溶氧对L-缬氨酸发酵过程的影响

目的:以黄色短杆菌XV0505为供试菌,探索溶氧对L-缬氨酸发酵过程的影响及其控制策略。方法:利用5L发酵罐,考察了不同溶氧浓度对L-缬氨酸发酵的影响,并采用代谢流分析对其结果进行阐述,提出分阶段溶氧控制策略。结果:采用分阶段溶氧控制策略,即在0～24h溶氧浓度为20%,24～60h溶氧浓度为5%,发酵60h,L-缬氨酸可达到58.36g/L,比5%和20%溶氧浓度下分别提高了18.95%和13.56%。结论:溶氧浓度对L-缬氨酸发酵有重要影响。     

苏云金杆菌溶氧控制发酵

利用BIOSTATC10自控发酵罐 ,研究了Bt菌种Gc - 91进行间歇培养时氧的供需特性。研究表明 ,以生产培养基配方进行发酵时 ,生长高峰期的临界氧浓度在DO12 .0 %～ 17.5%之间 ,控制溶氧接近于临界氧浓度进行发酵 ,Bt晶体含量和毒力效价有大幅提高。     

幼畜腹泻双价基因工程疫苗(K88、K99)的高密度发酵生产工艺及抗原过量表达

本文报道了幼畜腹泻双价基因工程疫苗(K88、K99)的高密度发酵生产工艺和抗原基因的过量表达研究结果。采用New Biunswick公司发酵罐,主要发酵参数为搅拌速度1000rpm,通气量为18L／min,溶氧为25％,pH6．5,罐压为48．3kPa,温度37℃,发酵时间为20h。菌体浓度为A 6 0 0 nm40以上,K88、K99抗原效价分别达212水平。发酵过程中发现表达的抗原除装配细菌伞毛之外,过量表达的抗原以相当于伞毛中抗原浓度游离存在于溶液中。含双价疫苗基因的表选型质粒的稳定性在发酵20h后保持在70％。本文结果表明利用小型发酵罐(10L发酵液)每次可制备10000支疫苗,完全可以满足对幼畜腹泻基因工程疫苗盼大量需要。     

混菌发酵生产γ-聚谷氨酸的工艺条件优化

采用谷氨酸棒杆菌S9114和枯草芽胞杆菌NTG-4在10 L自控发酵罐上进行混菌发酵,探索混菌发酵生产γ-聚谷氨酸的可行性并进行工艺优化。结果表明:温度、接种量、pH及溶氧对聚谷氨酸发酵有较大影响,发酵前期维持32℃,6 h提温至37℃变温控制,谷氨酸棒杆菌和枯草芽胞杆菌接种量分别为5%和0.5%,pH 7.0,溶氧20%最有利于γ-聚谷氨酸发酵,在此条件下发酵32 hγ-聚谷氨酸最高产量为38.3 g/L。     

西洋参细胞大量培养的工艺学研究

较适合于植物细胞悬浮培养的培养液体积为三角瓶总容量的1／5至2／5。氧溶浓度的输出随着温度的增加而增加。西洋参细胞培养液的粘性明显大于无细胞培养液。细胞发酵培养较合适的搅拌速度为60rpm。渗透压的增大会明显地提高细胞培养物的皂甙含量,但对细胞的生长不利。本研究为今后设计出适合于西洋参细胞大量培养的发酵罐提供了重要的依据。     

溶氧对杀菌肽-X发酵工艺的影响

本研究采用 30L自动控制发酵罐研究了重组杀菌肽 X工程菌的基本发酵条件。经 12h发酵培养 ,发酵培养基中氨苄青霉素浓度为 0和 100μg/mL时 ,包涵体得率基本一致 ,干重分别为1.24和1.20g L ;控制溶氧为 20%～30%和溶氧自然变化 (转速分别为 250和150r/min)的条件下 ,包涵体得率有较大差异 ,干重分别为0.05、0.71和1.24g L。在较优化的发酵条件下 ,目的融合蛋白的表达量占菌体总蛋白的 45%～50%。     

重组大肠杆菌的高密度发酵和甘油生产条件的初步研究

在摇瓶中进行重组大肠杆菌菌株BL21高密度发酵条件的研究,考察了葡萄糖浓度、盐离子浓度、温度、接种量、发酵时间等对该菌株生产甘油的影响。初步确定底物浓度为2.5%,盐离子浓度0.2%,温度为37℃,接种量为2%,经24h的摇瓶发酵,甘油产量最高达6.8g/L。在30L发酵罐实验中、按初步确定的优化条件发酵26h,甘油产量可达46.67g/L,是LB/葡萄糖培养基中甘油产量的2.06倍。     

Serratia sp. PS-2产几丁质酶发酵条件研究

采用平板透明圈法,从海洋红树林根泥筛选得到一株产几丁质酶较强沙雷氏菌株Serratia sp. PS-2.为实现工业化生产几丁质酶,考察了以几丁质为诱导剂,碳源、氮源、NaCl 浓度、培养温度、时间、培养液酸碱度、通气量和搅拌速度等对产酶的影响,得到了优化的发酵条件.5L发酵罐实验表明,该菌株可在发酵72h内达到产酶高峰,最高酶活力可达到0.68 U/mL.     

