氮源NH4Cl浓度对粪产碱杆菌发酵生产热凝胶的影响

研究了利用粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)发酵生产热凝胶的发酵条件,氮源是菌体生长的限制性底物,单纯地提高初始底物(氮源)浓度并不一定能促进细菌的生长和产物的合成.在分批发酵过程中,底物消耗导致培养环境pH的改变也是影响细菌进一步生长和产物合成的重要因素.通过增加培养基中初始氯化铵的浓度并同时控制发酵过程的pH条件,得到了较高的菌体浓度,热凝胶的合成水平也得到了显提高.当培养基中NH4Cl浓度提高到3.6g/L时,菌体浓度达到7.2g/L,热凝胶合成的产量可达30.5g/L,比原来NH4Cl浓度为1.1g/L时提高了51.7%.提高菌体浓度意味着需要提高溶氧水平来满足细菌的生长和代谢.初始氮源NH4Cl浓度的增加虽然能使菌体浓度得到提高,但发酵过程对溶氧的需求也相应增加,需要提高搅拌转速和通风以增加供氧水平.但高搅拌速率产生的高剪切力对热凝胶的凝胶性能将产生破坏作用,因此在发酵过程中需要综合考虑细菌培养密度对合成热凝胶产量和质量的影响.     

氨水流加用于粪产碱杆菌热凝胶发酵

热凝胶是粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)在氮源限制条件下生成的水不溶性胞外多糖,分泌到胞外后就附着在菌体外壁,因此在细胞生长期提高生物量对促进热凝胶合成有重要意义。热凝胶分批发酵时, 起始NH4Cl浓度提高到3.6 g/L时能促进菌体生长和热凝胶合成,但是过量NH4Cl会抑制热凝胶合成,且生物量提高不是很明显。为了进一步提高菌体浓度, 在菌体生长期, 氨水取代NaOH溶液进行流加控制pH为7.0, 随后又用2 mol/L NaOH控制pH 5.6。实验表明, 氨水流加使菌体浓度大大提高,流加24 h使菌体浓度达到18.8 g/L。但是菌体浓度过高也会抑制热凝胶的合成,在氨水流加14 h时,菌体浓度在11.9 g/L左右, 热凝胶产量最高（72 g/L）。     

氨水流加用于粪产碱杆菌热凝胶发酵

热凝胶是粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)在氮源限制条件下生成的水不溶性胞外多糖,分泌到胞外后就附着在菌体外壁,因此在细胞生长期提高生物量对促进热凝胶合成有重要意义。热凝胶分批发酵时, 起始NH4Cl浓度提高到3.6 g/L时能促进菌体生长和热凝胶合成,但是过量NH4Cl会抑制热凝胶合成,且生物量提高不是很明显。为了进一步提高菌体浓度, 在菌体生长期, 氨水取代NaOH溶液进行流加控制pH为7.0, 随后又用2 mol/L NaOH控制pH 5.6。实验表明, 氨水流加使菌体浓度大大提高,流加24 h使菌体浓度达到18.8 g/L。但是菌体浓度过高也会抑制热凝胶的合成,在氨水流加14 h时,菌体浓度在11.9 g/L左右, 热凝胶产量最高（72 g/L）。     

葡萄糖和麦芽糖碳源底物对粪产碱杆菌合成凝胶多糖的胞内代谢流影响*

麦芽糖和葡萄糖对粪产碱杆菌发酵合成凝胶多糖有着显著的影响,为了详细分析两种底物对凝胶多糖合成的影响机制,利用恒化培养实验及稳态碳平衡代谢分析,研究发现在稀释速率为0.1h^-1时,利用麦芽糖和葡萄糖为碳源底物的条件下粪产碱杆菌的微观代谢途径通量有较大的差异。以麦芽糖为底物时凝胶多糖的摩尔得率为53.8%,比葡萄糖为碳源时的摩尔得率(36.9%)高出了45.8%以上。同时以麦芽糖为碳源时HMP途径的绝对代谢通量比葡萄糖时的通量提升了40%以上。这条途径通量的增加,提升了NADPH还原力供给速率,促进了依赖于还原力NADPH的凝胶多糖合成途径通量,提升了碳源底物向产物的摩尔转化速率。而且代谢流分析结果显示ED途径通量和能量提供也是影响粪产碱杆菌凝胶多糖合成效率的关键因素。麦芽糖作为碳源底物过程中维持的较低的残留葡萄糖浓度解除了高葡萄糖浓度条件下对凝胶多糖合成的抑制,能够实现更高通量的ATP能量提供效率,更加促进了凝胶多糖合成通量。     

