VC二步发酵新组合菌系的研究

选用苏云金芽孢杆菌与氧化葡萄糖酸杆菌组成一新组合菌系 ,其摇瓶发酵转化率较原菌系提高 4 .83% ,且具有耐受高浓度 (10 % )山梨糖的特性。在 4m3 发酵罐中 ,连续 4批发酵平均转化率较对照菌系提高 8.16 % ,周期缩短 2 3.7%。新菌组合系的发酵转化率与玉米浆浓度成正相关性 ,尿素浓度x2 =1.4 5 % (g/ 10 0mL)时 ,转化率达最大。     

Vc二步发酵伴生菌巨大芽孢杆菌的选育

巨大芽孢杆菌经紫外线诱变,获得2株耐低pH、抗KGA的菌株：Bn,B5。在pH6.7～7．0的发酵培养基中与氧化葡萄糖酸杆菌发酵,Bn和B5的平均糖酸转化率分别提高3.5％,3．3％.在pH6．2的发酵培养基中,平均糖酸转化率提高11．4％,12．3％。在pH6．2和pH7．0含3％KGA的培养基中,2菌提前3～6h到达对数生长期,稳定期延长3～6h.经连续30代转接,特性稳定。     

葡萄糖补加对VC二步发酵产古龙酸的影响

研究了葡萄糖的补加对维生素C二步发酵产酸的影响.摇瓶发酵实验结果表明,15%的接种量,接种至底物山梨糖浓度为8%的发酵培养基,发酵24h时,补加0.08%的葡萄糖,可提高发酵转化率5.2%.     

维生素C二步发酵的新组合菌系

以掷孢酵母作为伴生菌与氧化葡萄糖酸酐菌组成新混菌体系,对其产酸性能和特点进行了研究。实验室摇瓶结果显示,新菌系混菌状态不同,产酸不同,以KGA含量为4．8,小菌／掷孢酵母为31：1种液接种时,最有利于产酸,增加接种生物量可提高产酸速度,缩短发酵周期,但不影响最终产酸量,相同条件下,新菌系产酸能力高于现有菌系,酸量增加5mg/ml-7mg/ml,发酵周期缩短6h-8h,酸转经率提高3％4－％,最高产酸点PH值下降约0．5,表现出较大的产酸潜力和可修饰性。     

维生素C二步发酵中巨大芽孢杆菌对氧化葡萄糖酸杆菌生长和产酸的影响

通过测定氧化葡萄糖酸杆菌转化L－山梨糖中成ZKGA的细胞酶活性、摇瓶发酵及中长变化,研究了Vc:步发酵中巨大茅孢杆菌对氧化葡萄糖酸杆菌生长和产酸作用的影响。结果显示：巨大芽孢杆菌胞外液和胞内液均可促进氧化葡萄糖酸杆菌的增殖,主要表现为缩短其中长周期中的延迟期;巨大芽孢杆菌通过所产生的部分生物活性物质增强氧化葡萄糖酸杆菌产酸的细胞酶活性,促进氧化葡萄糖酸杆菌转化L一山梨糖生成2KGA.     

混合培养中巨大芽孢杆菌对氧化葡萄糖酸杆菌的作用

为查明维生素Ｃ二步发酵混合培养中巨大芽孢杆菌与氧化葡萄糖酸杆菌间的关系,通过生长曲线测定、静息细胞实验及摇瓶发酵实验研究了巨大芽孢杆菌对氧化葡萄糖酸杆菌生长和产生２－酮基－Ｌ－古龙酸作用的影响;采用超滤分离、凝胶层析及聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对巨大芽孢杆菌胞外液中具有促进氧化葡萄糖酸杆菌产酸作用的活性物质进行了分离和纯化。结果表明,大菌胞内液和胞外液均可促进小菌生长,大菌胞外液中具有该作用的组分分子     

氧化葡萄糖酸杆菌中硫辛酸合成模块对维生素C一步混菌发酵的影响

在由氧化葡萄糖酸杆菌和普通生酮古龙酸杆菌构建的维生素C两菌一步发酵体系中,为了强化氧化葡萄糖酸杆菌对普通生酮古龙酸杆菌生长和产酸的促进作用,文中在氧化葡萄糖酸杆菌中构建硫辛酸合成功能模块。由含硫辛酸功能模块的氧化葡萄糖酸杆菌和普通生酮古龙酸杆菌组成的两菌一步体系,能减轻普通生酮古龙酸杆菌单菌培养时的生长抑制,强化两菌的互作关系,使维生素C前体(2-酮基-L-古龙酸,2-KGA)的产量提高到73.34 g/L(对照组为59.09 g/L),醇酸转化率提高到86.0%。研究结果为进一步优化维生素C两菌一步发酵体系提供了新思路。     

