枯草芽孢杆菌突变株XLG-51产中温α-淀粉酶发酵条件优化

通过单因素实验和响应面分析对枯草芽孢杆菌XLG-51产中温α-淀粉酶的发酵产酶条件进行优化,实验结果表明:(1)种子最佳接种时间为对数后期(种龄20 h);(2)玉米粉和豆饼粉为发酵培养的最佳碳氮源;(3)通过对C/N(玉米粉:豆饼粉)、接种量和发酵液初始p H值这3个关键因素进行三因素三水平的响应面实验设计,优化得枯草芽孢杆菌XLG-51产中温α-淀粉酶的最优发酵条件为:C/N为3.76∶1,接种量为10.46%,初始发酵p H为6.54。经过三批次发酵实验验证,最优条件下产酶活性提高至6 897 U/m L,发酵周期缩短至66 h,生产强度达到104.5 U/(m L·h),较优化前提高27.3%。     

一株产苝醌类光敏剂丝状真菌AL18的液体发酵工艺研究

为研究一株丝状真菌AL18产艹北醌类光敏剂的液体发酵工艺。以马铃薯综合培养基为发酵培养基,采用单次单因素实验法,研究了液体摇瓶培养条件对艹北醌类光敏剂产量的影响。实验结果表明:液体摇瓶最适培养条件为250ml三角瓶装液量40ml,接种量7.5%,接种种龄40h,初始pH5.75,摇床转数180r/min,30℃振荡培养48h。在此培养条件下,采用单因素法筛选了发酵培养基中的碳源、氮源和无机离子,选用L9(34)对筛选到的绵白糖(A)、蛋白胨(B)、蚕蛹粉(C)、CuSO4.5H2O(D)进行了正交试验。经优化后的发酵培养基配方为:马铃薯200g/L,绵白糖30g/L,蛋白胨3g/L,蚕蛹粉12.5g/L,磷酸二氢钾1g/L,硫酸镁0.5g/L,硫酸铜0.05g/L,VB1100mg/L。对此发酵培养基配方进行了5次验证实验,艹北醌类光敏剂的平均产量为1.21g/L。     

药用真菌桑黄液体深层发酵条件的优化

以菌丝体生物量和多糖产量为主要指标,对桑黄(鲍氏层孔菌)的深层发酵条件进行了优化,通过单因素试验和四因素三水平正交试验筛选出了桑黄液体发酵的培养基,结果表明,最适培养基为:葡萄糖5g/L,玉米粉40g/L,豆饼粉20g/L,KH2PO41.5g/L,MgSO41g/L。进一步通过培养条件的优化,得到最适菌丝体生长的液体发酵条件为:培养温度28℃,摇床转速140r/min,pH值自然,接种量10%,装液量100mL(250mL三角瓶),发酵周期132h。     

产琥珀酸工程菌株的发酵工艺条件优化

对实验室构建的产琥珀酸大肠杆菌工程菌株(E.coliQZ1111)进行发酵工艺条件研究。以AM1低盐培养基为基础,研究不同C、N源及其质量浓度,培养基初始pH和发酵温度等因素对琥珀酸的影响,并在5L发酵罐中进行了补料-分批发酵实验。优化后的发酵条件为葡萄糖20g/L,玉米浆10g/L,pH6.4,发酵温度37℃。在5L发酵罐中培养,琥珀酸产量达到47.9g/L。     

响应曲面法优化灵芝廉价型深层发酵培养基的研究

为了获得生产用廉价型灵芝发酵培养基,采用中心组合旋转设计法和响应曲面法对低成本培养基组分进行了优化。优化的四个组分为玉米粉(x1)、麸皮粉(x2)、豆饼粉(x3)和蔗糖(x4)。结果表明,灵芝菌体发酵和多糖发酵的培养基预测模型分别为:Y1=15.1–0.31x1–0.34x2+0.36x3–0.44x4–1.26x12–1.98x22–0.85x32–1.15x42–0.59x2x3和Y2=2.0–0.08x1–0.08x2+0.04x3–0.09x4–1.13x12–0.33x22–0.08x32–0.16x42–0.16x2x3–0.10x1x4。从中获得菌体发酵的最优配方为:玉米粉19.7g/L,麸皮粉11.3g/L,豆饼粉6.3g/L,蔗糖19.5g/L;多糖发酵的最优配方为:玉米粉19.6g/L,麸皮粉11.0g/L,豆饼粉6.7g/L,蔗糖19.1g/L。150L发酵罐中试放大结果表明,灵芝菌体的产量为16.92g/L,多糖产量为1.86g/L。所得培养基为灵芝产品的高效低成本生产提供了基础。     

