L-赖氨酸高产菌的选育及发酵培养基的优化

目的:获得L-赖氨酸高产菌及得到最优的发酵培养基.方法:以黄色短杆菌(Brebvibacterium flavum)XQ-8为出发菌株,经硫酸二乙酯(DES)、亚硝基胍(NTG)逐级诱变处理,在发酵培养基中添加乙酸和乙醇,在发酵过程中添加吐温-80和二甲基亚砜.结果:获得一株L-赖氨酸高产菌XQ-89(SGгVal-),摇瓶发酵72h赖氨酸产量达到77g/L,对乙酸、吐温-80和玉米浆三因素利用响应面分析法(Response Surface Methodology)对其添加量进行优化.当乙酸、吐温-80及玉米浆的添加量分别为0.32%、0.66%、1.5%时赖氨酸达到94g/L,比优化前提高22.1%.结论:筛选的(SGгVal-)标记是有利于L-赖氨酸的积累,添加乙酸和吐温-80对提高L-赖氨酸的产量是有效的.     

赖氨酸分批发酵动力学的研究

在着重考虑基质浓度对发酵过程影响的基础上,结合黄色短杆菌ＦＢ４２发酵的具体特点,建立了一组描述赖氨酸分批发酵过程的动力学模型。结果该组模型能很好的拟合发酵过程,并在初糖浓度变化较大的范围内表现出适用性。用该组模型对赖氨酸发酵过程进行分析得到了和实际发酵相一致的结果     

基于稳健性设计优化L-赖氨酸发酵过程

目的:选择发酵系统中各可控因素的最佳水平组合,从而减少各种干扰的影响,以获得稳健的赖氨酸产量。方法:利用田口法的内外表与Box性能规则优化赖氨酸发酵条件。结果:通过实验得知,转速、硫酸铵和葡萄糖浓度对发酵影响较大;结果稳定的最优发酵条件为初始葡萄糖浓度为80g/L、硫酸铵浓度为42g/L、转速为225r/min、初始pH值为6.7、接种量为8%。经实验验证,最优化发酵条件是低灵敏度的,最优目标值比较稳健。在10L自动发酵罐上培养65h,L-赖氨酸盐酸盐的产量为165.68g/L,比优化前提高了12.4%。结论:基于稳健性设计所得的最优发酵条件参数,可使目的产物产量稳定,便于生产操作。     

工业固体糖发酵生产L—赖氨酸

<正> 本文报道用中国科学院微生物研究所L—赖氨酸产生菌株A—77,发酵工业固体糖生产L—赖氨酸的试验研究结果。试验表明,A—77菌株对生长因子要求较高,因此对工业固体糖的发酵产酸能力较差。当添加20%甜菜糖蜜的混合糖为糖源,并提高豆饼水解液的质量时,菌株产酸能力得以充分显示出来。在一般培养条件下,该菌株可在发酵液中积累L—赖氨酸43%,转化率为31.5%,     

L—赖氨酸高产菌株选育的研究

L-赖氨酸产生菌钝齿棒杆菌（Corynebacteriumcrenatum）N30－25菌株经紫外线诱变处理,分别在含有不同浓度的七叶苷的培养基上进行筛选,经摇瓶多次复筛获得了3株高产变异菌株。对这3株菌在相同发酵条件下进行发酵生产L－赖氨酸,与出发菌株比较,产量提高了22－31％,经过3次传代,产生L－赖氨酸能力仍很稳定。     

一株AEC^hrL—赖氨酸产生菌

从乳糖发酵短杆菌Brevibacterium Lactofermentum2645菌株出发选育L-赖氨酸产生菌,经分离复壮后,用硫酸二乙酯(DES)诱变处理,由添加S-(2-氨基乙基)—L—半胱氨酸(AEC)和L-苏氨酸的药物平板定向筛选,最后获得了一株L—赖氨酸高产菌E_(16-2)(AHV~(hr)SAM~gAEC~(hr))。进而通过正交试验、工艺条件试验最终获得了该菌株的最佳发酵条件,并考查了在此条件下的L-赖氨酸发酵过程,结果表明该菌具有生长、耗糖、产酸速度快、发酵周期短的明显特点。     

