响应面法优化黑曲霉HDF05产β-葡萄糖苷酶过程参数

为获得黑曲霉Aspergillus niger HDF05菌株较高的β-葡萄糖苷酶酶活,对其发酵条件进行了优化。采用Plackett-Burman实验设计考察关键发酵操作参数对产酶的影响。继而采用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,并结合中心组合实验和响应面对4个显著性因素进行分析。Plackett-Burman实验结果表明,发酵温度、装液量、麦麸和 (NH4)2SO4浓度对β-葡萄糖苷酶合成影响显著。通过响应面分析得到一元二阶方程,对方程求解得到优化的发酵过程参数：发酵温度为28 ℃,装液量为71.4 mL/250 mL,麸皮浓度为36 g/L,(NH4)2SO4浓度为5.5 g/L。采用该优化的过程参数,菌株的最大产β-葡萄糖苷酶活力可达60.06 U/mL,较优化前提高了23.9％。将黑曲霉HDF05产生的β-葡萄糖苷酶用于酸解玉米芯纤维残渣的酶解实验中,可明显降低纤维二糖的积累,48 h内可使玉米芯纤维素残渣酶解得率达到80.4％。     

酶水解菊芋糖浆发酵生产琥珀酸的初步研究

用产菊粉酶的一株黑曲霉菌株进行产酶发酵条件和水解条件研究,在30℃,pH 6.0,摇床转速200 r/min,发酵时间为3 d的最适产酶条件下,酶活可以达到45.9 U/mL.以总糖含量为85.2 g/L的菊芋粉为初始底物,最适酶水解条件为温度50℃,加黑曲霉培养液的量为10%(v/v),水解12 h后,水解率达到99.6%.用此酶解液在5 L搅拌发酵罐中进行琥珀酸发酵,初始还原糖浓度53.5 g/L,36 h发酵产琥珀酸43.8 g/L,琥珀酸产率0.83 g/g,糖利用率99.0%,琥珀酸生产强度1.22 g/(L·h).     

微生态白酒糟饲料发酵条件的优化

为优化微生态白酒糟饲料发酵条件,以米曲霉、黑曲霉和酵母菌组合发酵白酒糟,共设计16个发酵组合,根据感官特征初筛出3个组合进行后续发酵实验。测定发酵前、后常规营养成分及发酵后的酶活力,确定最优组合并检测氨基酸含量。结果显示,以米曲霉(0.05%)、黑曲霉(0.05%)和酵母菌(0.05%)组合发酵(80%酒糟+10%玉米+10%麦麸)的效果最好:与发酵前相比,粗蛋白含量、真蛋白含量、酸性蛋白酶活力、中性蛋白酶活力和纤维素酶活力分别提高了30.39%、38.06%、41.69%、67.00%和103.84%,总氨基酸含量提升17.74%,酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量分别降低23.64%、20.40%。     

固定化纤维二糖酶的研究

黑曲霉 (AspergillusnigerLORRE 0 12 )的孢子中富含纤维二糖酶 ,将这些孢子用海藻酸钙凝胶包埋后 ,可以方便有效地固定纤维二糖酶。固定化后的纤维二糖酶性能稳定 ,半衰期为 38d ,耐热性和适宜的pH范围均比固定化前有所增加 ,其Km 和Vmax值分别为 6 .0 1mmol L和 7.0 6mmol (min·L)。利用固定化纤维二糖酶重复分批酶解10g L的纤维二糖 ,连续 10批的酶解得率均可保持在 97%以上 ;采用连续酶解工艺 ,当稀释率为 0 .4h- 1 ,酶解得率可达 98.5 %。玉米芯经稀酸预处理后 ,其纤维残渣用里氏木霉 (Trichodermareesei)纤维素酶降解 ,酶解得率为6 9.5 % ;通过固定化纤维二糖酶的进一步作用 ,上述水解液中因纤维二糖积累所造成的反馈抑制作用得以消除 ,酶解得率提高到 84.2 % ,还原糖中葡萄糖的比例由 5 3 .6 %升至 89.5 % ,该研究结果在纤维原料酶水解工艺中具有良好的应用前景。     

黑曲霉固态发酵及酶解玉米皮

以玉米提取淀粉后的玉米皮渣为主要原料,采用黑曲霉固态发酵法产酶再酶解的二步法降解玉米皮中纤维素类物质。经Plackett-Burman法及响应面设计优化发酵条件得:温度30℃,接种量10%,初始水分体积分数60%,物料厚度2.47 cm,初始pH 5.79,发酵时间6 d;滤纸比酶活可达11.01 U/g,较原始酶活提高了40.61%;产酶结束后加入pH 4.8醋酸-醋酸钠缓冲液,置于50℃下酶解144 h,中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维降解率分别为46.09%、48.82%,还原糖质量分数达到9.02%。     