Vc二步发酵中伴生菌的作用机制

应用细胞培养和膜分离技术研究了Vc两步发酵中伴生菌巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）对氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter oxydans）产酸作用机制。结果表明：巨大芽孢杆菌培养液中分子量在30－50kD及大于100kD组分明显促进产酸：其组分通过凝胶怪析分离纯化,自动紫检测仪检测（280nm）,聚丙烯酰胺凝胶电泳及考马斯亮兰G250特异染色,初步证实为蛋白质,且至少是两种以上蛋白质,它们在低温下稳定性较好。     

一种Vc二步发酵伴生菌的筛选方法

采用发酵种液离心法对Vc二步发酵伴生菌筛选方法进行研究。将发酵12h的发酵液4000r／min离心l0min,取上清液以20％的接种量接入种子发酵液中（30ml／250m1）,再接入1／20环大菌,29℃振荡（180r／min）培养24h,将发好种液以15％接种量转接摇瓶发酵（20ml/250ml）,29℃振荡（180r／min）培养,待残糖降至lmg/ml以下测酸。摇瓶发酵结果表明,此方法易操作、效率高,可应用于伴生菌筛选的初筛过程中。     

离子注入氧化葡萄糖酸杆菌的诱变效应

本文运用离子注入对维生素C前体2—酮基—L—古龙酸的产生菌氧化葡萄糖酸杆菌的诱变效应进行了研究,确立了以8％甘油作保护剂,并就低能离子注入条件进行了参数设定。     

环境因子对新组合菌系产生Vc前体KGA的影响

通过测定氧化葡萄糖酸杆菌产酸变化,研究了环境因子对新菌系产酸酌影响。结果显示：新混菌体系产酸温度范围为24—33℃,28℃左右为最适,适当增加通气量(25—35ml装液量,300ml三角瓶)有利于掷孢酵母和氧化葡萄酸杆菌协调,通气量过大、过小都会破坏二菌比例,进而破坏而二菌间协调性,不利于2-酮基-L-古龙酸的积累。     

VC三菌种一步发酵方法的构建与研究

就维生素C微生物一步发酵方法进行了探索,构建了酮古龙酸杆菌、氧化葡萄糖酸杆菌和芽孢杆菌三菌混菌一步发酵的方法。研究发现,植物内生芽孢杆菌可以与酮古龙酸杆菌配合,促进酮古龙酸杆菌生长和产酸。在有山梨醇存在的条件下酮古龙酸杆菌及其伴生菌能够快速地生长增殖,植物内生芽孢杆菌在发酵的10h中不断消耗山梨醇。5L的发酵罐中,酮古龙酸杆菌、氧化葡萄糖酸杆菌和植物内生芽孢杆菌三菌混菌一步发酵在恒定的30℃温度,600r/min搅拌速度和1.5vvm通气条件下,补料发酵过程中醇酸质量转化率达到了81.89%,在分批发酵过程中,醇酸质量转化率达到了87.90%,进一步优化了维生素C生产工艺。     

氧化葡萄糖酸杆菌酶学和分子生物学研究

对氧化葡萄糖酸杆菌初级代谢途径中的关键酶及分子生物学研究做了系统的评述 ,展望了分子技术改造氧化葡萄糖酸杆菌和优化 2 KGA代谢途径的可能。     

谷胱甘肽对VC一步发酵作用的研究

谷胱甘肽（GSH）能有效促进酮古龙酸杆菌的生长。就GSH对氧化葡萄糖酸杆菌和酮古龙酸杆菌一步混菌发酵的作用进行了探索,为进一步阐明维生素C一步发酵过程中氧化葡萄糖酸杆菌和酮古龙酸杆菌的关系并提供发酵工艺优化的依据。研究发现,在5L的发酵罐中,外加1mg/ml的GSH对混菌的发酵有着显著的促进作用,2-酮-L-古龙酸（2-KGA）产量提高了22.8%。通过16S rDNA荧光定量PCR法测菌数,发现GSH的添加使酮古龙酸杆菌的生长提高到148%,但抑制氧化葡萄糖酸杆菌的生长,使其生物量下降到61%。运用代谢组学方法分析发现,GSH能促进酮古龙酸杆菌的磷酸戊糖、三羧酸循环、硫酸盐等代谢,同时减缓氧化葡萄糖酸杆菌对L-山梨糖的消耗,以促进整个混菌体系的发酵效率。     

