生物量浓度实时在线检测方法的研究

微生物的存在会改变发酵液的电特性,发酵液在无线电频率范围内的电容率增量是测量频率和生物量浓度的函数.基于对发酵液电容率分布的研究,提出了测量生物量浓度的新方法.用此方法不用取样就能对发酵液中的生物量进行实时在线测量,而且测得的是活的生物量浓度.制作的电极直接插入发酵器中并满足高温蒸气灭菌条件.此方法在生化制药、食品发酵、啤酒酿造、污水检测等工业领域里有很好的推广应用前景.     

基于 AOPAN 纳米纤维膜的粘杆菌素发酵液后处理研究

使用静电纺丝再经胺肟化改性制备AOPAN纳米纤维膜,并基于AOPAN纳米纤维膜构建膜分离装置,用于粘杆菌素发酵液的后处理。研究中,对不同厚度的纳米纤维膜的渗透通量及分离性能进行比较,最终确定双层叠合的纳米纤维膜为分离膜,最适操作压力为0.14 MPa。在此条件下,分离膜的渗透通量为2.61 L/m2．min,蛋白质的截留率达到90％,色素等其他杂质也得到有效去除。     

响应面法对Acidithiobacillus ferrooxidans发酵液脱除H2S的优化研究

目的:利用Acidithiobacillus ferrooxidans(A.f)发酵液对H2S的脱除条件进行优化.方法:在前期单因素影响脱硫率的基础上,利用Design expert软件中Box-Benhnker中心组合实验设计和响应面分析法对A.f发酵液脱除H2S的气体流量、温度和进行进一步优化.结果:获得了优化的A.f发酵液脱除H2S工艺,反应温度为31.02℃,气体流量为40.03 ml/min,H2S浓度为8.17g/m3.结论:在该条件下脱硫率达99.37％,表明响应面法可有效用于A.f发酵液脱除H2S工艺的优化.     

化香树果序多酚膜分离的动力学研究

本研究以化香树果序为原料药材,采用陶瓷膜分离设备结合乙醇回流法提取化香树果序多酚成分,提取温度77℃,溶剂浓度55%,液料比14 m L/g,提取次数为3次,提取率为3. 02%。通过考察样品浓度、膜孔径及压力,以透过率为指标,得到最大透过率为37. 2%,最佳分离条件为浓度1 g/L,压力0. 8 MPa,膜孔径300KD。在多酚超滤过程中,控制温度24℃,压力0. 8 MPa的情况下,其传质系数k为12. 93 mm/h;膜面平衡浓度Cg为1. 84 g/L;多酚超滤膜阻力Rm为0. 016 1(h·MPa)/mm;浓度极化阻力为0. 005 7·Δp;且多酚超滤膜通量(Jv)与超滤压差(Δp)服从:Jv=Δp/0. 016 1+0. 005 7;超滤膜面浓度(Cm)与Δp服从:Cm=Cbexp12. 93/1(Δp/0. 016 1+0. 033Δp)。结果表明采用陶瓷膜分离多酚成分,透过率高,且膜分离过程符合传质动力学方程,为后续试验工作提供了有效的理论依据。     

溶液中木质素和葡萄糖的超滤分离

以木质素和葡萄糖的混合溶液为木质纤维素水解液模型,采用截留相对分子质量为5 000的卷式聚醚砜膜对葡萄糖和木质素进行全回流模式的分离,探讨了木质素和葡萄糖浓度、操作压力、错流速率对通量、木质素和葡萄糖截留率的影响。结果表明:在实验条件范围内,通量随葡萄糖浓度和木质素浓度的增加而降低,并随操作压力、错流速率的增加而增加。木质素截留率不受任何条件的影响,基本稳定在97%。葡萄糖截留率随木质素浓度的增加而增加,并随错流速率的增加而减小。在0.8 g/L的木质素质量浓度条件下,当错流速率从0.12 m/s增加到0.17 m/s时,葡萄糖截留率从14%减小到7.3%。由此可见,在混合溶液的超滤过程中,通过合理选择错流速率,能够改善木质素和葡萄糖的分离。     

