一株拜氏梭菌利用甘蔗废糖蜜发酵生产丙酮丁醇

以甘蔗废糖蜜作为原料,利用Clostridium beijerinckii DSM 6422菌株进行丙酮丁醇发酵的初步研究.结果表明:采用H2SO4预处理糖蜜,初糖质量浓度60 g/L,(NH4)2SO4 2g/L,CaCO3 10 g/L,温度30℃,pH 5.5～7.0,接种量6％(体积分数),在5L发酵罐中发酵培养96 h,总溶剂产量为16.17 g/L,其中丁醇质量浓度为10.07 g/L,总溶剂产率为30.2％,糖利用率为89.3％.     

Response surface methodology for optimization of Mucor fermentation medium

采用响应面分析方法优化毛霉菌B的发酵培养基,首先通过单因素试验筛选出葡萄糖为最适碳源,酵母膏和玉米浆为最适氮源,用Plackett-Burman试验对葡萄糖、酵母膏、玉米浆、MgSO4、FeSO4、NH4Cl、K2 HPO4进行评估并筛选出具有显著效应的3个因素:葡萄糖、酵母膏、玉米浆,再通过最陡爬坡试验逼近其最大响应区域,最后采用Box-Behnken试验对其用量进行优化,得到毛霉菌最佳发酵培养基(g/L):葡萄糖51.54,酵母膏5.22,玉米浆14.31,MgSO4 0.5,FeSO40.1,NH4Cl3,K2HPO43,pH 6.0～6.5.培养基优化后,毛霉生物量由23.51 g/L提高至31.13g/L,比对照组提高32.41％,腺嘌呤转化率由53.59％提高至59.97％,ATP产率由6.56 g/L提高至7.34g/L,比对照组提高11.89％.     

CpG基序重组菌发酵培养基的优化

目的:为提高CpG基序重组菌的发酵水平,降低CpG重组质粒的生产成本,运用响应面法优化CpG重组菌发酵培养基。方法:利用Plackett-Burman试验筛选出影响发酵水平的3个最显著因素:糖蜜、玉米浆和工业蛋白胨。然后用响应面设计试验并优化得到最显著因素的最佳浓度,并进一步通过发酵试验验证优化后的培养基。结果:得到一组具有较高菌浓及质粒产量且价格低廉的发酵用培养基:糖蜜4.5g/L,玉米浆8.5g/L,工业蛋白胨8.5g/L,甘油10mL/L,KH2PO41.5g/L,K2HPO42.3g/L,MgSO4.7H2O 0.25g/L,在此培养条件下,OD600实测值为0.6771,理论值为0.6643,两者接近,与标准LB培养基相比,质粒产量提高了15%左右。结论:最终筛选到的培养基具有较高的性价比。     

好氧反硝化细菌N22’种子培养基的优化

目的:优化好氧反硝化细菌N22’的种子培养基,提高对数期末期细菌浓度。方法:采用Plackett-Burman设计对影响N22’细菌浓度的因素进行评估并筛选出具有显著效应的因素KNO3(X3)、KH2PO4(X4)和K2HPO4(X5),经过最陡爬坡实验接近3个因素的最大响应区域后,应用Box-Behnken设计和响应面分析法确定3个因素的最优水平。结果:优化后的种子培养基:柠檬酸钠6g,KNO32.72g,KH2PO41.35g,K2HPO41.12g,MgSO4·7H2O 0.25g,CaCl20.025g/L,FeSO4·7H2O 0.025g,EDTA0.125g/L;蒸馏水1 000mL,初始pH值7.0。优化后发酵液对数期末期细菌浓度达到1.684 0×1012cfu/mL,比优化前1.632 7×1011cfu/mL提高了9.31倍。结论:Plackett-Burman设计结合响应面分析方法优化了菌株N22’的种子培养基。     

