以异养细胞作为种子的椭圆小球藻产油脂光自养培养优化

异养细胞种子/光自养培养方法是一种可异养培养的能源微藻培养的有效方法,但已有文献尚未从工艺优化角度考察其发展潜力。为了获得较高细胞密度的用于光自养培养的种子和提高光自养培养的细胞密度与油脂产率,对异养细胞种子/光自养培养的培养基和培养条件进行了优化。结果表明,采用优化后的培养基,椭圆小球藻在摇瓶中异养培养的最高藻细胞密度可达11.04 g/L,比在初始培养基条件下提高了28.0%,在5 L发酵罐中异养培养的藻细胞密度达到73.89 g/L;在2 L柱式光生物反应器中光自养培养的藻细胞密度、油脂含量和油脂产率分别达1.62 g/L、36.34%和6.1 mg/(L·h),油脂成分主要为含C16-C18碳链的脂肪酸,是制备生物柴油的理想原料。经过优化,异养细胞种子/光自养培养这一方法能够显著地提高椭圆小球藻产油脂的能力,这进一步表明异养细胞种子/光自养培养方法有望成为可异养的能源微藻的高效培养方式。     

PP333用于藻类培养影响异养小球藻的生长及蛋白质含量

用植物生长物质PS333处理异养小球藻,研究了PP333对异养小球藻的生长及蛋白质含量的影响,实验结果表明,PP333能抑制异养小球藻的生长,同时也能显著提高小球藻的蛋白质含量,选取适当浓度的PP333处理异养小球藻可达到小球藻的细胞密度较高,其蛋白质含量又接近自养水平的目的。用50mg/L PP333处理异养小球藻,摇瓶批次培养时,小球藻的蛋白质含量与生物量分别为47.88%和3.60g/L,而对照的分别为37.34%和4.21g/L,摇瓶分批流加培养时,小球藻的蛋白质含量与生物量分别为50.96%和6.97g/L,而对照的分别为38.56%和10.99g/L,蛋白质量促进率和生物量抑制率摇瓶批次培养时分别为28.2%和14.5%,摇瓶分批流加培养时分别达32.2%和36.6%。     

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。     

Optimization of fermentation conditions for isoeugenol monooxygenase from Bacillus fusiformis CGMCC1347

对从土壤中筛选获得的纺锤芽孢杆菌CGMCC1347生产异丁香酚单加氧酶的发酵条件进行了单因素考察及正交实验优化,确定了最适的发酵摇瓶培养基组成和培养条件.在发酵培养基组成为尿素1 g/L,玉米浆55 g/L,K2HPO4 2g/L,MgSO4·7H2O 1 g/L,初始pH 7.5,发酵温度37℃,摇床转速180 r/min的条件下培养16h获得的细胞,能转化2％的异丁香酚生成2.49 g/L香兰素,异丁香酚单加氧酶酶活达3.79 U/L.     

黄腐酸对单针藻生长和油脂含量的影响

为了研究不同浓度的黄腐酸对单针藻Monoraphidium sp.FXY-10细胞生长、油脂合成的影响,研究于Kuh1培养基中添加4种不同浓度的黄腐酸(40、80、120和160 mg/L),优化出异养培养条件下最适合藻细胞生长的黄腐酸浓度;并采用黄腐酸与异养-自养两步培养联用的方法提高细胞量和油脂含量,自养培养时在培养基中添加5、25、125和625 mg/L的黄腐酸诱导油脂的合成。结果表明,80 mg/L的黄腐酸对细胞生长的促进作用最显著,细胞量可达6.4 g/L,为对照组的1.5倍。黄腐酸的浓度增加至160 mg/L,藻细胞的生长受到明显的抑制。自养培养阶段,添加25 mg/L的黄腐酸能显著地提高藻细胞的油脂含量,其油脂含量从30.78%增加至54.65%。黄腐酸对于单针藻的生长和油脂合成具有明显的促进作用,黄腐酸与两步法联用在提高微藻细胞量和油脂含量方面具有较好的应用前景。     

叶绿素合成缺陷型小球藻突变株的选育及其蛋白产能和品质评价

本研究旨在利用常压室温等离子体(atmospheric pressure room temperature plasma, ARTP)诱变技术构建叶绿素合成缺陷型凯式小球藻突变株,筛选出极低叶绿素、适用于发酵生产蛋白质的新藻种。首先经优化诱变处理时间后建立了野生型兼养细胞的致死率曲线,在高于95%致死率条件下处理对数早期兼养细胞,基于可视化藻落颜色变化初筛获得4株突变株。随后在摇瓶中异养培养突变株,系统评价了蛋白生产性能,发现在含有30 g/L葡萄糖和5 g/L NaNO₃的Basal培养基中,突变株P. ks4表现最优,蛋白含量及产率分别为39.25%干重及1.15g/(L·d),氨基酸评分达101.34,叶绿素a含量下降98.78%且不含叶绿素b,含有叶黄素0.62 mg/g而使藻体呈金黄色。本研究为微藻替代蛋白的发酵生产提供了高性能、高品质的新种质P. ks 4。     