发酵产丁二酸过程中废弃细胞的循环利用

对厌氧发酵产丁二酸后的废弃细胞进行破壁处理,考察了以细胞水解液作为有机氮源重新用于丁二酸发酵的可行性。比较了超声破碎、盐溶、酶解3种方法破碎细胞获得的水解液作为氮源发酵产丁二酸的效果,结果表明酶解制得的细胞水解液效果最佳。以总氮含量为1.11g/L的酶解液(相当于10g/L酵母膏)作为氮源发酵,丁二酸产量可达42.0g/L,继续增大酶解液用量对耗糖、产酸能力没有显著提高。将细胞酶解液与5g/L酵母膏联用发酵36h后,丁二酸产量达75.5g/L,且丁二酸生产强度为2.10g/(L·h),比使用10g/L酵母膏时提高了66.7%。因此,厌氧发酵产丁二酸结束后的废弃细胞酶解液可以替代原培养基中50%的酵母膏用于发酵。     

预处理沙柳酶解液脱毒及其丁醇发酵

为了提高沙柳原料的丁醇发酵效果,考察沙柳原料经过蒸爆、超微粉碎+稀酸和超微粉碎+稀碱预处理后补料酶解的效果,优化了沙柳酶解液活性炭脱毒工艺参数,并对经过脱毒处理的酶解液进行了丁醇发酵研究,结果表明:预处理沙柳原料酶解底物质量浓度为200 g/m L时,3种预处理方法中蒸爆处理法水解效果最好,每克底物的滤纸酶酶加量15 U,酶解96 h后,酶解液总糖质量浓度达到57 g/L。活性炭脱毒处理的最优条件:p H 4.8,碳加量4%(质量分数)、温度70℃、1 h,该条件下的沙柳水解液脱色率达到97.4%、糖损失率3.1%。3种预处理沙柳原料的酶解液经活性炭脱毒后都可以被丁醇梭菌正常利用发酵产丁醇,发酵液总溶剂(ABE)质量浓度约为14 g/L。     

亚硫酸盐甘蔗渣浆酶解液发酵制备乙醇

以亚硫酸盐甘蔗渣浆酶解液作为原料,利用C. shehatae发酵制取燃料乙醇。结果表明：还原糖最适初始质量浓度为葡萄糖140 g/L、木糖60 g/L、酶解液总糖80 g/L。利用初始葡萄糖55.06 g/L、木糖11.18 g/L、纤维二糖4.51 g/L的亚硫酸盐甘蔗渣浆酶解液发酵,经18 h获得乙醇22.98 g/L。乙醇得率为67.23%,葡萄糖利用率为99.27%,木糖利用率为32.96%,C. shehatae适合作为蔗渣为原料的乙醇发酵菌株。     

饲料糖水平对大黄鱼生长和糖代谢的影响

以初始体重为（137.5±0.4）g的大黄鱼Larimichthys crocea为实验对象,在海水浮式网箱中进行为期8周的摄食生长实验,研究饲料中糖水平对其生长、饲料利用、血液生化指标和糖代谢酶活力等的影响,以确定大黄鱼的饲料糖需求量。实验饲料按等氮（粗蛋白质45%）等能（18 kJ/g）设计,糖含量分别为1.75%、6.67%、13.64%、21.15%、26.69%和32.25%。结果表明随着饲料糖水平的升高,大黄鱼特定生长率（SGR）先升高后降低,当糖含量为26.69%时,SGR达最大值,显著高于糖含量为1.75%、6.67%、13.64%和32.25%处理组（P < 0.05）。饲料效率（FER）和蛋白质效率（PER）均在糖含量为13.64%-21.15%时显著高于其他处理组（P < 0.05）。随饲料中糖水平的升高,全鱼粗脂肪含量显著降低,在糖含量为32.25%时降至最低（10.56%）,显著低于其他处理组（P < 0.05）。肝体比和肝糖原含量均随饲料糖水平的升高而显著升高（P < 0.05）,在糖含量为32.25%时达到最大值,显著高于糖含量为1.75%和6.67%处理组（P < 0.05）。随饲料糖水平的升高,血浆甘油三酯和胆固醇水平均显著降低（P < 0.05）,而血糖水平不受饲料糖含量的影响（P>0.05）。大黄鱼血清溶菌酶、脂蛋白脂酶和肝脂酶活性均随饲料糖水平的升高显著降低（P < 0.05）,而肠淀粉酶活性表现为先升高后降低,在糖含量为26.69%时,酶活力达到最大值。随饲料糖水平的升高,大黄鱼肝脏己糖激酶活性先上升后下降,在糖含量为21.15%时达到最大值,显著高于糖含量为32.25%处理组（P < 0.05）,而丙酮酸激酶活力在糖水平为32.25%时达到最大值,显著高于糖含量为1.75%和6.67%处理组（P < 0.05）。用二次多项回归模型拟合特定生长率和饲料糖水平的关系,得到大黄鱼饲料中最适糖含量为22.7%。     