响应面法优化解淀粉芽孢杆菌C101发酵培养基

采用响应面法对解淀粉芽孢杆菌C101菌株产芽孢发酵培养基进行了优化。利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响产孢的3个主要因素:MnSO4、KH2PO4和(NH4)2SO4。在此基础上运用最陡爬坡路径法逼近最大响应值区域,最后利用响应面分析法确定主要因子之间的交互作用及最佳条件。结果表明,蔗糖20 g/L,尿素4.0 g/L,豆粕4.0 g/L,KNO3 2.0 g/L,Na2HPO4 2.4 g/L,KH2PO4 0.52 g/L,(NH4)2SO4 0.55 g/L,NaCl 1.0 g/L,MgSO4·7H2O 0.50 g/L,FeSO4 0.005 0 g/L,MnSO4 0.005 4 g/L,C101最大理论芽孢含量为14.67×108个/mL。经3次平行试验验证,实际平均芽孢含量与预测芽孢含量相近,比之前的芽孢含量提高了188%。     

Medium optimization of α-glucosidase inhibitors production by response surface analysis

[目的]采用响应面法对戈壁三素链霉菌PW409发酵合成α-糖苷酶抑制剂的培养基进行优化.[方法]采用Plackett-Burman法筛选影响α-糖苷酶抑制剂产生的关键因素,用最陡爬坡试验逼近关键因素的最大响应区域,采用Box-Behnken设计以及响应面分析法,得到各因素的最佳浓度,通过液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)对发酵液中α-糖苷酶抑制剂进行定量分析.[结果]发酵培养基中可溶性淀粉、KNO3和K2HPO4的浓度对α-糖苷酶抑制剂的产量影响较大.优化后的培养基组成为:可溶性淀粉9.01 g/L,KNO311.0 g/L,K2HPO4 0.32 g/L,MgSO4·7H2O 0.50 g/L,FeSO4·7H2O 0.01 g/L,pH 7.5.[结论]在此优化条件下,链霉菌PW409发酵液对麦芽糖苷酶的半数抑制浓度IC50为22 mg/L,抑制活性较优化前提高了近10倍.发酵液中的1-脱氧野尻霉素含量可达7.84 mg/L,较优化前提高了668倍,米格列醇的含量可达0.94 mg/L,较优化前提高了10倍.     

核茎点霉发酵产纤维素酶的培养基优化

利用响应面分析法对核茎点霉(Phoma putaminum)LYYZ90-19的发酵产酶培养基进行优化。在单因素试验基础之上,通过Box-Behnken试验设计原理,以酶活力值为响应值进行响应面分析,借助Minitab软件对回归模型进行分析,得到优化后的培养基条件:麸皮4.27 g/L,蛋白胨0.79 g/L,K2HPO40.59 g/L。在优化条件下发酵液比酶活13.47 U/mL,而优化前该菌比酶活为7.73 U/mL,比酶活提高了约74.1%。     

利用响应面法优化α-糖苷酶抑制剂发酵培养基

【目的】采用响应面法对戈壁三素链霉菌PW409发酵合成α-糖苷酶抑制剂的培养基进行优化。【方法】采用Plackett-Burman法筛选影响α-糖苷酶抑制剂产生的关键因素,用最陡爬坡试验逼近关键因素的最大响应区域,采用Box-Behnken设计以及响应面分析法,得到各因素的最佳浓度,通过液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)对发酵液中α-糖苷酶抑制剂进行定量分析。【结果】发酵培养基中可溶性淀粉、KNO3和K2HPO4的浓度对α-糖苷酶抑制剂的产量影响较大。优化后的培养基组成为:可溶性淀粉9.01 g/L,KNO3 11.0 g/L,K2HPO4 0.32 g/L,MgSO4.7H2O 0.50 g/L,FeSO4.7H2O 0.01 g/L,pH 7.5。【结论】在此优化条件下,链霉菌PW409发酵液对麦芽糖苷酶的半数抑制浓度IC50为22 mg/L,抑制活性较优化前提高了近10倍。发酵液中的1-脱氧野尻霉素含量可达7.84 mg/L,较优化前提高了668倍,米格列醇的含量可达0.94 mg/L,较优化前提高了10倍。     

响应面分析法优化大豆肽发酵培养基

采用响应面分析法对大豆肽发酵培养基进行优化,首先采用二水平Plackett-Burman设计对影响大豆肽发酵的8个因素进行筛选,获得影响最大的3个因素为料水比、MgSO_4、糖蜜.再利用响应面分析法对这3个因素进行优化,确定最佳培养基条件为料水比为1∶1.149、MgSO_4浓度为0.048%、糖蜜浓度为0.294%,在此条件下,优化后的大豆肽含量为21.74%,试验值与模型预测值只有1.21%的误差.     