不同的底物流加方式对Alcaligenes faecalis发酵生产热凝胶的影响

目的：研究了在不同阶段、不同的底物流加方式及底物浓度对菌体生长和热凝胶合成的影响,并对粪产碱杆菌WX—C12（Alcaligenes faecalis）发酵生产热凝胶的补料工艺进行了优化。方法：15L发酵罐发酵生产热凝胶,改变培养基中氮源、碳源浓度及流加方式,测定残氮、残糖、菌体浓度及热凝胶产量的变化,确定较优的补料工艺。结果：在菌体生长阶段用氨水控制pH在7．0,可使培养基中氮源浓度维持相对稳定状态,且NH,a初始浓度较低（O．5gtL）更适合菌体生长;热凝胶合成阶段采用葡萄糖连续流加优于间歇补加培养。菌体浓度为11．9g／L时,热凝胶产量最高（72g／L）,产物得率Vp／s为78．8％;当菌体浓度再增加时,热凝胶产量反而下降。结论：确定了粪产碱杆菌发酵生产热凝胶的较优工艺条件,热凝胶产量最高为72g／L,比分批发酵28g/L增加了157％。     

pH控制对热凝胶发酵的影响

热凝胶 (Ｃｕｒｄｌａｎ)是一种直链结构的 β 1,3 葡聚糖 ,由Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｆａｅｃａｌｉｓｖａｒ.ｍｙｘｏｇｅｎｅｓ发酵生产而来 ,是一种新型的微生物胞外多糖[1 ] ,其分子量在 5 0万左右。热凝胶在中性条件下不溶于水 ,但能溶于碱溶液中。加热含有热凝胶的水浊液可形成两种类型的凝胶 ,一种是弹性较低的类似琼脂的可逆胶 ;另外一种是凝胶强度大、弹性好的热不可逆胶。由于热凝胶具有独特的热成胶性能 ,在食品工业 ,特别是高温制作的食品领域具有广阔的应用前景。热凝胶的胶体可以包容和控制药物的扩散 ,所以可以用来作为药物…     

粪产碱杆菌和木糖氧化杆菌败血症：附8例临床分析

本文通过对粪产碱杆菌和木糖氧化杆菌败血症的临床分析，结果表明条件致病菌致病日益增多，并引起严重败血症，这类败血症酷似伤寒的临床表现，易误诊，而且这类菌株对常用抗生素具有耐药性，合理使用抗生素，维持正常微生态平衡是临床工作者的重要课题。     

光电子和光生空穴对粪产碱杆菌代谢产物的影响

【目的】探讨光催化下纳米TiN对粪产碱杆菌代谢情况的影响。【方法】我们通过分别添加空穴捕获剂及电子捕获剂,使用三维荧光光谱分析比较光生空穴和光电子对粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)生长代谢的不同作用。【结果】光照条件下,空穴捕获剂组明显生成了较多的类腐殖质类物质,且比其他实验组有更强的NADH的荧光峰出现,峰强度是其他实验组的4到5倍。黑暗条件下,各实验组之间的代谢产物无明显变化。光照条件下的电子捕获剂组比黑暗条件下有更强的类蛋白质类荧光峰。【结论】本文首次报道光电子会促进粪产碱杆菌产生腐殖质类物质,且会产生更多的能量。光生空穴会促进粪产碱杆菌产生蛋白质类物质。     

热凝胶的高产策略及功能研究进展

热凝胶（curdlan）又名β-（1→3）-D-葡聚糖,在食品、医药、保健品等领域具有重要的应用潜力。由粪产碱杆菌（Alcaligenes faecalis）或土壤杆菌（Agrobacterium sp．）生物合成的热凝胶以成本低廉、提取与纯化技术成熟而成为研究热点。笔者主要针对提高热凝胶产量的菌株改造和发酵控制策略以及热凝胶生物活性的研究进展和相关专利进行综述。     