碱预处理玉米芯米根霉同步糖化发酵产富马酸

以碱预处理玉米芯渣为原料,采用单因素优化方法优化米根霉同步糖化发酵产富马酸。在此基础上,研究米根霉利用碱预处理玉米芯渣的同步糖化发酵,并与纯糖发酵进行对比。结果表明:在50 g/L底物、(NH4)2SO4质量浓度0.71 g/L、纤维素酶用量20 FPIU(以1 g纤维素计)、Ca CO3加入量30 g/L、接种量10%(体积分数)和装液量50 m L的条件下,米根霉同步糖化发酵过程产富马酸13.78 g/L,而纯糖发酵富马酸生成量仅6.21 g/L。     

一株苝产醌类光敏剂丝状真菌AL18的液体发酵工艺研究

为研究一株丝状真菌AL18产苝醌类光敏剂的液体发酵工艺.以马铃薯综合培养基为发酵培养基,采用单次单因素实验法,研究了液体摇瓶培养条件对苝醌类光敏剂产量的影响.实验结果表明液体摇瓶最适培养条件为250ml三角瓶装液量40ml,接种量7.5%,接种种龄40h,初始pH5.75,摇床转数180r/min,30℃振荡培养48h.在此培养条件下,采用单因素法筛选了发酵培养基中的碳源、氮源和无机离子,选用L9(34)对筛选到的绵白糖(A)、蛋白胨(B)、蚕蛹粉(C)、CuSO4·5H2O(D)进行了正交试验.经优化后的发酵培养基配方为马铃薯200g/L,绵白糖30g/L,蛋白胨3g/L,蚕蛹粉12.5g/L,磷酸二氢钾1g/L,硫酸镁0.5g/L,硫酸铜0.05g/L,VB1 100mg/L.对此发酵培养基配方进行了5次验证实验,苝醌类光敏剂的平均产量为1.21g/L.     

甘蔗渣固态发酵产纤维素酶

以甘蔗渣和麸皮混合作为固态发酵产酶培养基,采用单因素优化实验对里氏木霉固态发酵产纤维素酶进行优化。结果表明,在50 m L体系培养基中,在底物绝干原料5.2 g、甘蔗渣与麸皮质量比7∶3、氮源((NH4)2SO4)7.5 g/L、产酶诱导物1.6 g/L、表面活性剂(聚乙二醇PEG6000)0.1 g、发酵起始p H 4.4、培养基中里氏木霉孢子接入量5×105个的条件下,温度30℃时发酵120 h,里氏木霉固态发酵产纤维素酶的酶活达76.39 IU/g,是起始优化前20.29 IU/g的3.76倍。     

响应面法优化α-蒎烯发酵培养基

利用响应面法对α-蒎烯发酵培养基进行优化。先利用单因素实验法筛选出MD牛肉粉为最有利于发酵产α-蒎烯的N源。此后用Plackett-Burman(P-B)实验方法对相关影响因素效应进行评估,筛选出有显著效应的3个因素:柠檬酸用量、牛肉粉用量以及培养基初始pH。然后用最陡爬坡实验逼近以上3因素最优水平。最后由中心组和实验设计法及响应曲面分析法确定主要因素的最佳条件。在优化后的培养条件下,发现α-蒎烯产量从1.710mg/L提升到7.053 mg/L,发现产量提高了3倍左右。     

营养因子对苏云金芽胞杆菌4.0718 产杀虫蛋白Cry1和Cry2的影响

为了提高杀虫蛋白Cry1和Cry2产量,首先采用Plackett-Burman设计筛选出发酵培养基中影响苏云金芽胞杆菌4.0718表达毒蛋白Cry1的显著性因子为黄豆饼粉和MnSO4·H2O,Cry2的产量在该配方中无显著性影响因子.然后利用最速上升实验逼近Cry1最大产出区域,找到后续试验中心点.最后通过响应面优化得到黄豆饼粉和MnSO4·H2O的最佳浓度为11.5 g/L和0.02 g/L,使Cry1和Cry2产量分别达到0.32 mg/mL和0.11 mg/mL,比原优选配方产量提高了两倍多.该优化配方发酵液对棉铃虫的半致死浓度(LC50)为1.09 μL/mL,杀虫活性比原优化配方显著提高.     