星形孢菌素产生菌H41-38的发酵工艺条件

本研究对菌株H41-38发酵生产星形孢菌素的工艺进行了研究.结果表明:30℃、96h为菌株摇瓶培养最适条件.玉米淀粉和酵母粉为最适碳、氮源.采用Fractional factorial design方法确定培养基成分的重要因子:酵母粉和粗盐,然后利用爬坡路径试验和响应面分析法优化了发酵效价取得最大值时酵母粉和粗盐含量,发酵效价最大理论值为252.31μg/mL,摇瓶实测值为251.28μg/mL,其发酵水平比优化前提高了4.33倍.在30L发酵罐(300r/min、30℃、V空气=10L/min～15L/min)中扩大培养84h后发酵效价达到286.44μg/mL,比摇瓶培养效价提高了45.16μg/mL,其发酵参数变化曲线可指导生产罐的应用生产.     

小球藻高密度培养及油脂提取条件的优化

【目的】高密度培养小球藻及优化油脂提取条件。【方法】通过进行单因素实验研究不同培养基组成及环境因子对其细胞生长影响,并采用超声波提取法进行正交实验对藻粉油脂提取条件进行研究。【结果】对椭圆小球藻Y4进行异养培养,最适培养条件为:葡萄糖50 g/L,硝酸钾2 g/L,适宜的培养温度、摇床转速和接种量分别为29°C、180 r/min和20%。在此基础上,进行了1 L发酵罐培养实验,获得了干重18.25 g/L的生物量。通过对油脂提取条件进行优化,Y4的油脂提取率由优化前的25.0%提高到60.2%,提高了35.2%。【结论】优化了小球藻的培养条件及油脂提取条件,促进了小球藻的开发和利用。     

纺锤芽孢杆菌CGMCC1347发酵生产异丁香酚单加氧酶的条件优化

对从土壤中筛选获得的纺锤芽孢杆菌CGMCCl347生产异丁香酚单加氧酶的发酵条件进行了单因素考察及正交实验优化,确定了最适的发酵摇瓶培养基组成和培养条件。在发酵培养基组成为尿素1g／L,玉米浆55g/L,K2HP042g／L,MgSO4·7H2O1g／L,初始pH7．5,发酵温度37℃,摇床转速180r／min的条件下培养16h获得的细胞,能转化2％的异丁香酚生成2．49g／L香兰素,异丁香酚单加氧酶酶活达3．79U／L。     

发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸培养条件的优化研究

考察了摇瓶发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸过程中碳源、氮源、无机盐和生长因子以及培养过程中补加L-蛋氨酸时间对S-腺苷-L-蛋氨酸的产量、含量及生物量的影响。并通过均匀实验设计对培养基配方进行优化,在30℃、180 r/m in的培养条件下,得到最后的培养基配方为:葡萄糖30g,酵母粉11g,(NH4)2SO412g,K2HPO4.3H2O 5g,KH2PO410g,MnSO4.H2O 0.09g,ZnSO4.7H2O 0.14g,MgC l20.5g,CaC l20.3g,CuSO40.005g,自来水定容至1L。摇瓶中优化后的S-腺苷-L-蛋氨酸产量可以达到0.9g/L,比优化前产量提高了30%。采用优化后的培养基和培养条件在5L发酵罐中间歇培养,24h后一次性补加24g/L葡萄糖和1.0g/L L-蛋氨酸,继续培养24h后产量可达2.66g/L,生物量23.4g/L。     

响应面法优化普通小球藻混合营养培养基组成生产生物质

利用响应面法优化了混合营养培养普通小球藻生产生物质的培养基组成.首先采用Plackett-Burman设计对11个相关营养因素的效应进行了评价,并筛选出影响小球藻细胞生长的3个主要因素为KNO3、葡萄糖和NaC1;然后结合Box-Behnken设计建立了以小球藻浓度为响应值的二次回归方程模型,获得优化的培养基组成为KNO31.64g/L、葡萄糖45g/L、NaC1 1.57g/L;模型预测的最大浓度为5.28g/L,验证值为5.68g/L;验证结果表明,所建立模型预测精度较好,可用于优化小球藻的混养培养基组成.优化条件下混养小球藻细胞的蛋白质和色素含量较优化前降低,而可溶性糖和油脂含量提高,脂肪酸以棕榈酸和油酸为主;细胞组分分析结果显示,混养培养所得小球藻生物质具有作为生产微藻生物能源原料的潜力.     