低聚磷酸盐对粪产碱杆菌合成热凝胶的影响

粪产碱杆菌合成热凝胶需要消耗大量ATP用于前体物质UDPG的再生,利用3种具有不同高能磷酸键的低聚磷酸盐Na4P2O7(2P)、Na5P3O10(3P)和(NaPO3)6(6P)作为高能磷酸键供体,并取代培养基中的KH2PO4-K2HPO4(1P)而作为磷元素供体,研究其对粪产碱杆菌合成热凝胶的影响。结果表明相对于对照磷元素摩尔含量的单倍和双倍量添加3P和6P能够分别提高热凝胶产量23%和134%,达到15.1g/L和30.0g/L;同时副产物乙酸分别较对照降低了87.5%和77.7%;在以双倍量添加6P后,副产物甲酸的生成也显著降低75.7%。当培养基中不含碳酸钙进行低聚磷酸盐添加实验时,生物量显著降低,热凝胶合成几乎没有,发酵液pH最低降到2.1。以磷元素单倍量和双倍量分别添加3P和6P,并与1P混合发酵时,热凝胶产量变化不大;但是,当发酵液不存在碳酸钙而1P被作为缓冲物质时,以单倍量和双倍量添加6P使得热凝胶产量较对照分别提高60.4%和49.4%,分别达到18.4g/L和16.9g/L。     

粪产碱杆菌青霉素G酰化酶在枯草芽孢杆菌中的表达、纯化及其性质

利用PCR技术克隆了粪产碱杆菌 (Alcaligenesfaecalis,CICCAS1.76 7)青霉素G酰化酶 (pencillinGacylase ,PGA)基因 (GenBank登录号AF4 5 5 35 6 )。通过构建工程菌E .coli(pETAPGA) ,该酶在大肠杆菌中获得了表达 ,表达产物分泌到周质空间。进一步构建的工程菌B .subtilis (pMAPGA)和B .subtilis(pBAPGA)实现了该酶的胞外分泌表达。分泌表达的最高表达量为 6 5 3u/L ,比野生型A .faecalis表达量高 10 9倍。表达产物经硫酸铵分级沉淀和DEAE SepharoseCL 6B两步纯化 ,纯度提高 86倍 ,活力回收率达到 81% ,纯化后的PGA活力为 1.4 6 9u/mg。研究表明 ,PGA家族成员中只有粪产碱杆菌PGA和巨大芽孢杆菌PGA可以在枯草芽孢杆菌中分泌表达。与巨大芽孢杆菌PGA相比 ,粪产碱杆菌PGA的最适pH值为 8.0 ,最适温度为 6 0°C ,而且在有机溶剂中具有更强的稳定性。该酶在水相中具有较低的头孢氨苄合成活力。本研究为粪产碱杆菌PGA的获得提供了新的途径。     

贯叶连翘总提取物对谷氨酸棒状杆菌和粪产碱杆菌的抗菌作用

报道了经光照和未经光照处理后贯叶连翘总提取物对谷氨酸棒状杆菌和粪产碱杆菌的作用,结果表明,总提取物对谷氨酸状杆菌有强烈的抑菌和杀菌作用,对粪产碱杆菌有抑菌作用,其抑菌或杀菌作用与其浓度有关,且不需光照。     

粪产碱杆菌的分离鉴定及其生物转化作用

【背景】硫化氢(H2S)作为畜牧生产过程中释放的一种有毒有害气体,严重危害畜禽和人类的健康,因此降解硫化氢特别是生物氧化法转化硫化氢已成为当前研究热点。【目的】筛选高效硫氧化菌株并研究其生物转化作用。【方法】以长春市某养鸡场采集的新鲜粪便为材料,分离鉴定硫氧化菌株。采用单因素分析法优化其生长条件,研究生物转化效率,检测soxY、soxZ基因m RNA表达水平。【结果】获得一株高效硫氧化菌株JF9,经鉴定为粪产碱杆菌。最佳生长条件:底物浓度0.5 g/L,温度35°C,初始pH 7.0,在此条件下Na2S去除率达94%以上。菌株JF9存在soxY和soxZ基因,其转录水平在硫源诱导前后差异显著(P0.05)。【结论】分离得到的粪产碱杆菌具有良好的硫化物转化能力,脱硫过程中硫氧化基因高效表达。     

溶氧影响土壤杆菌ATCC 31749发酵生产热凝胶的蛋白质组学

摘要:【目的】土壤杆菌(Agrobacterium sp.)ATCC 31749在氮源限制条件下生物合成热凝胶是一个专性好氧过程,在微氧和缺氧条件下,热凝胶的合成受到严重限制。为探寻溶氧影响微生物多糖合成的代谢途径和调控机制,本研究比较了不同溶氧条件下(75%,50%,25%,5%)土壤杆菌发酵生产热凝胶的蛋白质组差异。【方法】利用蛋白质二维电泳技术,分离出不同溶氧水平下土壤杆菌显著表达差异的胞内蛋白,利用质谱MALDI-TOF/TOF鉴定二维电泳表达差异蛋白点,并分析热凝胶合成过程中溶氧对相关蛋白表达的影响。【结果】在4个溶氧水平下成功鉴定出15个显著差异蛋白,主要参与多糖合成、脂肪酸合成、氨基酸合成等途径。其中葡萄糖磷酸变位酶和乳清苷5-磷酸脱羧酶直接参与调控热凝胶合成。【结论】溶氧可显著影响与热凝胶合成途径相关蛋白的表达,高溶氧水平可增加热凝胶前体物质UDP-葡萄糖的积累,使更多的UDP-葡萄糖用来合成热凝胶。     