谷氨酸发酵过程葡萄糖自动流加系统

补料（流加葡萄糖）操作是谷氨酸发酵过程最重要的操作之一,工业上有各种各样的补料操作方法。控制葡萄糖浓度于一个较为平稳且适中的水平有利于提高谷氨酸发酵的性能指标。通过在线计量谷氨酸发酵中的氨水耗量并据此在线推定发酵液中的葡萄糖浓度,构建了一个谷氨酸发酵自动在线补料系统。使用该控制系统,谷氨酸发酵过程的葡萄糖浓度可以控制在任意水平,平稳、无波动的谷氨酸发酵可以得到实现。     

透析培养

本讨论了有效利用透析技术从发酵液中及时转移低分子杂质混合物,从而获得高密度发酵细胞的方法,章从反应系统、工艺策略、膜相关性能、应用我、生产性放大等方面说明了利用透析技术以达到高浓度细胞发酵的有效性和可靠性。透析技术不仅克服了微孔过滤和超滤中存在的膜孔堵塞弊端,而且如果应用“营养分离”补策略,还可以防止营养物质的损失而使培养基被高效利用,在实验条件下,透析培养的潜力通过两种反应模型进行演示：内置     

探究发生渗透作用的基本条件

阐述了用鸡蛋膜做透析袋探究发生渗透作用的基本条件,只有当半透膜两侧的溶液具有浓度差时,水才能透过鸡蛋膜,从浓度低的一侧扩散到浓度高的一侧。水、无机盐、维生素、碘分子、葡萄糖等小分子物质能透过鸡蛋膜,淀粉、蛋白质、脂肪等大分子物质不能透过鸡蛋膜。发生渗透作用的2个基本条件:一是半透膜,二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。     

几种真菌发酵液对致病疫霉的抑制作用

测定了８种真菌发酵液在５种不同浓度下对致病疫霉菌丝生长、游动孢子静止、静止胞萌发、附着胞形成和侵入丝形成等不同阶段的影响。结果表明,供试真菌不同浓度的发酵液,对致病疫霉上述各个阶段均有一定程度的抑制作用,并均随发酵液浓度增加,抑制作用逐渐增强,浓度为１００％时,抑制作用均达到最高。其中,立枯丝核菌发酵液的抑制作用最强,浓度为１００％时,对致病疫霉菌丝生长的抑制率达到９０．４％,而静止胞萌发率仅为２．４％,附着胞及侵入丝均未见形成。     

拉曼光谱分析技术在资源微生物发酵性能评价中的应用

微生物发酵过程是细胞新陈代谢进行物质转化的过程,为了提高目标产物的转化率,需要对微生物发酵动态特性进行实时分析,以便实时优化发酵过程。拉曼光谱(Raman spectroscopy)量化测试作为一种有应用前景的在线过程分析技术,可以在避免微生物污染的条件下,实现精准监测,进而用于优化控制微生物发酵过程。【目的】以运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)为例,建立微生物发酵过程中葡萄糖、木糖、乙醇和乳酸浓度拉曼光谱预测模型,并进行准确性验证。【方法】采用浸入式在线拉曼探头,收集运动发酵单胞菌发酵过程中多个组分的拉曼光谱,采用偏最小二乘法对光谱信号进行预处理和多元数据分析,结合离线色谱分析数据,对拉曼光谱进行建模分析和浓度预测。【结果】针对运动发酵单胞菌,首先实现拉曼分析仪对单一产品乙醇发酵过程的精准检测,其次基于多元变量分析,建立葡萄糖、乙醇和乳酸浓度变化的预测模型,实现对发酵过程中各成分浓度变化的准确有效分析。【结论】成功建立了一种评价资源微生物尤其是工业菌株发酵液多种组分的拉曼光谱分析方法。该方法为运动发酵单胞菌等工业菌株利用多组分底物工业化生产不同产物的实时检测,以及其他微生物尤其工业菌株的选育和过程优化提供了新方法。     