一些氨基酸对产甘油假丝酵母甘油生产的促进作用

以EMP途径与TCA循环中间代谢物的添加为对照,研究在尿素为氮源的产甘油假丝酵母发酵过程中添加氨基酸对甘油产量的影响。结果表明:对甘油产量有强促进作用的氨基酸有谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、甘氨酸、赖氨酸、酪氨酸、脯氨酸、组氨酸和丝氨酸,其最适添加浓度在0.26～0.45g/L之间,丙酮酸、α_酮戊二酸、草酰乙酸、柠檬酸和琥珀酸的最适添加浓度在0.24～0.42g/L之间;赖氨酸最适于在0h添加,丙酮酸和草酰乙酸在第14h,谷氨酸、谷氨酰胺、组氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、酪氨酸、甘氨酸、α_酮戊二酸和琥珀酸在第30h,天冬酰胺、丝氨酸和柠檬酸在第48h;在最适条件下添加这些促进剂,甘油产量均呈显著增加趋势,转化率和增加率分别达到60%和16%以上。氨基酸的作用机理为其脱氨形成的碳骨架经特定的分解代谢途径进入TCA循环,使其强化,导致碳代谢流在3_磷酸甘油醛节点处发生转移,使甘油合成途径的代谢流增加。     

L-赖氨酸脱羧酶酶电极的研制

将赖氨酸脱羧酶直接固定于CO₂电极的硅橡胶气透膜上制成的赖氨酸脱羧酶酶电极,性能如下:(1)酶电极对赖氨酸的线性响应浓度范围为0.0025—0.1％;极差为50—55mV;CV值小于5％;(2)连续使用寿命超过30天;(3)高度专一;(4)用于测定发酵过程赖氨酸浓度变化,结果与瓦氏呼吸仪的数据平行,相关性良好。     

测定L—赖氨酸的专用酶电极

自Trichoderma viride Y244—2的L—赖氨酸2—氧化酶固定于明胶载体后,固定在PO_2传感器上。所获酶电极用于连续流动系统,以便测定发酵罐内L—赖氨酸浓度。由于酶载体的性质所定,样品氧含量与信号的关系最小。酶电极的应答(response)确定在0.2mM到0.4mM赖氨酸浓度。用其他氨基酸试验了赖氨酸的特性。赖氨酸电极酶膜可用3000次贮存6个月稳定性良好。     

非离子表面活性剂对生物丁醇发酵的影响

传统的丙酮-丁醇发酵的产物浓度过低(丁醇终浓度约为1.3 wt%),导致后期分离成本过高,从而影响了该过程的经济性,限制了其工业化进程。本文研究了高添加量的小分子非离子表面活性剂对生物丁醇发酵的影响。以吐温80为例,实验表明,当表面活性剂添加量超过其临界胶束浓度后,丁醇发酵的终浓度会随着表面活性剂添加量的增加而增加。当添加量达到5 wt%时,丁醇终浓度可以达到1.6 wt%,远高于该菌种的抑制浓度(0.8 wt%)。为阐明表面活性剂的作用机理,实验考察了吐温80对丁醇的增溶效应以及对发酵菌体表面亲疏水性的影响。结果表明,吐温80对丁醇的增溶效果很小,而对菌体表面的亲疏水性有较明显的影响。     

用细胞融合法和重组DNA技术提高赖氨酸的产量

赖氨酸是八大必需氨基酸之一,对食品工业、饲料工业有意义。改进赖氨酸的发酵生产,多年来均采用分离野生菌及物理化学的诱变,使赖氨酸的单位发酵产率有了很大的提高。还有利用代谢调控的方法,例如使谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)成为高丝氨酸缺陷型,在适宜的发酵条件下能产生大量的赖氨酸。按重量计,每消耗25-30％的葡萄糖,每升发酵液可收获75克赖氨酸。     