响应面法优化多杀菌素发酵培养基的研究

采用响应面分析方法,对刺糖多孢茵（Saccharopolyspora spinosa）H-2产多杀菌素的发酵培养基进行优化研究。运用单因子试验筛选出葡萄糖和棉籽粉为最适碳源和氮源,通过Plack—ett—Burman设计试验,对影响发酵培养基的8个相关因子进行评估并筛选出具有显著效应的4个因子：葡萄糖、棉籽粉、黄豆饼粉及玉米浆。通过最陡爬坡实验逼近以上4个因子的最大响应区域后,采用Box-Behnken响应面分析法,确定发酵产多杀菌素最佳培养基为葡萄糖64．5g,麦芽糖20g,玉米浆2g,大豆油40g,棉籽粉25g,黄豆饼粉2．4g,蛋白胨25g,CaCO35g,定容至1L,pH7．0。培养基优化后多杀菌素产量由278．1mg／L提高到508．7mg／L,比初始多杀茵素产量提高了1．83倍。     

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。     

戊糖乳杆菌发酵培养基氮源条件的优化

对戊糖乳杆菌发酵培养基的氮源条件进行了优化。通过单因素实验及响应面分析优化利用木糖高产乳酸的戊糖乳杆菌发酵培养基的不同氮源组合。优化得到的牛肉膏与柠檬酸氢二铵复合的最佳组成为牛肉膏17.72 g/L,柠檬酸氢二铵1.91 g/L,得到乳酸实际最大产量42.37 g/L。添加玉米浆与酵母粉和无机氮源复合的最佳组成为玉米浆46.54 g/L,酵母粉21.95 g/L,柠檬酸氢二铵9.95 g/L,可得到乳酸最大产量41.06 g/L。通过响应面优化减少了有机氮源的种类。牛肉膏与柠檬酸氢二铵的复合得到了更高的乳酸产量,且减少了有机氮源用量,节约了成本。玉米浆与酵母粉的复合解决了单一玉米浆造成的木糖利用速率过低的问题,同样得到较高浓度的乳酸。     

林可霉素生物合成培养基的优化

以花生粉和棉籽蛋白粉取代了原培养基中的黄豆饼粉,采用响应面法对林可霉素产生菌的发酵培养基进行了优化.首先通过单因素试验及正交实验确定替代氮源及其浓度,采用Plackett-Burman实验分析各因素的主效应,选出对响应值影响较大的3个因素,即花生粉、K2HPO4和玉米浆.对这些因素做爬坡实验,确定三个重要因素的中心点浓...     

High-yield cellulase production by Trichoderma reesei ZU-02 on corn cob residue

Cellulase production using corn cob residue from xylose manufacture as substrate was carried out by Trichoderma reesei ZU-02. It was found that on the same cellulose basis, the cellulase activity and yield produced on corn cob residue were comparable with that on purified cellulose. Under batch process, the optimum concentration of substrate was 40 g/l and the optimum C/N ratio was 8.0. In 500 ml flasks, cellulase activity reached 5.25 IU/ml (213.4 IU/g cellulose) after seven days' cultivation. In a 30 m(3) stirred fermenter for large scale production, cellulase and cellobiase activity were 5.48 IU/ml (222.8 IU/g cellulase) and 0.25 IU/ml (10.2 IU/g cellulose), respectively, after four days' submerged fermentation. The produced cellulase could effectively hydrolyze the corn cob residue, and the yield of enzymatic hydrolysis reached 90.4% on 10% corn cob residue (w/v) when the cellulase dosage was 20 IU/g substrate.     