一种Vc二步发酵伴生菌的初筛方法

目的：建立一种Vc二步发酵高效伴生菌的快速初筛方法。方法：通过测定OD650,以伴生菌进入对数期的早晚和对数期持续长短为判断菌株伴生潜力的依据。结果：10h前进入对数期,对数期持续时间约12h的菌株具有高效的促进小菌生长和发酵产古龙酸的潜力。概率为71%。结论：以伴生菌进入对数期的早晚和对数期持续长短为判断依据的新的菌株快速初筛方法,简便、高效,利于大规模初筛应用。     

以掷孢酵母作为伴生菌产生VC前体KGA的研究

以掷孢酵母作为伴生菌与氧化葡萄糖酸杆菌组成新混菌体系,通过测定生长代谢曲线,对其产酸性能和特点进行了研究。结果表明：相同条件下,新菌系产酸能力高于现有菌系,酸量增加5-7mg/ml,发酵周期缩短6-8h,酸转化率提高3-4%,最高产酸点pH值下降约0.5个单位,表现出较大的产酸潜力和可修饰性。     

Molecular cloning and functional expression of d-arabitol dehydrogenase gene from Gluconobacter oxydans in Escherichia coli

A NADP-dependent d-arabitol dehydrogenase gene was cloned from Gluconobacter oxydans CGMCC 1.110 and functionally expressed in Escherichia coli. With d-arabitol as sole carbon source, E. coli transformants grew rapidly in minimal medium, and produced d-xylulose. The enzymatic properties of the 29kDa enzyme were documented. The DNA sequence surrounding the gene suggested that it is part of an operon with several components of a sugar alcohol transporter system, and the d-arabitol dehydrogenase gene belongs to the short-chain dehydrogenase family.     

Isolation and Characterization of Thermotolerant Gluconobacter Strains Catalyzing Oxidative Fermentation at Higher Temperatures

Thermotolerant acetic acid bacteria belonging to the genus Gluconobacter were isolated from various kinds of fruits and flowers from Thailand and Japan. The screening strategy was built up to exclude Acetobacter strains by adding gluconic acid to a culture medium in the presence of 1% D-sorbitol or 1% D-mannitol. Eight strains of thermotolerant Gluconobacter were isolated and screened for D-fructose and L-sorbose production. They grew at wide range of temperatures from 10°C to 37°C and had average optimum growth temperature between 30-33°C. All strains were able to produce L-sorbose and D-fructose at higher temperatures such as 37°C. The 16S rRNA sequences analysis showed that the isolated strains were almost identical to G. frateurii with scores of 99.36-99.79%. Among these eight strains, especially strains CHM16 and CHM54 had high oxidase activity for D-mannitol and D-sorbitol, converting it to D-fructose and L-sorbose at 37°C, respectively. Sugar alcohols oxidation proceeded without a lag time, but Gluconobacter frateurii IFO 3264^T was unable to do such fermentation at 37°C. Fermentation efficiency and fermentation rate of the strains CHM16 and CHM54 were quite high and they rapidly oxidized D-mannitol and D-sorbitol to D-fructose and L-sorbose at almost 100% within 24 h at 30°C. Even oxidative fermentation of D-fructose done at 37°C, the strain CHM16 still accumulated D-fructose at 80% within 24 h. The efficiency of L-sorbose fermentation by the strain CHM54 at 37°C was superior to that observed at 30°C. Thus, the eight strains were finally classified as thermotolerant members of G. frateurii.     

玉米浆对Vc二步发酵产2-酮基-L-古龙酸影响的研究

通过在培养基中添加不同量的玉米浆,研究其对氧化葡萄糖酸杆菌（俗称小菌）生产Vc前体2-酮基-L-古龙酸的影响,并研究玉米浆成分中的12种主要氨基酸对小菌产酸的影响。结果表明：每100 mL发酵培养基中添加2.5 g左右过滤除菌玉米浆时,2-酮基-L-古龙酸产量高达26.84 mg/mL,小菌活菌数为不添加玉米浆时小菌单菌发酵下的9.74倍。过量玉米浆抑制小菌产酸。12种氨基酸单独与氧化葡萄糖酸杆菌发酵培养及全部混合后与氧化葡萄糖酸杆菌发酵培养对产酸及菌体生长无影响。