芦荟汁对白菜发酵过程中亚硝酸盐及总酸含量的影响

本试验探讨了大白菜在无盐及有盐腌制发酵过程中,添加不同浓度的芦荟汁对亚硝酸盐含量变化的影响。结果发现,芦荟汁对无盐及有盐腌制发酵过程中NO2的形成有明显的抑制作用,添加物的浓度增大,抑制的效果增强。同时添加芦荟和Vc对抑制亚硝酸盐的生成有协同增效作用。通过测定发酵过程中总酸的变化,发现添加一定量的芦荟汁利于发酵作用的进行。     

Mn2+对必特螺旋霉素产生菌代谢和必特螺旋霉素合成的影响

通过在必特螺旋霉素产生菌WSJ 1 195发酵过程中添加金属离子Mn2 发现 :发酵前期 (2 4h左右 )添加Mn2 可以明显提高生物效价 ,加入的Mn2 浓度以 5mmol L为最佳。实验显示添加Mn2 后发酵液pH逐渐下降 ,整个产素期间pH一直低于对照 ;与对照相比添加Mn2 摇瓶菌体浓度也较低。通过研究必特螺旋霉素发酵过程有机酸的变化趋势发现 :2 4h添加 5mmol LMn2 后发酵过程中有机酸含量已经发生变化 ,其中丙酸浓度的增长最为显著 ,84h时其浓度为对照的 6倍。通过丙酸盐的添加实验证实了发酵前期添加Mn2 可以促进产物合成的原因之一是促进了丙酸等前体酸的合成 ,丰富了大环内酯合成的前体库     

外加肌醇对嗜鞣管囊酵母发酵的酒精产量及其耐酒精能力的影响

嗜鞣管囊酵母(Pachysolen tannophilus)是可以同时发酵葡萄糖和木糖为酒精的菌种,在其生长和发酵培养基中分别添加不同浓度((0～200mg/L)的肌醇以及不同起始浓度的酒精,以考察外加肌醇对嗜鞣管囊酵母生长、产酒精能力和耐酒精能力的影响.结果 表明,添加肌醇前后,嗜鞣管囊酵母的生物量及发酵的酒精产量均有所增加.外加肌醇对嗜鞣管囊酵母生长有轻微的刺激作用,酵母生长最适肌醇浓度为150mg/L;而对酵母生长的耐酒精能力却有明显的影响, 并且,菌种在YEPD培养基中的耐酒精能力高于在YEPX培养基中的耐酒精能力.经实验测定,肌醇对嗜鞣管囊酵母产酒精能力及发酵的耐酒精能力均有显著的影响.发酵培养基中未添加起始浓度的酒精时,菌种发酵的最适肌醇浓度为100mg/L,此时生成的酒精产量为45.20g/L.当分别添加起始酒精浓度为10%和12%时,随着肌醇浓度的增加,菌种发酵生成的酒精浓度均呈上升趋势;肌醇浓度为200mg/L时,两种起始酒精浓度下,酒精的净生成量均达到最大,分别为17.18g/L和16.68g/L.     

酿酒酵母X330高浓度发酵时耐酒精性能的初步研究

在完全合成培养基条件下,就渗透压保护剂和营养物质对一株产高浓度酒精的酿酒酵母X330高浓度发酵时耐酒精性能的影响进行了初步研究。结果表明,与渗透压相比,营养缺乏对酿酒酵母高浓度发酵时酒精耐受性能可能起着更为关键和重要的作用。发酵培养基中各营养元素对耐酒精性能的影响不同,由高到低的顺序是酵母抽提物>蛋白胨>硫酸镁>维生素C=磷酸二氢钾>氯化钙=硫酸铵。渗透压保护剂(甘氨酸和脯氨酸)能有效提高菌体酒精耐受性能。当甘氨酸添加浓度为20mmol/L或脯氨酸添加浓度为10mmol/L时,发酵终点酒精浓度最高,菌体于30℃在18%(V/V)酒精冲击下的存活率最大,且均高于对照组(未添加甘氨酸且未添加脯氨酸)水平,但甘氨酸的促进作用强于脯氨酸。     

