增广KALMAN滤波器在酵母菌发酵中的应用

在微生物发酵系统中存在着各种随机干扰,从而使实验测定值带有不可避免的误差。为清除与估算菌体浓度有关的三个实验测定变量,糖消耗遗率(SUR),氧消耗速率(OUR),二氧化碳释放速率(CPR)中干扰误差成分,应用增广Kalman滤波方法于菌体浓度的估算,有效地抑制了在菌体生长动力学的递推运算中造成的偏差积累,使估算结果能相应正确地模拟实际真值,从而较好地完善发酵实验数据处理方法。在运算过程中同时还得到菌体收率系数和维持能耗系数随发酵的变化规律。     

重组毕赤酵母产青霉素G酰化酶的分批发酵动力学研究

构建了重组毕赤酵母产青霉素G酰化酶的分批发酵动力学模型。实验考察了分批发酵过程中甘油消耗、甲醇浓度、菌体浓度、溶氧、补料时间对青霉素G酰化酶活力的影响。应用Matlab软件,对菌体生长、基质消耗和产物生成方程进行最优参数估算和非线性拟合,得到相应的动力学模型。模型的计算值与实验值能较好地拟合,表明所建模型能较好反映重组毕赤酵母产青霉素G酰化酶的分批发酵过程。     

十三碳二元酸发酵过程菌体生长期动力学模型及其应用

介绍了由十三碳烷烃生产十三碳二元酸的发酵过程,对其中的菌体生长期的代谢过程进行了分析。提出了以CO₂释放率判断菌体生长状况的方法,据此可确定进入产酸期的最佳时间．建立了菌体生长期底物消耗及菌体生长的动力学模型,对模型参数进行了回归估值。并对菌体生长期进行了拟合。结果表明,模型的计算值和实测值吻合得较好,平均相对偏差为2．4％。利用所建模型对菌体生长期进行多种操作条件下的模拟计算,结果表明,提高蔗糖浓度及初始菌体浓度均能显著地提高菌体生长期结束时的菌体浓度。     

植物乳杆菌多孔淀粉直接包埋工艺的研究

利用多孔淀粉的吸附特性,将植物乳杆菌包埋于多孔淀粉内,通过测定多孔淀粉对植物乳杆菌的包埋率,研究菌体浓度、多孔淀粉添加量、振荡转速、包埋温度、pH值、时间对包埋率的影响,确定最适包埋条件。结果表明:菌体浓度10~8cfu/mL,多孔淀粉添加量为2%,pH 6.0、20℃,200 r/min振荡处理40 min,在此条件下包埋率为79.5%,对包埋后的菌体进行喷雾干燥试验,其存活率较未包埋的从0.35%提高到29.5%。     

pH值对D-核糖发酵的影响及补料发酵的研究

研究了不同 pH值对D 核糖产量的影响。发酵初期pH自然下降时有利于菌体生长 ,菌体生长对数期较长 ,菌体质量浓度最高可达 15 .3g/L ;发酵中后期 pH值控制在 7.0时有利于D 核糖的持续合成 ,同时对D -核糖的流加补料发酵进行了初步研究 ,最终使菌体质量浓度最高达到 2 0 .1g/L ,D 核糖产量达到了 6 2 .5g/L。     

肺炎支原体培养镜下观察与其CCU相关性分析

建立肺炎支原体镜下观察分级标准,并与测定的CCU和实时荧光定量PCR测定结果进行关联,估算CCU。通过镜下观察肺炎支原体培养浓度和分布范围,确定其分级;采用CCU目测法和实时荧光定量PCR法测定肺炎支原体培养结果,使用等级相关分析方法 Kendall法及Spearman法进行相关性分析。结果显示,肺炎支原体镜下观察标准分为四级,与CCU及实时荧光定量PCR测定值进行关联,呈正相关。镜下观察肺炎支原体的分级越高,则测定的CCU与实时荧光定量PCR值就越高。同时发现菌液稀释104倍数时,各组实时荧光定量PCR测定值均较理想,可作为肺炎支原体培养的最佳培养稀释倍数。结果表明,在肺炎支原体培养过程中,可通过镜下观察估算其CCU,较为简便实用。     