复合微生物菌剂发酵在棉籽饼脱毒中的应用

以棉籽饼为原料,采用黑曲霉(Aspergillus niger)、热带假丝酵母(Candida tropicalis)、短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)4种微生物的复合菌剂作为棉籽饼固体发酵的主要菌种。通过测定发酵液中糖含量的变化,考察4种菌株两两之间的关系,测定棉籽饼脱毒率和发酵前后蛋白含量。结果显示:4种菌株可以互惠共生;当黑曲霉、热带假丝酵母、短小芽胞杆菌、保加利亚乳杆菌的接种比例为2:2:1:1,固体发酵后蛋白含量为37.71%,比发酵前提高了2.74%,是良好的蛋白饲料。棉籽饼脱毒率为84.63%,棉酚含量为116.20mg/kg,达到饲用标准。     

黑曲霉As3.4309发酵转化芦丁的研究

目的:利用黑曲霉As3.4309发酵产酶,对芦丁的二元糖苷链进行水解,以得到苷元槲皮素.方法:研究黑曲霉As3.4309的最佳产酶条件,对芦丁进行生物转化;用凝胶层析进行转化产物的分离纯化,核磁共振法鉴定其结构.结果:黑曲霉As3.4309发酵转化芦丁的最佳条件:pH为7.0,碳源为3%稻草粉、2%麸皮,氮源为0.5%硫酸铵、0.5%蛋白胨,KH2PO4 3.0mg/mL,MsSO4·7H2O 0.5mg/mL,FeSO4·7H2O 7.5mgL,MnSO4·H2O 2.5mg/L、ZnSO4 2.0mg/L、CoCl2 3.0mg/L,温度30℃,转速180r/min,接种量10%.主要转化产物经过鉴定为槲皮素.结论:该方法简单方便,有效地实现了芦丁的转化,转化产物槲皮素的转化率达到54.36%.     

不同产地槐米的质量综合评价研究

为了进一步完善槐米的质量评价方法,并对不同产地槐米进行质量评价,本研究按照2015版《中华人民共和国药典》方法测定水分、总灰分、酸不溶性灰分、浸出物和总黄酮;采用HPLC法测定槐米中芦丁、水仙苷、槲皮素、异鼠李素4种成分的含量,并通过SPSS 20. 0软件进行聚类分析和主成分分析。54批槐米样品的水分、总灰分和酸不溶性灰分均符合药典标准;南方产槐米的浸出物及黄酮类成分含量均普遍高于北方产槐米。聚类分析和主成分分析将54批槐米聚为3类,分类结果与地域有较大关系。本研究较全面地评价了全国54个产地槐米的质量,为槐米的产品开发提供了实验依据。     

混合菌固体发酵花生粕的工艺优化

本实验选用符合《饲料添加剂品种目录》的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)EM1、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)JM、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)BW2作为发酵菌株对花生粕进行固体发酵,以多肽和总酸含量为指标,通过单因素实验及正交试验对植物乳杆菌、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌接种量,发酵温度,发酵时间和料液比进行优化。确定工艺参数为:植物乳杆菌接种量5%,酿酒酵母接种量9%,枯草芽孢杆菌接种量9%,料液比1∶1.2,发酵温度37℃,发酵时间48 h。在此条件下发酵花生粕,多肽和总酸含量分别为18.89%±0.35%和9.12%±0.23%,较优化前分别提高33.78%和24.45%,提高幅度较大,可见优化后工艺稳定且重复性较好。     

低温纤维素酶菌株CNY086发酵条件优化(Ⅱ)

本文是在前文(Ⅰ)确定菌株CNY086低温纤维素酶发酵培养基的基础上,通过单因素和正交实验研究温度、装液量、接种量及种龄对菌株CNY086低温纤维素酶发酵影响.最适发酵温度、装液量、接种量和种龄分别为15℃、250 mL/500 mL、15%、10 h.上述条件下CNY086菌株5 L发酵酶活力为104.36 U/mL.     

