碳源和氮源对5-酮基-葡萄糖酸生成的影响

氧化葡萄糖杆菌Gluconobacter oxydans可以将葡萄糖氧化成葡萄糖酸,并进一步氧化成2-酮基-葡萄糖酸(2KGA)和5-酮基-葡萄糖酸(5KGA),其中5KGA在催化剂的作用下能够转化为L(+)-酒石酸。为了提高5-酮基-葡萄糖酸产量,以仅生成5KGA的氧化葡萄糖杆菌Gluconobacter oxydans HGI-1为出发菌株,研究不同碳源(蔗糖、乳糖、麦芽糖、淀粉、葡萄糖)和有机氮源(酵母浸粉、鱼粉、玉米浆、黄豆饼粉、棉籽饼粉)对5KGA产量的影响。500 mL摇瓶试验结果表明,当葡萄糖浓度为100 g/L时,5KGA产量最高为98.20 g/L;当有机氮源为酵母浸粉、鱼粉和玉米浆,其添加量的蛋白含量为1.60%时,5KGA产量分别为100.20 g/L、109.10 g/L和99.83 g/L,其中,使用鱼粉的5KGA产量最高,使用玉米浆的5KGA产量比酵母浸粉略低。出于经济考虑,文中选择玉米浆作有机氮源,并在5 L发酵罐中进行分批发酵放大试验,5KGA的产量为93.80 g/L,最大生成速率为3.48 g/(L·h),平均生成速率为1.56 g/(L·h)。结果表明,葡萄糖和玉米浆分别为Gluconobacter oxydans HGI-1规模化生产5KGA的最适碳源和氮源,可利用葡萄糖几乎全部(85.93%)转化为5KGA。     

链霉菌ε-聚赖氨酸发酵过程中的氧化胁迫效应

【目的】探究ε-聚赖氨酸(ε-PL)产生菌对p H和ε-PL的耐受性、氧化胁迫与ε-PL合成之间的关系。【方法】选取3株ε-PL产生菌Streptomyces sp.AF3-44、Streptomyces sp.AS32和Streptomyces albulus F15,比较其在发酵性能、p H和ε-PL耐受性以及抗氧化胁迫能力上的差异,并对菌株发酵过程的活性氧成因进行分析。【结果】在3株菌中AF3-44具有最强的p H和ε-PL耐受性及抗氧化胁迫能力,因而在发酵后期能够保持良好的细胞活性和最高的ε-PL浓度;ε-PL引起的氧化胁迫主要发生在发酵前期,而发酵中后期氧化胁迫的产生主要由酸性p H导致。【结论】提高链霉菌ε-PL发酵过程中的抗氧化胁迫能力,可提升菌体活力和发酵水平。     

美Synergen公司开发白细胞介素-1抑制剂

美国Synergen公司(科罗拉多州博尔德)和H-L Roche公司(新泽西州纳特利)签订了共同开发白细胞介素-1抑制剂(IL-li)的协议。该抑制剂是一种新发现的蛋白质,看来能控制炎症,可用来治疗类风湿关节炎和其它炎性疾病。同时,Synergen公司还将开始对一种血管形成蛋白质——rDNA碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)进行第一批人类试验,安全性试验将在有局部溃疡的病人中进行。由于FGF有刺激新血管生长的能力,Synergen, California Biotechnology(加利福尼亚州芒亭维尤)和另外几家公司都在开发它,作为创伤治疗剂。此外,这种蛋白质似乎还有保护     

8-氧化咖啡因和嘧啶类生物碱在普洱熟茶中的存在

应用柱层析分离技术,从普洱熟茶中首次分离到8-氧化咖啡因,嘧啶类生物碱(胸腺嘧啶脱氧核苷、胸腺嘧啶和尿嘧啶) ,黄酮类配糖体(黄杞甙) ,以及简单酚类化合物(1 ,2 ,4-苯三酚、1 ,3-苯二酚和4-甲基-1 ,2-二苯酚)。由于普洱熟茶是由大叶茶经微生物后发酵生产的, 8-氧化咖啡因显然是茶叶中的咖啡因在微生物作用下形成的转化产物。胸腺嘧啶脱氧核苷亦可能是茶叶中的嘧啶类生物碱与微生物中的核苷类化合物在后发酵过程中缩合形成的。二者均为新发现的普洱熟茶的特征性成分。     

