D-核糖发酵过程中底物抑制及补料的研究

研究了初始葡萄糖浓度对D -核糖发酵的影响 ,证实了较高的葡萄糖浓度对D -核糖发酵的抑制作用 ,并确定了较为适宜的初始葡萄糖浓度为 1 0 0g·L-1 或 1 5 0g·L-1 。前者条件下D -核糖的转化率和生产强度均达最大 ,分别为 32 8g·kg-1 和0 .6 8g·L-1 ·h-1 ;后者条件下D -核糖的产量达最大值 39.4 8g·L-1 。针对底物抑制现象 ,研究了补料工艺对D -核糖发酵的影响 ,确定发酵 2 4h后补加 5 0g·L-1 的葡萄糖为较优的补料工艺 ,在此工艺条件下最终D -核糖产量相对于对照组提高了 4 8.3%。     

D-核糖发酵条件研究

对枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ptn15-1的发酵条件进行优化。采用优化后的培养基对发酵液的pH、发酵温度、摇床转速、接种量、装液量等进行单因素实验。确定发酵最适发酵条件为：pH7.0,发酵温度37℃;摇床转速180r/min,接种量10%,300mL三角瓶装30mL发酵液,发酵时间为68h。在此条件下,该菌的D-核糖产量从31.7g/L提高到43.1g/L,提高了35.9%。     

不同添加物对D-核糖产量的影响

采用短小芽孢杆菌转酮酶缺陷突变株 ,通过先后向培养基中添加适量的葡萄糖酸钠、Mn2 + ,直接或间接地影响D 核糖的生物合成途径 ,最终影响D 核糖的产量。此外向培养基中添加芳香族氨基酸中的酪氨酸 ,有机酸中的山梨酸可以促进D 核糖的生物合成 ,使其产量达 6 4.2 g/L。     

基于pH的反馈补料方法在谷氨酸发酵中的应用

为简化谷氨酸发酵补料工艺,提出了一种新型的基于pH的补料方式。考察谷氨酸发酵过程中氨消耗量 (x) 和糖消耗量 (y) 发现,两者之间存在较好的线性关系 (y=7.4744x,R2=0.9989),以此为pH反馈补料工艺中补料液中葡萄糖与氨的混合比例,能较好地将谷氨酸发酵过程中葡萄糖浓度稳定在12~21 g/L。比较恒定葡萄糖浓度补料工艺与pH反馈补料工艺发现,采用pH反馈补料工艺进行发酵,葡萄糖转化率、谷氨酸产酸速率分别提高了9.06％和17.5％左右,同时发酵周期缩短2 h以上。     

发酵过程中溶氧浓度对D-核糖发酵的影响

通过固定不同溶氧浓度(DOT)对短小芽孢杆菌(Bacillus pumlus)进行分批发酵的过程参数变化的比较,发现发酵前期与后期对氧的需求不尽相同,探讨了氧代谢途径及溶氧浓度对核糖发酵的影响机理,并提出分阶段供氧模式。结果表明,发酵时间44h后,整个发酵过程保持了较高的核糖产率和葡萄糖消耗率,最终核糖产量和细胞生成量分别提高了5.0％和18.8％。     

D-核糖生产菌的原生质体诱变及其发酵培养

目的:筛选出莽草酸、转酮醇酶双重营养缺陷型的D-核糖生产菌枯草芽胞杆菌,以提高D-核糖的产量。方法:采用化学诱变剂乙基磺酸甲烷(EMS)对野生型D-核糖生产菌的原生质体进行诱变,并从D-核糖合成途径对发酵培养基进行优化设计。结果:摇瓶发酵D-核糖平均产量为52.2g/L;获得的B.sems-10菌株具有良好的遗传稳定性,D-核糖产量高达67.5g/L。结论:通过对D-核糖生产菌原生质体的EMS诱变,筛选出了高产、遗传性状稳定的营养缺陷型B.sems-10菌株,为进一步提高产量奠定了基础。     

D-核糖生产菌的选育及发酵工艺的改进

通过对菌株BX-2(Bacillus subtilis)的紫外诱变和硫酸二乙酯的诱变处理得到D-核糖高产菌株BY-5。36℃,pH6.8,250 r.m in-1条件下培养72 h,其D-核糖产量从开始的55.0 g.L-1提高到68.0 g.L-1。蔗糖和葡萄糖的混合碳源发酵,D-核糖产量达到75 g.L-1。当D-葡萄糖被蔗糖部分替代后,D-核糖生产能力得到了提高。     

不同pH调节剂对补料批式发酵产1,3-丙二醇的影响

对肺炎克雷伯氏菌（Klebsiellapneumoniae）发酵生产1,3-丙二醇（1,3-Propanediol,1,3．PD）的补碱策略进行了研究。分别利用NaOH、氨水、KOH三种溶液作为pH调节剂,优化三种pH调节剂并得到按一定比例混合的混合碱。当采用混合碱调控发酵pH值为7．0时,1,3-丙二醇的产量达到了55dL,比无pH调控（对照）发酵过程发酵水平提高了10．6倍。     

