氮源NH4Cl浓度对粪产碱杆菌发酵生产热凝胶的影响

研究了利用粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)发酵生产热凝胶的发酵条件,氮源是菌体生长的限制性底物,单纯地提高初始底物(氮源)浓度并不一定能促进细菌的生长和产物的合成.在分批发酵过程中,底物消耗导致培养环境pH的改变也是影响细菌进一步生长和产物合成的重要因素.通过增加培养基中初始氯化铵的浓度并同时控制发酵过程的pH条件,得到了较高的菌体浓度,热凝胶的合成水平也得到了显提高.当培养基中NH4Cl浓度提高到3.6g/L时,菌体浓度达到7.2g/L,热凝胶合成的产量可达30.5g/L,比原来NH4Cl浓度为1.1g/L时提高了51.7%.提高菌体浓度意味着需要提高溶氧水平来满足细菌的生长和代谢.初始氮源NH4Cl浓度的增加虽然能使菌体浓度得到提高,但发酵过程对溶氧的需求也相应增加,需要提高搅拌转速和通风以增加供氧水平.但高搅拌速率产生的高剪切力对热凝胶的凝胶性能将产生破坏作用,因此在发酵过程中需要综合考虑细菌培养密度对合成热凝胶产量和质量的影响.     

氮源NH4Cl浓度对粪产碱杆菌发酵生产热凝胶的影响

研究了利用粪产碱杆菌 (Alcaligenesfaecalis)发酵生产热凝胶的发酵条件 ,氮源是菌体生长的限制性底物 ,单纯地提高初始底物 (氮源 )浓度并不一定能促进细菌的生长和产物的合成。在分批发酵过程中 ,底物消耗导致培养环境pH的改变也是影响细菌进一步生长和产物合成的重要因素。通过增加培养基中初始氯化铵的浓度并同时控制发酵过程的pH条件 ,得到了较高的菌体浓度 ,热凝胶的合成水平也得到了显著提高。当培养基中NH₄Cl浓度提高到3.6g/L时 ,菌体浓度达到72g/L ,热凝胶合成的产量可达 30.5g L ,比原来NH₄Cl浓度为11g L时提高了51.7%。提高菌体浓度意味着需要提高溶氧水平来满足细菌的生长和代谢。初始氮源NH₄Cl浓度的增加虽然能使菌体浓度得到提高 ,但发酵过程对溶氧的需求也相应增加 ,需要提高搅拌转速和通风以增加供氧水平。但高搅拌速率产生的高剪切力对热凝胶的凝胶性能将产生破坏作用 ,因此在发酵过程中需要综合考虑细菌培养密度对合成热凝胶产量和质量的影响。     

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％。     

氨水流加用于粪产碱杆菌热凝胶发酵

热凝胶是粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)在氮源限制条件下生成的水不溶性胞外多糖,分泌到胞外后就附着在菌体外壁,因此在细胞生长期提高生物量对促进热凝胶合成有重要意义。热凝胶分批发酵时, 起始NH4Cl浓度提高到3.6 g/L时能促进菌体生长和热凝胶合成,但是过量NH4Cl会抑制热凝胶合成,且生物量提高不是很明显。为了进一步提高菌体浓度, 在菌体生长期, 氨水取代NaOH溶液进行流加控制pH为7.0, 随后又用2 mol/L NaOH控制pH 5.6。实验表明, 氨水流加使菌体浓度大大提高,流加24 h使菌体浓度达到18.8 g/L。但是菌体浓度过高也会抑制热凝胶的合成,在氨水流加14 h时,菌体浓度在11.9 g/L左右, 热凝胶产量最高（72 g/L）。     

氨水流加用于粪产碱杆菌热凝胶发酵

热凝胶是粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)在氮源限制条件下生成的水不溶性胞外多糖,分泌到胞外后就附着在菌体外壁,因此在细胞生长期提高生物量对促进热凝胶合成有重要意义。热凝胶分批发酵时, 起始NH4Cl浓度提高到3.6 g/L时能促进菌体生长和热凝胶合成,但是过量NH4Cl会抑制热凝胶合成,且生物量提高不是很明显。为了进一步提高菌体浓度, 在菌体生长期, 氨水取代NaOH溶液进行流加控制pH为7.0, 随后又用2 mol/L NaOH控制pH 5.6。实验表明, 氨水流加使菌体浓度大大提高,流加24 h使菌体浓度达到18.8 g/L。但是菌体浓度过高也会抑制热凝胶的合成,在氨水流加14 h时,菌体浓度在11.9 g/L左右, 热凝胶产量最高（72 g/L）。     