用固定化弗劳地柠檬酸杆菌XP05从溶液中回收铂

比较了5种固定弗劳地柠檬酸杆菌XP05菌体的方法,其中明胶海藻酸钠包埋法为固定菌体的最佳方法。扫描电子显微镜观察表明,XP05菌体较均匀地分布于包埋基质中。固定化XP05菌体吸附Pt^4＋受吸附时间、固定化菌体浓度、溶液的pH值和Pt^4＋起始浓度的影响。吸附作用是一个快速的过程;吸附Pt^4＋的最适pH值为1.5;在50～250 mg P^4＋/L范围内,吸附量与Pt^4＋起始浓度成线性关系,吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型。在Pt^4＋起始浓度250 mg/L、固定化菌体2.0 g/L、pH 1.5和30℃条件下,振荡吸附60 min, 吸附量为35.3 mg/g。0.5 mol/L HCl能使吸附在固定化菌体上的Pt解吸98.7%。从废铂催化剂处理液回收铂的结果表明,在Pt^4＋起始浓度111.8 mg/L、固定化菌体4.0 g/L、pH 1.5和30℃条件下,振荡吸附60 min, 吸附量为20.9 mg/g。在填充床反应器中,在Pt^4＋起始浓度50 mg/L、流速1.2 ml/min、固定化菌体1.86 g的条件下,饱和吸附量达24.7 mg/g; 固定化XP05菌体经4次吸附解吸循环后吸附率仍达78％。     

嘧啶核苷磷酸化酶基因工程菌发酵条件的优化

目的:优化嘧啶核苷磷酸化酶(PyNPase)基因工程菌的发酵条件。方法:通过工程菌摇瓶培养、测定吸光度D值、凝胶灰度扫描分析表达量。结果:当起始pH值为7.0～7.2,以60/500mL的装液量、5%的接种量,于32℃培养3h,加入终浓度为0.2g/L的L-阿拉伯糖诱导6h后收获菌体,可得到较高的生物量和重组蛋白表达量。L-阿拉伯糖诱导开始时间和菌体收获时间对蛋白表达有显著影响。结论:为PyNPase结构研究和工业化生产奠定了基础。     

不同的底物流加方式对Alcaligenes faecalis发酵生产热凝胶的影响

目的：研究了在不同阶段、不同的底物流加方式及底物浓度对菌体生长和热凝胶合成的影响,并对粪产碱杆菌WX—C12（Alcaligenes faecalis）发酵生产热凝胶的补料工艺进行了优化。方法：15L发酵罐发酵生产热凝胶,改变培养基中氮源、碳源浓度及流加方式,测定残氮、残糖、菌体浓度及热凝胶产量的变化,确定较优的补料工艺。结果：在菌体生长阶段用氨水控制pH在7．0,可使培养基中氮源浓度维持相对稳定状态,且NH,a初始浓度较低（O．5gtL）更适合菌体生长;热凝胶合成阶段采用葡萄糖连续流加优于间歇补加培养。菌体浓度为11．9g／L时,热凝胶产量最高（72g／L）,产物得率Vp／s为78．8％;当菌体浓度再增加时,热凝胶产量反而下降。结论：确定了粪产碱杆菌发酵生产热凝胶的较优工艺条件,热凝胶产量最高为72g／L,比分批发酵28g/L增加了157％。     

柿叶黄酮对BSD-2菌株芽胞数量及抑菌活性的影响

研究PB液体培养基中加入不同浓度的柿叶黄酮对内生枯草芽胞杆菌生长、芽胞形成及抑菌活性的影响,利用光学显微镜观察菌体形态、稀释平板法统计芽胞数量、平板扩散法和病原菌生物测定的方法测定抑菌效果。结果表明,加入柿叶黄酮浓度为0.5%的处理对菌体生长无影响,使芽胞数量提高100倍,同时增强对灰霉、黑斑、黄萎病原菌的抑菌效果。     