重组大肠杆菌产NAD激酶发酵条件的优化研究

本研究将重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/p ET30α(+)-NADK作为NAD激酶生产菌种,对其产酶发酵培养基及发酵条件进行优化。采用Placket-Burman(PB)设计先筛选出影响重组菌产NAD激酶的三个主要因素:葡萄糖浓度、Mg SO4浓度和诱导表达时间,试验结果表明,增加葡萄糖和Mg SO4的浓度及缩短诱导表达时间对产酶有利。根据中心组合实验设计(Central Composite Design,CCD)原理,利用PB设计确定的这三个显著影响因素,通过最陡爬坡实验逼近最大响应区域,挑选出实验范围内的最优点,以此作为响应面中心组合设计的中心点,用NAD激酶酶活作为响应值,使用Design Expert 8.0软件设计中心组合实验,通过对实验数据进行分析,得出最佳发酵培养基成分及发酵条件为:葡萄糖14.24 g/L、酵母粉8 g/L、胰蛋白胨8 g/L、Mg SO40.94 g/L、Na Cl 5g/L、NH4Cl 2 g/L、KH2PO42 g/L、K2HPO49 g/L,诱导表达时间8.34 h,接种量2%。在此最佳条件下,NAD激酶酶活实验验证值可达10.17 U/mg,与优化前相比提高了2.77倍。对诱导表达结束后的细胞上清液进行SDS-PAGE分析也证明优化取得了显著的效果。     

响应面-满意度函数优化重组大肠杆菌产NMN转移酶发酵条件

重组大肠杆菌Escherichaia coli能高效表达NMN转移酶,以此为出发菌株,以菌体生长量OD600和NMN转移酶的活力为响应值,对重组大肠杆菌产NMN转移酶的发酵条件进行优化.首先以Plackett-Burman实验设计优化筛选出3个主要影响因子:胰蛋白胨、甘油、MgSO4;随后以Box-Behnken中心组合设计建立上述3个因子对OD600和NMN转移酶活力水平的数学模型;最后通过满意度函数获得最佳发酵条件为:酵母粉30 g/L,胰蛋白胨10.5 g/L,甘油3.49 mL/L,MgSO40.45 g/L,K2 HPO440.5 g/L,KH2 PO46.0 g/L,NH4 Cl 1.5 g/L,NaCl 0.6 g/L,接种量1.5%,诱导时间12 h.在该优化条件下,菌体生长和产酶水平均获得了显著的提升.重组NMN转移酶的活力水平从8.85 U/mg提高到15.48 U/mg,菌体生长量OD600从4.85提高到6.01,提高幅度分别为74.92%和23.92%.     

水产动物益生菌乳酸杆菌LH发酵工艺的研究

目的从生产实际出发,对1株高效乳酸杆菌（Lactobacillus spp）LH进行液体发酵培养基优化及发酵条件研究。方法通过碳源、氮源、无机盐、促生长素等单因子筛选及正交试验设计获得以下最佳培养基：糖蜜12 g/L,酵母膏5 g/L,蛋白胨1 g/L,葡萄糖4 g/L,玉米浆3 g/L,乙酸钠5 g/L,NaC l 5 g/L,K2HPO42.5 g/L,KH2PO42.5 g/L,MgSO40.5g/L,MnSO40.25 g/L。在此培养基上研究了该菌株最佳发酵条件。结果培养基初始pH 6.0,接种量2%（v/v,相对装液量）,500 m l三角瓶中装液量为500 m l,发酵温度为30～35℃,静置培养。在最佳培养条件下,LH活菌量达到1.74×10^9CFU/m l。结论通过活菌平板计数法测定了乳酸杆菌LH生长曲线,24 h为最佳种龄,生产收获时间是36 h。     

响应面法优化毛霉菌发酵培养基

采用响应面分析方法优化毛霉菌B的发酵培养基,首先通过单因素试验筛选出葡萄糖为最适碳源,酵母膏和玉米浆为最适氮源,用Plackett—Burman试验对葡萄糖、酵母膏、玉米浆、MgSO4、FeSO4、NILCl/、HPO4进行评估并筛选出具有显著效应的3个因素：葡萄糖、酵母膏、玉米浆,再通过最陡爬坡试验逼近其最大响应区域,最后采用Box—Behnken试验对其用量进行优化,得到毛霉菌最佳发酵培养基（g/L）：葡萄糖51．54,酵母膏5．22,玉米浆14．31,MgSO40．5,FeSO40．1,NH4Cl3,k2HPO43,pH6．0～6．5。培养基优化后,毛霉生物量由23．51g／L提高至31．13g/L,比对照组提高32．41％,腺嘌呤转化率由53．59％提高至59．97％,ATP产率由6．56g／L提高至7．34g／L,比对照组提高11．89％。     