不同pH调节剂对产琥珀酸放线杆菌NJ113发酵产丁二酸的影响

在3L发酵罐中分别采用不同的碱性物质作为pH调节剂,考察其对产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes NJ113厌氧发酵制备丁二酸的影响。结果表明:Ca2+、NH4+调节剂对菌体生长代谢有较大阻碍作用,丁二酸产量较低;采用含Na+调节剂,在发酵中后期菌体出现絮凝现象严重,且产丁二酸能力骤降;采用含Mg2+调节剂,整个发酵过程菌体代谢旺盛,发酵效果较佳。根据各碱性物质的调节能力以及对菌体生长代谢的影响,选择NaOH、Mg(OH)2和Na2CO3、Mg(OH)2分别作为混合碱组分调节pH,并对两组混合碱中各物质的质量比例进行优化。结果表明,以NaOH、Mg(OH)2混合,两者质量比为1:1时,发酵效果最好,丁二酸质量浓度高达到69.8g/L,质量收率74.5%。该种混合碱配比可有效替代碱式MgCO3调节pH,既达到高产丁二酸的目的,又可降低生物制备丁二酸的成本。     

热凝胶的高产策略及功能研究进展

热凝胶（curdlan）又名β-（1→3）-D-葡聚糖,在食品、医药、保健品等领域具有重要的应用潜力。由粪产碱杆菌（Alcaligenes faecalis）或土壤杆菌（Agrobacterium sp．）生物合成的热凝胶以成本低廉、提取与纯化技术成熟而成为研究热点。笔者主要针对提高热凝胶产量的菌株改造和发酵控制策略以及热凝胶生物活性的研究进展和相关专利进行综述。     

pH与溶氧控制对解淀粉芽胞杆菌发酵粗甘油生产2,3-丁二醇的影响

首次利用一株安全菌株解淀粉芽胞杆菌发酵生物柴油副产物粗甘油生产2,3-丁二醇。溶氧和pH是影响微生物法生产2,3-丁二醇的最主要因素。结果表明,发酵过程中不控制pH更有利于2,3-丁二醇合成;采用三阶段控制搅拌转速策略,2,3-丁二醇产量最大值达到?38.1?g/L,生产强度达到1.06?g/(L·h),与恒定转速获得的最好结果相比较,分别提高了14.8%和63.1%。采用脉冲流加发酵时,2,3-丁二醇产量达到71.2 g/L,2,3-丁二醇生产强度达到0.99 g/(L·h),这是目前报道的利用粗甘油合成2,3-丁二醇的最高产量。     

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。     

溶氧影响土壤杆菌ATCC 31749发酵生产热凝胶的蛋白质组学

摘要:【目的】土壤杆菌(Agrobacterium sp.)ATCC 31749在氮源限制条件下生物合成热凝胶是一个专性好氧过程,在微氧和缺氧条件下,热凝胶的合成受到严重限制。为探寻溶氧影响微生物多糖合成的代谢途径和调控机制,本研究比较了不同溶氧条件下(75%,50%,25%,5%)土壤杆菌发酵生产热凝胶的蛋白质组差异。【方法】利用蛋白质二维电泳技术,分离出不同溶氧水平下土壤杆菌显著表达差异的胞内蛋白,利用质谱MALDI-TOF/TOF鉴定二维电泳表达差异蛋白点,并分析热凝胶合成过程中溶氧对相关蛋白表达的影响。【结果】在4个溶氧水平下成功鉴定出15个显著差异蛋白,主要参与多糖合成、脂肪酸合成、氨基酸合成等途径。其中葡萄糖磷酸变位酶和乳清苷5-磷酸脱羧酶直接参与调控热凝胶合成。【结论】溶氧可显著影响与热凝胶合成途径相关蛋白的表达,高溶氧水平可增加热凝胶前体物质UDP-葡萄糖的积累,使更多的UDP-葡萄糖用来合成热凝胶。     

高产腈水解酶Alcaligenes faecalis ULA4菌株的诱变筛选

应用紫外-氯化锂和低能离子束复合诱变的方法,对1株本实验室筛选得到并保藏的腈水解酶产生菌Alcaligenes faecalis ZJB09133进行诱变育种,筛选到高产菌株UL44,其腈水解酶酶活达到74.6 U/g,较出发.菌株酶活提高124.5％.得到的高产菌株UL44经过5次传代,其遗传稳定性良好.     