耐高糖、高渗透压D-核糖高产菌株的选育及其发酵培养

以产D-核糖40-45 g.L-1的枯草芽孢杆菌突变株BFD-100810为出发菌株,通过紫外线、硫酸二乙酯等方法诱变处理,获得一株核糖高产突变株BFD-101106。对该突变株的产核糖能力进行了验证,并对发酵条件进行了研究。     

补料发酵工艺的应用及其研究进展

综述了补料工艺在发酵工业中应用和研究。介绍了补料发酵工艺及其优点,着重讨论了补料发酵动力学和控制理论研究,以期为补料发酵的应用提供充分的参考依据。     

2-酮-L-古洛酸的补料分批发酵的研究

通过对２－酮－Ｌ－古洛酸的一般发酵与补料分批发酵过程比较研究,发现了补糖分批发酵的一些表观特征,为其发酵控制提供了依据。     

溶氧及pH对产朊假丝酵母分批发酵生产谷胱甘肽的影响

在7 L发酵罐中研究了溶氧和pH对产朊假丝酵母分批发酵生产谷胱甘肽的影响。结果表明,当葡萄糖浓度为30 g/L且通气量控制在5 L/min时,搅拌转速达到300 r/min即可满足细胞生长和谷胱甘肽合成对溶解氧的需求。不同pH控制方式对谷胱甘肽分批发酵的影响有较大差异。不控制pH时,细胞干重和谷胱甘肽产量比控制pH为55的发酵分别低27%和95%,且有50%的谷胱甘肽向胞外渗漏。研究了将pH控制在4.0、4.5、5.0、5.5、6.0和6.5的谷胱甘肽分批发酵过程,发现在pH 5.5时谷胱甘肽总产量最高。用前期研究建立的动力学模型模拟了不同pH (4.0～6.5)下的分批发酵过程,并从动力学角度解释了pH对细胞生长和谷胱甘肽合成的影响。     

谷氨酸流加发酵过程的神经网络优化研究

采用神经网络的方法,将模拟网络与优化网络结合组成双网系统,用于谷氨酸流加生产过程的模拟与优化分析。模拟网络中设置瓶颈结构．以加强网络的数据过滤与压缩能力,滤除工业数据中的噪音。利用训练算法本身,优化网络方便地实现了单变量、多变量优化,获得令人满意的结果。     

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。     

分批发酵生产谷氨酰胺转氨酶的温度控制策略

微生物谷氨酰胺转氨酶 (Ｍｉｃｒｏｂｉａｌｔｒａｎｓｇｌｕｔａｍｉｎａｓｅ ,简称ＭＴＧ ,ＥＣ2 3 2 13)由于能催化许多食品中蛋白质的交联反应 ,改善各种蛋白质的功能性质 ,在食品工业具有广泛的应用潜力[1] ,因而引起了人们的极大兴趣。谷氨酰胺转氨酶的生产通常采用从豚鼠肝脏或组织中提取 ,由于豚鼠肝脏或组织来源稀少 ,谷氨酰胺转胺酶的分离纯化过程复杂 ,因而价格昂贵。 2 0世纪 80年代末 ,Ａｎｄｏ和Ｍｏｔｏｋｉ等人[2 ,3 ] 首先报道了利用微生物发酵法生产谷氨酰胺转胺酶的结果 ;近年来 ,Ｇｅｒｂｅｒ等人[4 ] 对其下游技术进…     

苏云金芽孢杆菌培养基优化及间歇发酵

对苏云金芽孢杆菌的培养基配方进行室内摇瓶优化筛选,首先用摇瓶培养筛选到Ⅱ号培养基,在此配方的基础上,将培养基组分划分为氮源、碳源及无机盐三因素,采用三因素二水平正交旋转组合设计的方法进行培养基优化组合研究,建立其芽孢产量依氮源、碳源、无机盐的响应面方程。借助此方程获得响应面最佳点即培养基各组分的最佳配比。实验结果表明,该方法是苏云金芽孢杆菌培养基优化中十分简便、实用、快速的途径。此外,对其间歇发酵过程也进行了初步考察。     

温度对谷胱甘肽分批发酵的影响及动力学模型

研究了24～32℃范围内产朊假丝酵母生产谷胱甘肽的分批发酵过程,发现较高温度对细胞生长有促进作用,而较低温度则更有利于谷胱甘肽产量的提高。应用改进的Logistic和LuedekingPiret方程分别对细胞生长动力学和谷胱甘肽合成动力学进行了模拟,得到不同温度下各种动力学参数。在此基础上,进一步研究了温度同细胞生长动力学参数之间的内在联系,得到谷胱甘肽分批发酵过程中细胞浓度的变化同温度以及底物浓度之间的一般关系式：dX-dt＝［0.0224(T+1.7)］2X(1-X/X_max)1+S｛8.26×10.6×exp［-31477/R/(T+273)］｝。验证实验结果表明,该模型具有很好的适用性。