MM3工程菌的大规模发酵培养工艺研究

首先在50L发酵罐上研究了MM3工程菌的发酵培养工艺。确定了接种量、搅拌转速、pH和补料速率等参数,活菌数可达每毫升211亿。以溶氧为放大准则可成功地将该工艺在200L国产发酵罐上再现。说明该工艺具有可放大性,可在全国各药厂推广应用。     

硫胺素及溶氧对解脂亚洛酵母联产酮酸的影响

α-酮戊二酸和丙酮酸是重要的酮酸,广泛应用于食品、医药等领域。以本研究室在前期的工作中诱变选育的Yarrowia lipolytica WSH-Z06 C3为出发菌株,高效联产α-酮戊二酸和丙酮酸。在摇瓶水平上初步确定了最佳氮源浓度以及接种密度。在此基础上,重点考察了在15 L发酵罐上硫胺素浓度以及溶氧控制参数对酮酸联产的影响。结果显示,硫胺素最佳浓度为0.2μg/L,α-酮戊二酸和丙酮酸分别高达24.5、53.7 g/L。与未优化的对照相比,酮酸总产量和丙酮酸总转化率均提高了57.9%。溶氧水平控制在50%,发酵96 h酮酸总产量高达53.2 g/L。通过两阶段溶氧调控,酮酸总产量高达64.7 g/L,比未调控前提高了21.2%。通过硫胺素与溶氧水平的优化,显著提高了酮酸的产量,进一步为酮酸的工业化生产提供参考。     

白灵菇液体发酵条件研究初报

通过对白灵菇液体摇瓶发酵的研究 ,确定了适宜白灵菇液体培养的条件为 :装液量为 15 0ml(5 0 0ml)、接种量为 10 %、pH值为 5 .0～ 6 .0、CMC浓度为 0 .4 % ;并通过发酵罐培养 ,研究其发酵过程中的pH值、溶氧值 (DO)的变化。     

表达重组葡激酶-水蛭素融合蛋白的大肠杆菌工程菌的高密度培养

采用溶氧反馈的分批培养流加补料的方法高密度培养重组大肠杆菌BL21(DE3)生产重组葡激酶-水蛭素融合蛋白。通过摇瓶培养对菌种和培养条件的初步筛选,采用溶氧反馈的流加补料策略,进行了5L发酵罐的合成培养基和复合培养基的发酵工艺的研究。通过对培养条件的不断优化,重组葡激酶-水蛭素融合蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)里得到了高效表达,菌体密度最终达到115g/L(WCW)以上,可溶性重组融合蛋白占菌体总蛋白的30%以上,含量约为1.1~1.2g/L。5L发酵罐的发酵工艺参数在40L发酵罐中进行了放大培养,结果表明该工艺能有效的放大,可适用于工业生产。     

溶氧浓度对A群脑膜炎球菌荚膜多糖产量及质量的影响

目的研究不同溶氧(dissolved oxygen, DO)浓度对A群脑膜炎球菌(Meningococci group A)荚膜多糖产量及质量的影响,确定A群脑膜炎球菌发酵时的最适DO浓度。方法通过调整发酵罐搅拌转速,通气量和罐内压力,使得A群脑膜炎球菌发酵时发酵液中的DO浓度分别为5%、10%、20%和30%,测定不同DO浓度细菌的生长情况、葡萄糖和氢氧化钠消耗情况,发酵结束后从发酵液中提纯荚膜多糖,比较不同DO浓度荚膜多糖的产量和质量。结果 DO浓度对A群脑膜炎球菌的生长及代谢影响显著,当DO浓度为20%时,发酵液中细菌的终浓度是DO浓度5%的1.9倍,是DO浓度10%的1.3倍;发酵液中的葡萄糖消耗速率和氢氧化钠的用量均随着DO浓度的升高而降低。DO浓度对A群脑膜炎球菌荚膜多糖的产量及质量也有明显影响。当DO浓度为20%时,A群脑膜炎球菌荚膜多糖产量是DO浓度为5%的3倍,是DO浓度为10%的1.7倍;荚膜多糖细菌内毒素含量较DO浓度为5%下降78%,较DO浓度为10%下降64%;分子大小也优于其他溶氧浓度。结论 DO浓度为20%是A群脑膜炎球菌发酵时的最适DO浓度。     