pH对克雷伯氏菌1,3-丙二醇合成关键酶酶活及发酵特性的影响

在5 L发酵罐进行甘油脉冲流加发酵,分析了不同pH值对克雷伯氏肺炎杆菌发酵特性的影响,pH 6.5为菌体最佳生长条件,克雷伯氏肺炎杆菌合成1,3-丙二醇的产量最高。在1,3-丙二醇合成速率较大的对数中前期,进行甘油脉冲流加发酵,提高甘油浓度促进甘油脱水酶、1,3-丙二醇氧化还原酶和甘油脱氢酶活性。不同pH值的脉冲试验表明,甘油脱水酶,2,3-丁二醇脱氢酶比酶活随着pH值的升高而升高,1,3-丙二醇氧化还原酶,乳酸脱氢酶比酶活在pH6.5最高,因此偏酸性的发酵条件和对数期维持一定的甘油浓度能够促进1,3-丙二醇的合成。     

1, 3-丙二醇发酵过程中盐浓度的胁迫作用

通过对克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)甘油发酵生产1, 3-丙二醇(1, 3-PD)过程的研究发现, 盐浓度对 1, 3-PD发酵有胁迫作用。盐浓度较低时, 菌体生长和产物生成均维持较高速率; 盐浓度较高时会导致菌体生长减慢, 1, 3-PD最终浓度, 甘油到1, 3-丙二醇的转化率降低, 同时1, 3-丙二醇氧化还原酶受到抑制。在5 m3罐中控制合适的盐浓度可以提高1, 3-PD的发酵水平, 使1, 3-PD的最终浓度达到64 g/L, 转化率61%, 生产强度2.1 g/(L·h)。     

1, 3-丙二醇发酵过程中盐浓度的胁迫作用

通过对克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)甘油发酵生产1, 3-丙二醇(1, 3-PD)过程的研究发现, 盐浓度对 1, 3-PD发酵有胁迫作用。盐浓度较低时, 菌体生长和产物生成均维持较高速率; 盐浓度较高时会导致菌体生长减慢, 1, 3-PD最终浓度, 甘油到1, 3-丙二醇的转化率降低, 同时1, 3-丙二醇氧化还原酶受到抑制。在5 m3罐中控制合适的盐浓度可以提高1, 3-PD的发酵水平, 使1, 3-PD的最终浓度达到64 g/L, 转化率61%, 生产强度2.1 g/(L·h)。     

L-山梨糖流加发酵高效生产2-酮基-L-古龙酸

实验充分利用混合菌系氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans)和蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)混合发酵的优良特性,通过在发酵过程中间歇流加L-山梨糖的方法,实现了在自动控制温度、pH和溶氧的条件下,高效发酵L-山梨糖生成2-酮基-L-古龙酸(2-KLG)的目的。结果表明：当将L-山梨糖的终浓度调高到14％(w／v)时,2-KLG产量为130mg／mL左右,转化率达90％,发酵周期40—60h之间。结论：发酵过程中间歇流加L-山梨糖可以解除高浓度糖对产酸的抑制作用,提高了糖的转化率,但是发酵周期略有延长。     

用带有α-乙酰乳酸脱羧酶编码基因的固定化酵母生产啤酒

啤酒酵母VTT-A-88085(A-85)是含有α-乙酰乳酸脱羧酶(α-ALDC)基因的试验菌株。它是由深层发酵啤酒酵母VTT-A-63015(A-15)菌株构建的转化子。A-85是一株整合菌昧,即α-ald基因插入到酵母染色体DNA上,因此比用质粒转化得到的转化子更稳定。转化子产生的α-ALDC酶可直接把α-乙酰乳酸转化成乙偶姻而不形成双乙酰,因此可以免除或缩短常规啤酒发酵所需的冗长的后期发酵。     

诱导法发酵少根根霉γ-亚麻酸的研究

采用添加GLA前体物的方法,通过正交试验、利用液体发酵技术对少根根霉(Rhizopus arrhizu)进行诱导,研究其产生γ-亚麻酸的最佳发酵条件,检测γ-亚麻酸的含量及收率。结果表明:辅酶A以前体物的形式,诱导少根根霉发酵向有利于γ-亚麻酸产生的方向进行,从而提高了γ-亚麻酸的含量;而ATP则以能量供给体的形式,极大地促进了生物量的增加。最终确定了发酵法生产γ-亚麻酸的最佳条件。     