乙酸驱动条件下粪产碱杆菌Y5的碳氮共脱除特性

【目的】研究微生物的碳氮共脱除特性及其关键影响因素。【方法】以乙酸为唯一碳源分离获得的碳氮共脱除菌株Y5为模式菌株,分析菌株Y5的16S r RNA基因序列、碳源和氮源去除动力学,以及碳源种类、碳氮比(C/N)、溶解氧浓度(DO)、温度和p H等影响效果。【结果】菌株Y5归属于粪产碱杆菌。与葡萄糖及多种有机酸相比,菌株Y5在以乙酸为唯一碳源的条件下具有较高的TOC和NH4+-N去除速率。在好氧条件下,当起始TOC浓度为1 000 mg/L,氨氮浓度为110 mg/L时,菌株Y5的NH4+-N、TOC和总氮(TN)去除率分别达99.54%、92.95%和86.55%,最大NH4+-N、TOC和TN去除速率分别为903.58、505.81和406.03 mg/(L·d)。【结论】粪产碱杆菌Y5在以乙酸为唯一碳源的条件下具有较强的碳氮共脱除能力,其最佳反应条件为:C/N=10,p H 7.0-8.0,溶氧6.20 mg/L,反应温度为30°C。     

粪产碱杆菌青霉素G酰化酶在大肠杆菌中组成型表达及分离纯化

将粪产碱杆菌青霉素G酰化酶基因构建重组表达质粒pKKFPGA ,pKKFPGA再转化宿主菌DH5α,所得重组菌不需诱导便能高效表达青霉素G酰化酶 ,表达量达 2590u L ,比野生型粪产碱杆菌表达量高432倍 ,其菌体比活力达300 (u L) A₆₀₀。菌体破碎后的上清液经DEAE-SepharoseCL 6B离子交换层析和Butyl-SepharoseCL 4B疏水层析 ,即可得纯度提高 20倍、比活为 686u mg的青霉素G酰化酶 ,两步纯化的总收率达 91%。Western印迹分析表明5%的原前体青霉素酰化酶在胞内形成了包涵体 ,说明其成熟的限速步骤在胞内的运输阶段.     

产琥珀酸放线杆菌发酵生产琥珀酸的研究进展

近年来,因瘤胃微生物产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes具有高的琥珀酸产量,并能够利用多种碳源进行发酵等优点,在利用发酵法生产琥珀酸领域具有广泛的应用前景和商业化价值,因而其代谢途径和发酵工艺等基础研究成为国内外研发的热点。近年来,人们在产琥珀酸放线杆菌的代谢途径、琥珀酸发酵动力学模型、新型经济培养基以及高产菌株选育等方面的研究取得了很大进展,对研发琥珀酸发酵工艺、降低生产成本和节能减耗等具有重要的理论意义。     

不同pH调节剂对产琥珀酸放线杆菌NJ113发酵产丁二酸的影响

在3L发酵罐中分别采用不同的碱性物质作为pH调节剂,考察其对产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes NJ113厌氧发酵制备丁二酸的影响。结果表明:Ca2+、NH4+调节剂对菌体生长代谢有较大阻碍作用,丁二酸产量较低;采用含Na+调节剂,在发酵中后期菌体出现絮凝现象严重,且产丁二酸能力骤降;采用含Mg2+调节剂,整个发酵过程菌体代谢旺盛,发酵效果较佳。根据各碱性物质的调节能力以及对菌体生长代谢的影响,选择NaOH、Mg(OH)2和Na2CO3、Mg(OH)2分别作为混合碱组分调节pH,并对两组混合碱中各物质的质量比例进行优化。结果表明,以NaOH、Mg(OH)2混合,两者质量比为1:1时,发酵效果最好,丁二酸质量浓度高达到69.8g/L,质量收率74.5%。该种混合碱配比可有效替代碱式MgCO3调节pH,既达到高产丁二酸的目的,又可降低生物制备丁二酸的成本。