小麦淀粉废水发酵生产丁醇

为降低丁醇发酵的生产成本,以工业废弃物小麦淀粉废水为辅料,在分析废水组成的基础之上补加适当营养成分发酵生产丁醇。选取对丁醇发酵影响最大的木薯浓度、N源种类、N源浓度、无机盐和原料处理方式等因素分别进行考察。结果表明:对于低浓度废水,添加70 g/L木薯、2 g/L酵母粉、1 g/L K2HPO4,原料糊化水解,能够获得较好的摇瓶发酵效果,丁醇和总溶剂产量最高可分别达到14.72和22.65 g/L。在7 L发酵罐水平上,丁醇和总溶剂产量也分别能达到13.51和23.13 g/L。最终,利用生物柴油进行萃取发酵,其溶剂水平得到进一步提高,丁醇和总溶剂产量可分别达到15.13和29.38 g/L。     

重组有机磷水解酶MPH的发酵条件的优化研究

有机磷水解酶在去除有机磷农药残留中具有重要的应用前景。在Escherichia coli BL21(DE3)中实现了有机磷水解酶(MPH)的重组诱导表达之后,为了实现工业化生产MPH,考察了以乳糖为诱导剂,碳源、氮源、金属离子、培养温度、乳糖浓度及诱导时间等对产酶的影响,得到了优化的发酵条件,L9(34)正交实验进一步确定了最佳的碳源、氮源及乳糖浓度。在此基础上利用7L自控发酵罐进行了发酵过程研究,经12h培养,得到菌体12.65g(DCW)/L,MPH表达量为14.56%,酶活18.69I U/mL。     

产氨短杆菌与枯草杆菌发酵产肌苷比较试验

采用诱变得来的枯草杆菌GMI-741和产氨短杆菌GMA-2892在1.2L自控发酵罐上进行肌苷发酵试验,产氨短杆菌GMA-2802在种子培养基中培养15h后,菌浓度达1.0×1011个/ml,而同样条件下,枯草杆菌GMI-741菌浓度只有9.5×109个/ml.在1.2L自控发酵罐上发酵时,GMA-2802发酵周期54h,产肌苷达20.40g/L,发酵液主要原材料成本为441.1元/吨;GMI-741发酵周期60h,产肌苷达19.52g/L,发酵液主要原材料成本为559.1元/吨.     

自絮凝颗粒酵母乙醇连续发酵耦合酵母回用工艺的研究

模拟现有酒精发酵行业普遍采用的多级发酵罐串联系统,建立了一套由三级串联操作的搅拌式发酵罐和两个沉降罐组成的反应器系统,以脱胚脱皮玉米粉双酶法制备的糖化液为发酵底物,培养基初始还原糖浓度为220g/L,添加(NH4)2HPO41.5g/L和KH2PO42.5g/L,以0.057h-1的恒定稀释速率流加,将自沉降浓缩后的酵母乳先后经活化和不活化两种方式处理并循环至第一级发酵罐,系统在两种操作条件下分别达到了拟稳态。实验结果表明活化处理对改善发酵工艺技术指标方面发挥了显著的作用,发酵终点乙醇浓度达到101g/L,还原糖和残总糖分别在3.2和7.7g/L左右,发酵系统的设备生产强度指标为5.77g/(L.h),与无酵母回用的搅拌式反应器系统中自絮凝颗粒酵母乙醇发酵工艺相比,提高了70%。     

木薯粉与甘蔗糖蜜混合发酵高浓度酒精

对木薯粉与甘蔗糖蜜混合原料发酵高浓度酒精的条件进行了优化,先应用P-B(Plackett-Burman)试验筛选影响混合原料高浓度酒精发酵的重要影响因素,结果表明,初始总糖浓度、糖蜜添加时间、初始pH值是影响混合原料酒精发酵的重要因素。采用最陡爬坡实验找到响应面试验的中心点,再利用Box-Behnken设计确定重要参数的最佳水平。各因素的最佳水平是:总糖浓度为29.14%,添加时间为16.5 h,初始pH值为4.7。1 L发酵罐验证试验酒精浓度可达16.07%(V/V)。优化后酒精浓度提高了20%。     

腐霉素发酵工艺的研究

本文报道吸水链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)α-1080菌在小型发酵罐上产生腐霉素(Carriomycin)的研究结果。在发酵罐中进行了通气、搅拌、补加葡萄糖调节碳源浓度及控制溶氧水平等试验,使腐霉素的产量从摇瓶的2000μg/ml提高到3000μg/ml以上,为工业生产打下了基础。     

麦白霉素发酵培养基的改进

研究了淀粉水解液全部替代葡萄糖作为碳源发酵麦白霉素的工艺条件。用正交实验得出摇瓶培养基消毒后的最佳基质浓度为总糖5.0g/100mL,还原糖3.8g/100mL,氨基氮60mg/mL,溶解磷300μg/mL。以50L发酵罐进行实验,得出了麦白霉素的发酵代谢曲线和淀粉的适宜水解条件。经30t发酵罐放大实验结果表明,与葡萄糖作碳源相比,用淀粉水解液作碳源发酵麦白霉素,发酵单位提高23.0％,生产成本降低38.0％。