2-氧代-4-苯基丁酸乙酯还原酶产生菌筛选及产酶条件

研究了利用生物催化不对称还原的方法制备(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯[(R)-HPBE]。以2-氧代-4-苯基丁酸乙酯(OPBE)为底物,通过对实验室保藏菌株进行筛选,得到一株产物立体选择性较高的菌株G2ndida krusei SW2026,并对其发酵产酶条件进行研究。其最适的发酵培养基组成为4.5%葡萄糖,3%蛋白胨,1.5%牛肉膏,0.05%Mn~(2+);适宜的产酶发酵条件为初始pH 6.0,温度28℃,摇床转速180 r/min,发酵周期48 h。将此条件下发酵培养的菌体用于OPBE的不对称还原反应,产物(R)-HPBE的对映体过量值(e.e.)可达97.33%,产率最高达到72.54%。     

酿酒酵母by1.1b产D-(-)-扁桃酸脱氢酶的发酵条件优化

对一株产D-(-)-扁桃酸对映选择性脱氢酶的酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae sp. strain by1.1b)发酵产酶条件进行了优化。研究各种碳源、氮源及无机盐对产酶的影响, 应用正交试验优化发酵培养基组成, 结果为: 蛋白胨 60 g/L, 麦芽糖 30 g/L, MgSO4 0.5 g/L, ZnSO4 0.01 g/L, KCl 1.0 g/L。优化后酶产量提高了7.9倍(由2.56 U/mL增至20.21 U/mL)。摇瓶培养最佳条件为: 装液量40 %, 发酵pH 6.5, 接种量10 %, 发酵温度30 ℃。考察了细胞生长及产酶的时间进程, 最佳培养时间为25 h。     

产β-甘露聚糖酶菌株的筛选鉴定及产酶条件的优化

利用刚果红染色法从土壤中筛选到一株产β-甘露聚糖酶的菌株MY271,该菌株经形态学、生理生化及系统发育学方法鉴定为路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii)。该菌株在初始条件下培养48 h,发酵上清液中β-甘露聚糖酶酶活可达2.87 U/m L。利用单因素试验对该菌产酶发酵条件进行优化以提高酶活,优化所得最佳发酵条件为:接种量9%,装液量50 m L/250 m L,初始p H7.0,发酵温度31℃,发酵周期48 h。最佳碳源为魔芋精粉(添加量0.8%),最佳氮源为蛋白胨(添加量1.9%)。在最佳条件下发酵48 h,发酵上清液中β-甘露聚糖酶活提升到38.42 U/m L,是优化前的13.4倍。     

α-氯丙酸脱卤酶发酵动力学模型

对α-氯丙酸脱卤酶发酵动力学进行了研究。基于Logistic方程和Luedeking-Piret方程,得到了描述Pseudomonas W20菌发酵过程菌体生长、α-氯丙酸脱卤酶生成及基质消耗的动力学数学模型和模型参数,对试验数据与模型进行了验证比较,模型计算值与试验结果拟合良好,平均相对误差大部分小于10%;对脱卤酶反应动力学进行了研究,结果表明脱卤酶的脱卤反应基本符合米氏方程,并求得最大反应速率V_(max)=1.11×10~(-5)mol/(g·min),表观米氏常数K_m=3.72×10~(-3)mol/L。     

黑曲霉固态发酵苹果渣生产木聚糖酶与β-甘露聚糖酶

[目的]采用黑曲霉固态发酵苹果渣生产木聚糖酶与β-甘露聚糖酶,以降低生产成本,同时提高苹果渣的综合利用水平。[方法]采用单因素试验和响应面法对固态发酵工艺进行优化。[结果]培养基最佳组成为苹果渣60%(W/W)、棉粕40%(W/W)、(NH4)2SO41.36%(W/W)、KH2PO40.076%(W/W)、初始含水量55.6%(W/W),最佳培养温度为27.5℃;在所优化的条件下发酵48h,木聚糖酶活力可达5736 U/g,β-甘露聚糖酶活力可达896.24 U/g;培养物中自由棉酚残留量为24.6μg/g,低于饲料中自由棉酚的安全标准。[结论]采用黑曲霉固态发酵苹果渣生产木聚糖酶与β-甘露聚糖酶是可行的,发酵产物可用作饲料添加剂。     

枯草芽孢杆菌产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的响应面优化

【目的】采用响应面法(RSM)优化枯草芽孢杆菌5 L发酵罐产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的发酵条件。【方法】利用Box-Behnken设计和方差分析。【结果】获得最佳发酵条件为:转速、通气量和培养基pH分别为500 r/min、1.05 vvm和5.08,发酵时间仅为22 h产β-1,3-1,4-葡聚糖酶活力达2 294.4 U/mL。【结论】实验结果表明响应面法优化5 L发酵罐发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的条件合理可行。     