食用真菌蛋白——美味丝葚霉D-100的研究——Ⅲ.丝状真菌连续发酵的研究

本文研究了以丝状真菌D-100直接利用淀粉连续发酵的工艺条件。通过氮源试验,摇瓶生长曲线和发酵罐生长曲线的对比试验,发酵过程中淀粉糖化酶的定量检测,以及连续发酵过程中四个主要参数在三水平上的正交试验,确定了以0.1—0.2%NH_4NO_3为氮源,0.5%玉米粉为碳源,稀释速率D值为0.15,搅拌转速为200 r/min,pH 5.5的条件为最佳连续发酵条件。连续发酵结果是:以玉米淀粉为底物的菌体产率是37.5%,其菌体蛋白质含量38.5%,发酵罐效率是0.35g菌体干重/L·h,试验还证明该菌淀粉糖化酶的生成受还原糖的反馈控制,故发酵过程培养基中还原糖浓度衡定在一定值。培养基浓度增加时,超过玉米粉浓度1.25%以上其比生长速率不明显增加。     

补料方式对酵母菌生产谷胱甘肽的影响

比较了酵母菌发酵生产谷胱甘肽（GSH）的几种补料分批培养方式。实验发现补料可以明显地促进酵母菌的生长和谷胱甘肽的合成,同时还发现不同的补料方式对发酵液中的菌体浓度和GSH浓度有不同的影响。采用指数流加方式可获得极高的菌体浓度,但菌体中的GSH浓度较低;而采用恒－pH补料分批培养既可以达到较高菌体浓度,菌体中又含有较高的GSH含量,因此,其总的GSH产量最高,可达到977.8mg/L。     

丝孢酵母高甲硫氨酸突变株的选育及营养调控

以丝孢酵母(Trichosporon Behr)ST851为原始菌株,经紫外线诱变,在含乙硫氨酸的双层平板上筛选到多株抗乙硫氨酸突变株。其中ST851-10株抗乙硫氨酸浓度达到350μg/ml,其菌体蛋白质含量由40.5％提高到44.3％,菌体甲硫氨酸含量由20.45mg/g-DCW增加到29.32mg/g-DCW。在以苹果渣为碳源、尿素为氮源、硫酸镁作硫源的最适培养条件下,固态发酵24h后,蛋白质和甲硫氨酸含量较原始菌株分别提高了15.8％和44.9％。培养基中C/N值低有利于甲硫氨酸的合成,C/N值高则适合于菌体生长。在苹果渣固态发酵过程中,适当补加氮源既有利于菌体生长和甲硫氨酸的合成,又可起到调节培养基pH值的作用。     

等离子体射流灭活液体中铜绿假单胞菌的研究

【目的】测定等离子射流对铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的灭活效果,探究低温等离子体射流的杀菌机理。【方法】采用平板计数法测定等离子体射流的杀菌效果,荧光显微镜、透射电镜观察等离子体作用后菌体结构的变化,蛋白浓度测定和SDS-PAGE电泳检测菌液上清液中可溶性蛋白的泄漏量。【结果】等离子体射流处理铜绿假单胞菌菌液5 min,杀灭率可达到99.9%以上。透射电镜观察可见细菌菌体结构发生改变,细胞壁、细胞膜损伤破裂,细胞内容物泄露。进一步对处理铜绿假单胞菌上清液中的蛋白质含量变化进行检测,结果显示随着处理时间的增加,上清液中蛋白质含量持续增加,在2 min时达到最大值。【结论】等离子体射流可以通过破坏细胞结构造成细胞质泄露,使其丧失正常的细胞功能,从而达到快速有效地杀灭铜绿假单胞菌的效果。     

大肠杆菌RNA聚合酶σ亚基基因的表达及表达产物的分离纯化

将2种表达质拉pEGMD（含rpoD基因）和pETF（含rpoS基因）转化到BL21（DE3）菌株中,培养菌体。破碎细胞,用盐酸抓溶解包含体,经DEAE－纤维素柱层析,SDS－PAGE检测可得纯化σ的蛋白。通过紫外分光光度法测定蛋白浓度,实验表明σ38蛋白的得率为菌体温重的0．27％,σ70蛋白的得率为菌体湿重的0．06％。     