氨基酸对蛇足石杉叶状体增殖及石杉碱甲积累的影响

通过在培养基中添加不同浓度的天冬氨酸、赖氨酸和色氨酸, 探究其对蛇足石杉(Huperzia serrata)叶状体生长、石杉碱甲积累及SOD酶活性的影响。结果表明: 添加天冬氨酸后, 叶状体干重生物量比对照提高18.50%-25.75%, 石杉碱甲含量亦明显高于对照, 其最适天冬氨酸浓度为0.5 mmol·L^-1; 添加1 mmol·L^-1色氨酸后, 叶状体相对增殖率显著高于对照, 但其石杉碱甲积累量略低于对照; 添加赖氨酸后, 叶状体相对增殖量、干重生物量及石杉碱甲含量均低于对照。添加一定浓度的天冬氨酸使SOD酶活性适当提高, 同时叶状体石杉碱甲积累量增加, 而长期保持高水平的SOD酶活性对叶状体积累石杉碱甲不利。     

丁酸胁迫耦联丙酮丁醇梭菌-酿酒酵母混合培养强化丁醇发酵性能

为改善丁醇发酵性能,提出丁酸胁迫与丙酮丁醇梭菌-酿酒酵母混合培养体系协同作用的新型丁醇发酵优化控制策略.7L发酵罐中,在溶剂生产期(24 h)添加4.0 g/L-broth的丁酸浓缩液和0.2 g-DCW/L-broth的酿酒酵母进行发酵,丁醇浓度、丁醇/丙酮比和总溶剂生产效率与对照相比分别提高35％、43％和79％,达到15.74 g/L、2.83和0.52 g/L/h的最高水平.若将精馏后溶剂混合物作为高效柴油添加剂,柴油添加剂中B∶A∶E比例可达74∶17∶9(w/w)的高水平,产品质量获得显著改善.试验及分析阐明该优化控制策略可大幅诱发赖氨酸的分泌及在梭菌中的吸收/利用,提高梭菌对高丁醇浓度环境的耐受能力,促进丁醇合成;可强化梭菌对底物利用的竞争能力、提高电子往复穿梭传递系统中还原力再生速率、产生更多用于丁醇合成的NADH.两者的协同作用大幅提高了丁醇发酵的整体性能.     

初始装液比例对赖氨酸产量的影响分析

L-赖氨酸发酵过程中合理且充分供氧是提高发酵产量主要途径之一。大型发酵罐的供氧主要取决搅拌、通气量和装液比例等。通过分析初始装液比例对赖氨酸发酵的影响,发现不同初始装液比例的发酵规律。结果表明,合适的初始装液比例(55%)在相同发酵周期内可以有效提高产量13.54%。     

丙酮酸对细菌L-乳酸发酵的促进作用

研究了丙酮酸在不同浓度和添加时间对LactobacilluscaseiL 乳酸发酵过程中葡萄糖转化率和L 乳酸产量的影响。结果表明 ,当丙酮酸的添加量为 30g·L- 1 时 ,L 乳酸的产量达到 74g·L- 1 。在 72h的发酵周期内 ,丙酮酸在 2 4h和 42h添加的效果好于其他时间添加。     

发酵抑制物对絮凝酵母戊糖发酵的影响

将絮凝剂加入酵母溶液中,使酵母絮凝成颗粒以此作为固定化酵母进行戊糖发酵。研究了常见发酵抑制物(甲酸、乙酸、糠醛和乳酸等)对絮凝酵母发酵木糖的影响。结果表明:在60.0g/L木糖发酵液中,经过24h发酵,木糖利用率达94.6%,当分别添加抑制物甲酸、乙酸、糠醛、乙醇和乳酸时,聚氧乙烯絮凝酵母分别对其的耐受浓度为0.5、0.5、1.0、30.0和8.0g/L。当抑制物添加量超过各自的耐受浓度后,对絮凝酵母发酵会产生明显的抑制作用。