酿酒酵母by1.1b产D-(-)-扁桃酸脱氢酶的发酵条件优化

对一株产D-(-)-扁桃酸对映选择性脱氢酶的酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae sp.strain by1.1b)发酵产酶条件进行了优化.研究各种碳源、氮源及无机盐对产酶的影响,应用正交试验优化发酵培养基组成,结果为:蛋白胨60 g/L,麦芽糖30 g/L,MgSO4 0.5 g/L,ZnSO4 0.01 g/L,KCl 1.0 g/L.优化后酶产量提高了7.9倍(由2.56 U/mL增至20.21 U/mL).摇瓶培养最佳条件为:装液量40%,发酵pH 6.5,接种量10%,发酵温度30℃.考察了细胞生长及产酶的时间进程,最佳培养时间为25 h.     

Bacillus subtilis BE-91生长及其胞外表达β-甘露聚糖酶的发酵条件优化

【目的】优化枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) BE-91生长及其胞外表达β-甘露聚糖酶的发酵条件。【方法】对影响菌株生长和发酵的主要因素(C源、N源、起始pH、温度等)进行单因素试验后,采用正交试验法研究B. subtilis BE-91生长培养条件和摇瓶发酵条件的优化组合。【结果】优化生长条件为：0.3%牛肉膏、0.2%酵母膏、0.1%葡萄糖、0.4%魔芋精粉、0.5% NaCl,初始pH 6.0、培养温度35 °C;胞外表达β-甘露聚糖酶活力的摇瓶发酵条件优化组合为：0.7%魔芋精粉、0.4%大豆蛋白胨、0.1% (NH4)2SO4、0.5% NaCl,发酵温度35 °C和起始pH 6.0;优化条件下发酵10 h,β-甘露聚糖酶活力最高达432.4 IU/mL,比国内外已有相关菌株报道的发酵时间缩短了14?86 h,最高酶活力提高了5倍以上。【结论】B. subtilis BE-91生长与发酵周期短、胞外表达β-甘露聚糖酶的活力高,是酶制剂产业具有重大开发价值的菌种资源。     

高产光学纯(R,R)-2,3-丁二醇工程菌株构建与发酵优化

[目的]构建能够专一性合成光学纯(R,R)-2,3-丁二醇的大肠杆菌工程菌,并进行发酵条件优化。[方法]将来源于多粘芽孢杆菌的(R,R)-2,3-丁二醇脱氢酶基因bdh,来源于阴沟肠杆菌的α-乙酰乳酸合成酶基因bud B和α-乙酰乳酸脱羧酶基因bud A与表达载体p Tr C99A连接,导入大肠杆菌中构建人工合成途径。筛选最适的培养基和发酵条件,提高(R,R)-2,3-丁二醇的产量、产率和得率。[结果]获得高效合成(R,R)-2,3-丁二醇的工程菌株GXASB,筛选到最适碳源及其浓度为120 g/L木薯淀粉,最适pH为6.5,最适接种量为10%,在发酵罐中进行同步糖化法发酵,(R,R)-2,3-丁二醇产量达到105.28 g/L,光学纯为99.1%,得率为0.47 g/g,生产强度为1.95 g/(L·h)。[结论]在大肠杆菌中表达基因簇bud B-bud A-bdh能够专一性合成光学纯(R,R)-2,3-丁二醇,经优化发酵条件后,能够显著提高(R,R)-2,3-丁二醇的合成效率。同时工程菌能够利用非粮原料木薯淀粉高效生产(R,R)-2,3-丁二醇,补料发酵产量达到105.28 g/L,为使用廉价原料工业化生产(R,R)-2,3-丁二醇提供参考。     

一株1,3-丙二醇生产菌的分离鉴定及其发酵特性

从活性污泥中分离筛选得到一株能代谢甘油生产1,3-丙二醇(1,3-PD)的菌株2-1,通过形态学鉴定、生理生化试验、16S rRNA序列分析对菌株分类学地位进行鉴定,用MEGA 4.1软件构建的系统发育树显示菌株2-1与Klebsiella pneumoniae(CP001891)的亲缘关系最近。16S rDNA序列同源性比较发现,菌株2-1与模式菌株同源率为95.4%,疑似为新种。对菌株2-1在5 L发酵罐中进行发酵特性研究,分批补料发酵时得到较高的1,3-PD终浓度,达到63.5 g/L,此时生产强度为2.19 g/(L.h),底物转化率0.64 mol/mol。