黑曲霉嗜热β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中的克隆表达及其魔芋降解产物分析

根据毕赤酵母密码子偏好性优化设计合成一段来自黑曲霉BK01的嗜热β-甘露聚糖酶基因,通过构建表达载体pPICZαA-man线性化后电转化入不同的毕赤酵母宿主,获得最佳重组菌KM71-MAN,其发酵罐发酵酶活最高达2 318.85 IU/mL。表达产物纯化后的分子量约为40 kD,最适反应温度为80℃,最适pH为5.0。该酶在70℃(pH5.0)保温44 h仍能保留43%的酶活力且在pH3.0-7.0范围内保温70 h(50℃)酶活力仍能保留85%以上。利用发酵罐所产重组酶酶解魔芋胶制备甘露低聚糖,产物以甘露二糖和甘露六糖为主,甘露低聚糖得率为55.6%。该重组β-甘露聚糖酶具有良好的热稳定性和pH稳定性,在魔芋制备甘露低聚糖中具有较好的应用潜能。     

甜菜渣发酵制备蛋白饲料的研究

以甜菜渣为原料,对固态发酵制备菌体蛋白饲料进行了研究。将纤维素酶水解法替代常规的黑曲霉发酵法进行原料的预处理,其最适酶解条件为:纤维素酶添加量为25 u.g-1,酶解时间为16 h。以面包酵母B188和产朊假丝酵母B204为菌种进行混合发酵,在最适发酵条件下,50 h粗白质质量分数达到21%,蛋白质净增量为14%。     

稀碱预处理棕榈残渣制备纤维乙醇

以棕榈残渣(Empty fruit bunch,EFB)为原料,通过预处理、酶解、发酵等过程制备纤维乙醇.首先对比了碱、碱/过氧化氢等预处理条件对棕榈残渣组成及酶解的影响,结果表明稀碱预处理效果较好.适宜的稀碱预处理条件为:NaOH浓度为1％,固液比为1∶10,在40℃浸泡24 h后于121℃下保温30 min,在该条件下,EFB的固体回收率为74.09％,纤维素、半纤维素和木质素的含量分别为44.08％、25.74％和13.89％.对该条件下预处理后的固体样品,以底物浓度5％、酶载量30 FPU/g底物酶解72 h,纤维素和半纤维素的酶解率分别达到84.44％和89.28％.进一步考察了酶载量和底物浓度对酶解的影响以及乙醇批式同步糖化发酵,当酶载量为30 FPU/g底物,底物浓度由5％增加至25％时,利用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae(接种量为5％,VIV)发酵72 h后乙醇的浓度分别为9.76 g/L和35.25 g/L,可分别达到理论得率的79.09％和56.96％.     

去壁酶与酶解方式对曲霉原生质体释放的影响

研究了纤维素酶、蜗牛酶、溶菌酶以及菌丝体培养方式和酶解方式对黑曲霉和米曲霉菌丝释放原生质体的效应。发现黑曲霉菌丝原生质体制备最佳条件为固体透析培养菌丝体,2%纤维素酶,在平皿中,28℃和80r/min条件下酶解3h;米曲霉原生质体制备最佳条件为2%纤维素酶+1%蜗牛酶+5mmol/L二硫苏糖醇,酶解时间6h,其它条件与黑曲霉的相同。     

纤维素酶降解小麦秸秆最适条件的研究及其动力学分析

以小麦秸秆为原料,通过正交实验对纤维素酶降解秸秆纤维的影响因素进行了研究。结果表明,影响小麦秸秆降解的因素依次为:酶量>酶解时间>料液比>反应温度,其最适条件是:加酶量为40u/g,酶解时间为10h,反应温度为40℃,料液比为1∶3,总糖含量达到43.24%。以米氏方程为基础,建立起最适酶解条件下总纤维素降解的动力学模型。     

固定化纤维二糖酶的研究

黑曲霉（Aspergillus niger LORRE 012）的孢子中富含纤维二糖酶,将这些孢子用海藻酸钙凝胶包埋后,可以方便有效地固定纤维二糖酶。固定化后的纤维二糖酶性能稳定,半衰期为38 d,耐热性和适宜的pH范围均比固定化前有所增加,其K_m和V_max值分别为6.01 mmol/L和7.06 mmol/(min·L)。利用固定化纤维二糖酶重复分批酶解10 g/L的纤维二糖,连续10批的酶解得率均可保持在97%以上;采用连续酶解工艺,当稀释率为0.4 h^-1,酶解得率可达98.5%。玉米芯经稀酸预处理后,其纤维残渣用里氏木霉（Trichoderma reesei）纤维素酶降解,酶解得率为69.5%;通过固定化纤维二糖酶的进一步作用,上述水解液中因纤维二糖积累所造成的反馈抑制作用得以消除,酶解得率提高到84.2%,还原糖中葡萄糖的比例由53.6%升至89.5%,该研究结果在纤维原料酶水解工艺中具有良好的应用前景。