桦褐孔菌发酵及其提取物清除自由基活性的研究

用1,1-diphenyl-2-picryhydrazyl(DPPH)酶标仪法,对桦褐孔菌发酵液的甲醇提取物的自由基清除率进行了测定,发现该提取物具有较强的清除自由基的活性;进一步用DPPH薄层试验,结果发现该菌的CHCL3提取物中主要含有两个具清除自由基活性的组分.在此基础上,以清除自由基活性为指标,对桦褐孔菌液体发酵条件进行优化,发现当培养条件为:葡萄糖20g/L、甘油6mL/L、蛋白胨15g/L、CuSO4 0.005g/L、酪氨酸0.05g/L;种龄为7d、装液量为50mL/250mL、转速为180r/min、接种量为10%时,桦褐孔菌发酵液提取物的清除自由基活性最强.     

Application of factorial designs for optimization of cyclodextrin glycosyltransferase production from Klebsiella pneumoniae pneumoniae AS-22.

Production of cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) from Klebsiella pneumoniae pneumoniae AS-22 was optimized in shake flasks using a statistical experimental design approach. Effect of various components in the basal medium, like carbon, nitrogen, phosphorus, and mineral sources as well as initial pH and temperature, were tested on enzyme production. The optimum concentrations of the selected media components were determined using statistical experimental designs. Two level fractional factorial designs in five variables, namely, dextrin, peptone, yeast extract, ammonium dihydrogen orthophosphate, and magnesium sulphate concentrations were constructed. The optimum medium composition thus found consisted of 49.3 g/L dextrin, 20.6 g/L peptone, 18.3 g/L yeast extract, 6.7 g/L ammonium dihydrogen orthophosphate, and 0.5 g/L magnesium sulphate. The maximum CGTase activity obtained was 21.4 U/mL in 28 h of incubation. The cell growth and CGTase production profiles were studied with the optimized medium in shake flasks and in 1-L fermenters. It was observed that the enzyme production was growth associated both in shake flask and in fermenter, although it was slower in shake flask. The maximum CGTase activity obtained in the fermenter was 32.5 U/mL in 16 h. The optimized medium resulted in about 9-fold increase in the enzyme activity as compared to that obtained in the basal medium in shake flask as well as in fermenter.     

Waste molasses alone displaces glucose-based medium for microalgal fermentation towards cost-saving biodiesel production

The by-product of sugar refinery—waste molasses was explored as alternative to glucose-based medium of Chlorella protothecoides in this study. Enzymatic hydrolysis is required for waste molasses suitable for algal growth. Waste molasses hydrolysate was confirmed as a sole source of full nutrients to totally replace glucose-based medium in support of rapid growth and high oil yield from algae. Under optimized conditions, the maximum algal cell density, oil content, and oil yield were respectively 70.9 g/L, 57.6%, and 40.8 g/L. The scalability of the waste molasses-fed algal system was confirmed from 0.5 L flasks to 5 L fermenters. The quality of biodiesel from waste molasses-fed algae was probably comparable to that from glucose-fed ones. Economic analysis indicated the cost of oil production from waste molasses-fed algae reduced by 50%. Significant cost reduction of algal biodiesel production through fermentation engineering based on the approach is expected.     

自养和兼养条件下蛋白核小球藻昼夜节律的响应

【目的】研究自养和兼养两种培养方式对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长、细胞分裂和生化组分积累的影响,探讨人工培养蛋白核小球藻的昼夜节律响应机制和优化技术。【方法】小球藻自养培养采用BG11培养基,兼养培养基在BG11培养基中添加4种不同浓度(1、5、10、20 g/L)的葡萄糖,培养周期为10 d。血球板计数法测定藻细胞浓度,干重法测定藻细胞生物量。显微观察藻细胞大小和分裂情况。脂染色法测定小球藻总脂的含量,藻细胞的叶绿素、蛋白和淀粉分别采用甲醇、氢氧化钠、硝酸钙浸提后通过紫外分光光度法定量测定。【结果】葡萄糖兼养培养对蛋白核小球藻具有显著的促生长效应,最适浓度为10 g/L。10 d收获时,兼养组(10 g/L葡萄糖)藻细胞浓度和干重分别是自养组的2.57倍和6.73倍。分析一昼夜中的藻细胞增殖规律可知,第2天和第5天时自养组中增殖的新生子细胞约有76.00%在黑暗期分裂产生,而兼养组中第2天和第5天光照期的新细胞增殖量占比分别达到40.90%和67.50%。一昼夜内藻细胞大小的迁移动态监测表明,第2天自养组藻细胞的体积变化静息期为8 h,兼养组只有4 h;第5天两组藻细胞大小迁移动态的昼夜节律明显,但兼养组黑暗结束后较大细胞(D6μm)占比显著高于自养组。第8天时,兼养组藻细胞已处于稳定期,总脂和蛋白含量均显著高于自养组,藻细胞总脂和色素含量在一昼夜中相对稳定,但蛋白和淀粉含量分别在光照8 h和12 h左右达到峰值。从第2天开始,对兼养组细胞每天进行2 h光延长,收获时藻细胞浓度和干重分别比对照组提高13%和11%。【结论】葡萄糖兼养培养能大幅提高蛋白核小球藻的生物量。蛋白核小球藻生长增殖与生化组分积累均受昼夜节律调控,自养条件下藻细胞以光照期生长黑暗期增殖为主。兼养培养提高藻细胞生物量的机制在于缩短藻细胞生长静息期,在昼夜节律中加速藻细胞生长并显著提高通过细胞周期检查点的细胞比例,光照期效应尤其明显。藻细胞蛋白和淀粉含量昼夜节律明显,最佳收获时间分别在光照8 h和12 h后。     