青霉素酶发酵液的预处理和酶学特性

研究了在发酵液中添加絮凝剂对发酵液进行预处理,对蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）产生青霉素酶的影响与酶学特性。实验结果表明,发酵液膜处理的难易程度与芽孢释放程度成正相关,在发酵液中添加0．02g／mL自制絮凝剂进行预处理,过滤效率提高10倍,而酶活损失仅5％;酶学特性研究结果表明,该酶最佳反应温度55℃时,酶的最适反应pH值7．0,金属离子锌、锰、镁对酶有激活作用,其浓度为0．25moL／L;酶热稳定性研究结果表明,在75℃下保温30min时,酶活损失85％。该酶在过量青霉素底物下,酶促反应为0级反应。     

生物基尼龙聚丁内酰胺单体γ-氨基丁酸的纯化工艺研究

为掌握从谷氨酸发酵液提取生物基尼龙聚丁内酰胺单体γ-氨基丁酸(GABA)的技术,本文研究了膜过滤联合离子交换吸附和洗脱的工艺,并且使用活性炭进行脱色。膜过滤过程中初始大跨膜压差为0.85 bar,过滤温度控制在38℃;离子交换过程采用QY-021-a强酸型阳离子交换树脂,常温下吸附-洗脱的操作方法;经旋转蒸发浓缩后,添加15%(碳对固形物含量之比)活性炭,温度为65℃,搅拌40 min脱色。结果表明:平均膜通量为128 L/m2·h,浓缩倍数为33.3倍。经取样检测膜透过液样品,浓缩液样品计算GABA收率为97.7%,微滤膜以及膜表面污染物上无GABA截留和吸附截留;离子交换经5 BV洗脱后计算收率,吸附-洗脱过程的收率为92.8%;使用活性碳B的脱色率为94.2%,GABA收率为99.2%。该工艺的总收率为85%,该工艺具有工业化应用前景,并且可以通过优化离子交换工艺和设备进一步提高收率。     

纤维素乙醇发酵液中复杂组分对乙醇渗透汽化传质过程的影响

考察了木质纤维素乙醇发酵液中各组分对乙醇透过聚二甲基硅氧烷(PDMS)-silicalite-1渗透汽化膜传质性能的影响。结果表明:酵母细胞、玉米秸秆残渣和发酵用无机盐可增加乙醇通过膜的通量和选择性;而葡萄糖和甘油的存在会对乙醇的透膜传质产生负面影响;木质纤维素水解后的产物如糠醛和羟基丙酮,表现出对膜分离乙醇轻微的抑制作用。本文建立了渗透汽化优先透醇与纤维素乙醇发酵集成过程,批次发酵20 h后乙醇产率从最初的12.95下降到10.22 g/(L·h),60 h后乙醇产率下降为0,葡萄糖消耗速率与乙醇消耗产率呈同样趋势;连续发酵过程中,乙醇产率较稳定地维持在13.30 g/(L·h)。实验证明,集成过程可及时地将产物乙醇分离出去,能够有效地消除产物抑制,提高乙醇生产速率和葡萄糖转化率。     

2，3-丁二醇的发酵及盐析分离工艺

采用克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae CICC 10011）发酵生产2,3-丁二醇,并对2,3-丁二醇的盐析分离工艺进行了考察。通过实验确定了以葡萄糖为底物微氧批式流加发酵的条件,发酵液中2,3-丁二醇和3-羟基丁酮的质量浓度分别为90．98g/L和12．40g/L,2,3-丁二醇的摩尔转化率为82．7％,生产强度达到2．1g/（L·h）。对发酵液中2,3-丁二醇的盐析分离研究表明,K2HPO4和K3PO4对2,3-丁二醇的盐析效果优于K2CO3。当发酵液浓缩70％后,加入质量分数为45％的K,HPO4,2,3-丁二醇的分配系数达到9．10,回收率为79．37％;上相中2,3-丁二醇的质量浓度达到420g／L;此时3-羟基丁酮的分配系数和回收率分别为11．9和83．48％。     