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％。     

响应面分析优化产木聚糖酶毕赤酵母基因工程菌培养条件

研究不同碳源、氮源和无机盐对毕赤酵母AX181菌株产木聚糖酶的影响。实验表明,分别采用葡萄糖和玉米浆干粉为碳源和氮源可以明显提高木聚糖酶的产量。无机盐单因子优化实验显示添加适量的（NH4）2SO4、KH2PO4、MnSO4·H2O、FeSO4·7H2O也可以部分提高木聚糖酶产量。在此基础上利用响应面法优化毕赤酵母产木聚糖酶培养基,利用12次实验的Plackett—Burman设计实验筛选出影响产木聚糖酶的3个主要因素,即玉米浆干粉、MnSO4·H2O和FeSO4·7H20。并进一步通过最陡爬坡路径逼近最大响应区域,采用中心组合实验设计确定最佳条件。优化后的产木聚糖酶培养基组分为（g/L）：葡萄糖40．00,玉米浆干粉80．84,（NH4）2SO46．25,KH2PO41．25、MnSO4·H2O0．35,FeS04-7H2O1．31。培养基优化后,实际产酶2883．86u／mL,是优化前YPD培养基产酶的2．51倍。     

Production of Gluconobacter oxydans cells from low-cost culture medium for conversion of glycerol to dihydroxyacetone

Gluconobacter oxydans could be immobilized as a biocatalyst for the conversion of glycerol to dihydroxyacetone. To reduce the production cost, the cells were produced from agricultural byproducts. Corn meal hydrolysate and corn steep liquor were employed to replace of sorbitol and yeast extract as medium for G. oxydans cell production. The optimal medium contained 80 g/L reducing sugar, 25 g/L corn steep liquor, and 10 g/L glycerol. The cell mass was about 4.22 g/L and the glycerol dehydrogenase activity was about 5.23 U/mL. For comparison, the cell mass was about 4.0 g/L and the glycerol dehydrogenase activity was about 5.35 U/mL cultured in sorbitol and yeast extract medium. These studies shown the corn meal hydrolysate and corn steep liquor medium was similar in performance to a nutrient-rich medium, but the cost of production was only 15% of that cultured in sorbitol and yeast extract medium. It was an economical process for the production of G. oxydans cells as biocatalyst for the conversion of glycerol to dihydroxyacetone in industry.     

OPTIMIZATION OF FERMENTATION MEDIUM FOR ACETOIN PRODUCTION BY Bacillus subtilis SF4-3 USING STATISTICAL METHODS

To improve the acetoin-producing ability of Bacillus subtilis SF4-3, isolated from “natto,” a Japanese traditional food, the fermentation medium was optimized in shake-flask fermentation by statistically designed methods. Based on results of the single-factor experiment, orthogonal experiment, and Plackett–Burman design, yeast extract, corn steep liquor, and urea were identified as showing significant influence on the acetoin production. Subsequently, the optimum combination of the three factors was investigated by the Box–Behnken design (BBD) of response surface methodology (RSM) in order to further enhance the acetoin production. The maximum acetoin yield of 45.4 g/L was predicted when the concentrations of yeast extract, corn steep liquor, and urea were 8.5 g/L, 14.6 g/L, and 3.8 g/L, respectively. The results were further confirmed in triplicate experiments using the optimized medium (glucose 160 g/L, yeast extract 8.5 g/L, corn steep liquor 14.6 g/L, urea 3.8 g/L, manganese sulfate 0.05 g/L, ferrous sulfate 0.05 g/L), and an acetoin yield of 46.2 g/L was obtained in the validation experiment, which was in agreement with the prediction. After the optimization of medium components, an increase of 36.28% in acetoin production was achieved in comparison to that at the initial medium levels.     

采用玉米秸秆水解糖和玉米浆发酵生产丁二酸

研究了以玉米秸秆水解糖为碳源,不同氮源条件下琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenesSF-9的丁二酸发酵产酸能力。结果表明玉米浆可以替代酵母膏作为丁二酸发酵的廉价氮源。厌氧摇瓶丁二酸发酵单因素试验,得到在初糖浓度50 g/L时,玉米浆的较佳用量为20 g/L。在5 L搅拌罐上,考察了不同初始玉米秸秆水解糖浓度对A.succinogenes SF-9发酵生产丁二酸的影响,结果显示高初始秸秆糖浓度对琥珀酸放线杆菌的生长有抑制作用。采用补料分批发酵,发酵60 h丁二酸的产量达到42.7g/L,丁二酸产率82.7%,生产强度0.81 g/(L·h)。丁二酸的产量和生产强度较分批发酵有明显提高。