

维生素B12的生物合成、发酵生产与应用

维生素B12(VB12)是一种重要的动物和人类营养因子, 广泛应用于饲料、食品和医药卫生领域。中国已成为全球VB12的主要产地, 2007年产量为27 t, 占全球总产量的77%。VB12是目前已发现的最大、最复杂的维生素分子, 化学合成极其困难, 所有VB12产品均采用生物发酵制备其主体结构。VB12主要由古生菌和一些真细菌通过有氧或厌氧两种途径合成, 工业上主要采用费式丙酸菌(Propionibacterium freudenrechii）和脱氮假单胞菌(Pseudomonas denitrificans)进行发酵生产。综述了VB12的基本性质, 生物合成途径, 以及发酵生产工艺, 并对VB12的应用与市场前景作了分析。