一株蜂粮源拮抗细菌的分离鉴定及其抑菌物质特性

【目的】为发掘和利用蜂粮中拮抗菌资源,对分离获得的拮抗细菌菌株PC2进行分类鉴定,并测定其发酵液抑菌物质基本特性。【方法】采用改良牛津杯双层平板法测定菌株发酵液抑菌谱及温度、p H、紫外线和蛋白酶对其抑菌活性稳定性的影响,菌株鉴定结合形态学、生理生化特征和16S r RNA基因序列分析,硫酸铵沉淀法和盐酸沉淀有机溶剂提取法进行抑菌活性物质的初步分离。【结果】从3种蜂粮中分离筛选得到17株拮抗菌株,其中1株细菌PC2以马铃薯葡萄糖液体培养基发酵制备的无菌发酵液对7种供试菌株具有较强抑制作用,经形态、生理生化特征及16S r RNA基因序列分析,将其初步鉴定为解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。菌株发酵液抑菌活性对温度、酸和紫外线具有较强的稳定性,对蛋白酶K、胃蛋白酶、碱性蛋白酶处理敏感。菌株发酵液存在抑菌蛋白和脂肽类物质。【结论】菌株PC2在食品保鲜和农业生防中具有潜在的开发应用价值。     

人表皮生长因子发酵液的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳

一般蛋白质样品的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)通常只用一种浓度的分离胶(单层分离胶)。我们发现,将这种方法用于未经处理的重组人表皮生长因子(rhEGF)发酵液的电泳时,效果不好。我们推测可能是由于发酵液成分复杂,蛋白分子大小不均。基于这种考虑,我们就分离胶浓度对电泳效果的影响进了一些探索。     

木聚糖酶高产菌株的诱变*

出发菌株Aspergillus niger M1经过紫外线诱变得到一株木聚糖酶活力提高30％的突变株A．niger J506。木聚糖酶谱带检测发现,突变株成熟发酵液中有3种类型的木聚糖酶,而出发菌株中只有两种。经过正交试验得出突变株产酶的最佳发酵条件为：主碳源浓度4％、麸皮与玉米芯的比例为5：5、葡萄糖浓度0．1％、草酸铵浓度2．0％,培养基初始pH为5．0,250mL三角瓶的装液量为100mL。     

响应面法优化膜分离穿山龙薯蓣皂苷工艺研究

本文通过响应面法优选陶瓷膜分离穿山龙薯蓣皂苷的工艺条件。以指标成分转移率为评价,采用单因素方法选取过膜温度(℃)、过膜浓度(g/L)、过膜压力(MPa)三种因素水平。根据Box-Behnken的中心组合实验设计原理,利用Design-Expert软件对数据进行回归分析,得到最佳分离条件。陶瓷膜分离穿山龙薯蓣皂苷的优化条件为:过膜温度30℃、过膜浓度2 g/L、过膜压力0.8 MPa,在此工艺条件下,指标成分转移平均为44.88%。经过响应面优化陶瓷膜分离穿山龙薯蓣皂苷的条件能克服传统水提醇沉工艺导致有效成分损失较大、用醇量大、生产周期长等缺点,具有可操作性,可用于穿山龙薯蓣皂苷的分离。     

乳杆菌Lactobacillus sp.lxp发酵高产L-乳酸研究

筛选得到一株乳杆菌Laetobaeillus sp．,进行发酵生产高浓度L-乳酸的研究。考察了种龄、接种量、温度和不同pH调节剂对乳酸发酵的影响。结果表明：最佳种子培养时间为15h;最佳接种量为15％;最适培养温度为42℃;与氨水和氢氧化钠相比,碳酸钙更适于作为发酵过程的pH调节刺;以葡萄糖为碳源,添加豆粕水解液和玉米浆作为辅料,2L罐培养120h,L-乳酸质量浓度可达202 g/L,糖转化率91．3％,L-乳酸占发酵液中总酸含量98％以上。     

膜分离法纯化大蒜超氧化物歧化酶的条件研究

本文探讨了膜分离技术分离纯化大蒜超氧化物歧化酶(SOD )的工艺条件,研究了中空纤维超滤膜分离提纯大蒜SOD的工艺参数.通过单因素实验,分析了温度、压力、透过率对SOD活力回收率的影响;并通过正交实验确定出超滤膜分离法的最佳条件:温度32 ℃,压力0.15 MPa,透过率90%.在此基础上研究了纳滤膜对超滤液进行浓缩纯化的工艺条件,适宜的纳滤条件为:温度32 ℃,压力1.4 MPa.