胀果甘草悬浮培养细胞合成甘草总黄酮

比较了胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)悬浮细胞在逐级放大摇瓶中的生长、黄酮产量以及营养消耗过程,以便了解其放大规律。结果表明,在250和500mL摇瓶中,细胞的最大生物量、黄酮产量以及最大比生长速率没有显著性差异,但是在1L的摇瓶中,这三种参数都显著地降低,分别比250mL摇瓶中降低了27%,30%和27%。在逐级放大的摇瓶中,氮、磷、铵浓度都随着培养时间延长而逐渐降低,尽管在1L的摇瓶中磷消耗得最慢,但三种摇瓶中磷在细胞生长对数期基本都被消耗尽了。此外,硝态氮在第18天时基本被消耗完,而铵态氮在细胞收获时仍能维持在100mg/L。因此在反应器中培养时,主要的培养条件还需进一步优化。     

利用响应面方法优化转小鼠金属硫蛋白-I基因聚球藻7002的培养基成分

为实现转小鼠金属硫蛋白基因-I聚球藻7002的高密度培养, 并将其应用于实际的重金属废水处理过程, 首先需要对培养基的成分进行优化。本文利用响应面这一多因素过程优化的有效工具, 通过全因子实验、最陡爬坡实验和中心组合实验, 对转小鼠金属硫蛋白基因-I聚球藻7002培养基的主要成分以及初始pH进行了优化。优化后的培养基组成为: NaHCO3 1.696 g/L, NaNO3 8.57 g/L, 初始pH为8.57, 其他成分同Medium A。优化条件分别在2 L和20 L气升式光生物反应器中得到了验证, 最大细胞浓度分别达到每升4.16 g干重和每升3.12 g干重, 分别比优化前提高了9倍和7倍, 从而为其产业化应用打下基础。     

氧化葡萄糖杆菌合成右旋糖酐糊精酶的pH两阶段控制策略

为了进一步提高氧化葡萄糖杆菌右旋糖酐糊精酶的产量,在3 L发酵罐水平上考察了pH(3.5?6.0)对菌体生长和产酶的影响。基于不同pH发酵过程中菌体生长及产物合成的变化,确定了pH两阶段控制策略,即0?6 h时控制pH 5.0,6 h后将pH调至4.0。通过采用这一优化策略,右旋糖酐糊精酶酶活有了较大的提高,可达4.03 U/mL,比不控制pH模式下提高了38.5%,是摇瓶水平的12.5倍,同时发酵时间从47 h缩短为15 h。     

富铬蚁巢伞（鸡菌）液体培养(英文)

A species of mushroom, Termitomyces albuminosus, was cultured in liquid medium for production of chromium-enriched mycelium. The influence of chromium (Ⅲ ) on mycelial growth of T. albuminosus was investigated. An optimum medium composed of 5.6g/L yeast extract, 51.6g/L hydrolyzed rice, 2g/L KH2PO4, and 20mg/L chromium(Ⅲ ) with initial pH of 4.5 was obtained by using method of central composite design (CCD). After incubation of 84h, the maximal biomass of chromium-enriched mycelia reached 24.23g DMW(dried mycelial weight)/L with 272μg/g DMW chromium content in 500mL flasks containing 100mL medium with an inoculum of 8% on a shaker of 100r/min under an optimized cultivation condition at 28℃.     

Phosphate assimilation by Chlorella and adjustment of phosphate concentration in basal medium for its cultivation

Assimilation of phosphate by Chlorella pyrenoidosa was 0.81-8.1 mg PO(4)-P/g dry weight for heterotrophic cultures and 0.81-16.1 mg/g for mixotrophic cultures. Optimal carbon:phosphorous (C/P) ratios were 206:1-2060:1 and 103:1-2060:1 for heterotrophic and mixotrophic cultivations, respectively. These requirements for phosphate for growth of C. pyrenoidosa under either heterotrophic or mixotrophic conditions are much less (6.25-62.5 or 3.12-62.5-fold at 10 g glucose/l) than its concentration in basal medium.