Development and characterization of butanol — Resistant strain ofClostridium acetobutylicum in molasses medium

The production of acetone—butanol—ethanol solvents from cane molasses by locally isolated culture ofClostridium acetobutylicum was limited by butanol toxicity (1.6 mol/L). The butanol tolerance of the isolated culture was increased up to 4.8 mol/L by a serial enrichment method. The butanol-resistant strain had greater efficiency for the conversion of saccharides to mixed solvents and produced 52% more butanol at the expense of acetone and ethanol than the original strain. Moreover, the fermentation profile of parent and butanol-resistant strains in anerobic fermentation of cane molasses demonstrated the superiority of the latter in terms of growth rate, time of onset of butanol production, sugar utilization, final butanol concentration and other parameters.     

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。     

苏云金杆菌ZLL13晶体蛋白分析及其菌糠液态培养基的优化

食用菌栽培废料,简称菌糠(spent mushroom substrate, SMS)是食用菌栽培和生产的残留物,其含有丰富的甲壳素、木质纤维和蛋白质等,可为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)的生长提供所需的营养物质。本研究以优化后的前处理条件制备的菌糠浸提液(2%硫酸, 121℃, 1 h)作为主要碳源,通过单因素试验、Plackett-Burman设计、最陡爬坡和响应面分析等方法来优化最佳培养基组分,结果表明,54%SMS浸提液,31.9 g/L大豆饼粉、0.88 g/L CaCO3、0.4 g/L MnSO4、0.5 g/L K2HPO4和0.4 g/L吐温100为最佳培养基配方,且优化后培养基(1.8×108/mL)产生的孢子数是原始SMS培养基(0.065×108/mL)的27倍,这不仅为菌糠的二次利用提供一种新的有效方法,而且也可以大大降低生产Bt所需要的发酵成本,具有良好的应用前景。     

响应面法优化黑曲霉产异淀粉酶的培养条件

在液态发酵条件下,采用单因素实验确定了Aspergillus niger PZ331产异淀粉酶的最适碳源和氮源,分别为蔗糖和硝酸铵。在上述基础上利用Plackett-Burman设计对影响产异淀粉酶的因素进行评价,并筛选出硝酸铵、接种量、培养温度3个主要因素;继而利用响应面设计优化了最佳硝酸铵浓度、接种量和培养温度。最终确定了最优培养条件为：蔗糖10 g/L,硝酸铵10 g/L,磷酸氢二钾3 g/L,硫酸亚铁0.01 g/L,硫酸镁1 g/L,起始p H值4.2;接种量2%（孢子浓度为107cfu/m L）,30℃培养72 h,酶活达137.3μ/m L;比基础培养基的提高了1.71倍左右。     

Enhanced poly(L-malic acid) production from pretreated cane molasses by Aureobasidium pullulans in fed-batch fermentation

Poly(L-malic acid) (PMA) is a natural polyester with many attractive properties for biomedical application. However, the cost of PMA production is high when glucose is used as a carbon source. To solve this problem, cane molasses as a low-cost feedstock was applied for the production of PMA. Six pretreatment methods were applied to cane molasses before fermentation. Pretreatment with combined tricalcium phosphate, potassium ferrocyanide, and sulfuric acid (TPFSA) removed significant amounts of metal ions from cane molasses. The PMA concentration increased from 5.4?g/L (untreated molasses) to 36.9?g/L (TPFSA-pretreated molasses) after fermentation in shake flasks. A fed-batch fermentation strategy was then developed. In this method, TPFSA-pretreated cane molasses solution was continuously fed into the fermentor to maintain the total sugar concentration at 20?g/L. This technique generated approximately 95.4?g/L PMA with a productivity of 0.57?g/L/hr. The present study indicated that fed-batch fermentation using pretreated cane molasses is a feasible technique for producing high amounts of PMA.