Polycaprolactone depolymerase produced by the bacterium Alcaligenes faecalis

Several microorganisms were isolated as bacteria degrading polycaprolactone (PCL), and one of them, a strain B273 identified as Alcaligenes faecalis, was selected. Because this strain produced only slight PCL depolymerase activity, the hyper-producing mutant, TS22, was isolated after UV irradiation. Synthesis of PCL depolymerase was derepressed, probably based on the altered regulation of metabolic pathways in strain TS22. The partially purified enzyme hydrolyzed p-nitrophenyl fatty acids and triglycerides other than PCL, but not poly(3-hydroxybutyrate), indicating that PCL depolymerase may be a kind of lipase.     

低聚磷酸盐对粪产碱杆菌合成热凝胶的影响

粪产碱杆菌合成热凝胶需要消耗大量ATP用于前体物质UDPG的再生,利用3种具有不同高能磷酸键的低聚磷酸盐Na4P2O7(2P)、Na5P3O10(3P)和(NaPO3)6(6P)作为高能磷酸键供体,并取代培养基中的KH2PO4-K2HPO4(1P)而作为磷元素供体,研究其对粪产碱杆菌合成热凝胶的影响。结果表明相对于对照磷元素摩尔含量的单倍和双倍量添加3P和6P能够分别提高热凝胶产量23%和134%,达到15.1g/L和30.0g/L;同时副产物乙酸分别较对照降低了87.5%和77.7%;在以双倍量添加6P后,副产物甲酸的生成也显著降低75.7%。当培养基中不含碳酸钙进行低聚磷酸盐添加实验时,生物量显著降低,热凝胶合成几乎没有,发酵液pH最低降到2.1。以磷元素单倍量和双倍量分别添加3P和6P,并与1P混合发酵时,热凝胶产量变化不大;但是,当发酵液不存在碳酸钙而1P被作为缓冲物质时,以单倍量和双倍量添加6P使得热凝胶产量较对照分别提高60.4%和49.4%,分别达到18.4g/L和16.9g/L。     

固氮粪产碱菌谷氨酰胺合成酶的分离纯化及其特性

联合固氮细菌粪产碱菌（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｆａｅｃａｌｉｓ）Ａ１５０１菌体经超声破碎后,无细胞粗提液以ＰＥＧ－６０００分级沉淀,丙酮沉淀,再经蓝琼脂糖（ＢｌｕｅＳｅｐｈａｒｏｓｅＣＬ－６８）亲和层析分离、纯化。获得的纯谷氨酰胺合成酶（ＧＳ）在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和４－３０％梯度ＰＡＧＥ上均呈均一的一条带。ＧＳ亚基及整酶分子量分别为５５ｋＤ和６４５ｋＤ,亚基由４５６个氨基酸残基组成。ＧＳ的Ｋｍ值,在以Ｇｌｕ为氮源的介质中培养时分别为２０ｍｍｏｌ／Ｌ（Ｇｌｕ）,５０ｍｍｏｌ／Ｌ（ＡＴＰ）和４５ｍｍｏｌ／Ｌ（ＮＨ~＋_４）;在以ＮＨ~＋_４为氮源的介质中培养时则分别为７０ｍｍｏｌ／Ｌ（Ｇｌｕ）,４９ｍｍｏｌ／Ｌ（ＡＴＰ）和８０ｍｍｏｌ／Ｌ（ＮＨ~＋_４）,表明ＮＨ~＋_４培养下形成高度腺苷化的ＧＳ对Ｇｌｕ及ＮＨ~＋_４的亲和力有所下降。     

固氮粪产碱菌谷氨酰胺合成酶的构象变化及调节作用

应用园二色谱测定了粪产碱菌（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｆａｅｃａｌｉｓ）谷氨酰胺合成酶（ＧＳ）各构象,结果表明在Ｇｌｕ培养下α螺旋为２８％,β折叠为２２％,无规则卷曲占５０％;而在ＮＨ~＋_４培养下,三者相应为２０％,２０％,６０％。荧光光谱及付立叶红外光谱也证明,两种培养条件下ＧＳ的构象存在着差异。不同氮源对粪产碱菌ＧＳ的形成有显著的影响。高浓度ＮＨ~＋_４培养下ＧＳ合成受到阻遇,而Ｇｌｕ或低浓度ＮＨ~＋_４则对ＧＳ合成无明显的影响。ＮＨ~＋_４对固氮酶活性瞬间抑制可以被ＧＳ的抑制剂部分消除,但ＧＳ活性也受抑制。