十三碳二元酸发酵过程产酸期拟均相动力学模型及其应用

分析了十三碳二元酸发酵过程中产酸期的代谢特点,对产酸期四相体系发酵动力学进行了研究。提出了菌体生长、产物形成及底物消耗的动力学模型,对模型参数进行了回归估值,并对产酸期进行了拟合,结果表明,模型的计算值和实测值较为吻合,平均相对偏差为3．6％。利用所建模型对产酸期进行了多种操作条件下的模拟计算,结果表明,提高进入产酸期的菌体浓度、缩短菌体生长期时间及降低发酵液中产物浓度具有提高产物形成速率的有效途径。     

巨大芽孢杆菌D01吸附金(Au3+)的研究

巨大芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ）Ｄ０１菌体吸附ＡＵ＾３＋的最适ｐＨ值为３．０,其生物吸附作用是一种快速的过程,最初５ｍｉｎ 的吸附量可达到最大吸附量的９５％,温度不影响该吸附作用。在ｐＨ３．０和３０℃、起始金离子浓度与菌体浓度之比为３０５ｍｇ／ｇ的条件下,吸附３０ｍｉｎ,吸附率达９９．１％,吸附量为３０２．０ｍｇ／ｇ干菌体。Ｄ０１菌体能将浓度中的Ａｕ＾３＋还原成Ａｕ＾０,在细     

大肠杆菌K88菌毛蛋白发酵工艺的初步研究

采用液体培养基包括牛肉膏蛋白胨培养基和强化营养肉汤培养基对大肠杆菌K88进行发酵培养,采用不同摇瓶培养时间和不同pH值的培养基观察发酵结果,研究菌体和菌毛生产量的相关性,并通过紫外分光光度计UV751于600nm处测量菌体OD值以对菌种发酵情况进行检测.热激分离菌体和菌毛蛋白,(NH4)2SO4盐析分离纯化K88菌毛蛋白并用分光光度计于280nm处测定其OD值.透析后经SDSP-AGE检测菌毛蛋白纯度.根据实验结果优化发酵培养条件,确定菌种的最佳发酵工艺,以收获最多的K88菌毛蛋白.经过实验研究,最终确定了大肠杆菌K88在pH值为6.5、转速为250r/min的条件下发酵18个h,菌体和菌毛生产量均达到高峰,同时得出菌毛蛋白和菌体成正相关.     

双歧杆菌生长和代谢过程的研究

研究了双歧杆菌在两种培养基（牛乳培养基和肉汤培养基）中的生长和代谢的规律,测定了厌氧发酵过程中菌体生长及基质消耗曲线,探索了在发酵过程中流加碱调节ｐＨ值以提高产菌量的途径。     

发酵条件对毕赤酵母表达重组人干扰素ω糖基化的影响

发酵条件是影响毕赤酵母 (P .pastoris)表达外源重组糖蛋白时糖基化的重要因素。通过菌体浓度、起始pH值、甲醇诱导浓度和周期、装液量等摇瓶发酵实验 ,研究不同发酵条件对毕赤酵母表达分泌型重组人干扰素ω(rhIFNω)过程中糖基化的影响 ;同时 ,在连续培养过程中考察pH值变化对rhIFNω糖基化的影响和分批发酵过程中rhIFNω糖基化的变化。结果表明 ,控制菌体密度 250g L(WCW)、起始pH值 6 0、装液量小于 30mL、甲醇诱导浓度 15g L、甲醇诱导 3次 (每 24h诱导一次 )等发酵条件 ,有利于摇瓶发酵过程中rhIFNω的糖基化 ;控制pH值 70～75可促进rhIFNω的糖基化 ;分批发酵过程中 ,糖基化与非糖基化rhIFNω的含量有同比变化趋势 ,但糖基化rhIFNω所占比例明显低于摇瓶发酵实验的结果 ,其原因有待进一步研究。