发酵抑制物对絮凝酵母戊糖发酵的影响

将絮凝剂加入酵母溶液中,使酵母絮凝成颗粒以此作为固定化酵母进行戊糖发酵。研究了常见发酵抑制物(甲酸、乙酸、糠醛和乳酸等)对絮凝酵母发酵木糖的影响。结果表明:在60.0g/L木糖发酵液中,经过24h发酵,木糖利用率达94.6%,当分别添加抑制物甲酸、乙酸、糠醛、乙醇和乳酸时,聚氧乙烯絮凝酵母分别对其的耐受浓度为0.5、0.5、1.0、30.0和8.0g/L。当抑制物添加量超过各自的耐受浓度后,对絮凝酵母发酵会产生明显的抑制作用。     

耐乙酸乳杆菌的筛选及其产乳酸特性

【背景】耐受乙酸的乳酸菌是传统谷物醋醋酸发酵过程中产生乳酸及其风味衍生物的重要功能微生物。【目的】从镇江香醋醋醅中分离鉴定具有耐乙酸特性的乳酸菌,并评价不同条件下该菌株的产乳酸能力。【方法】利用4%(体积比)乙酸含量的MRS培养基分离耐乙酸乳酸菌;对其进行16S rRNA基因鉴定、基因组测序、形态观察以及生理生化特性研究;考察不同乙酸浓度、葡萄糖浓度、发酵温度和时间对菌株产乳酸能力的影响。【结果】分离得到一株可耐受6%乙酸的乳杆菌Lactobacillus sp. JN500903;在厌氧静置、接种量5%、乙酸浓度5%、葡萄糖浓度40 g/L、发酵温度37°C、发酵时间10 d条件下,该菌株乳酸产量为16.1 g/L。【结论】乳杆菌JN500903能够耐受6%乙酸浓度,具有在酸性环境下合成乳酸的能力,有一定的应用潜力。     

酿酒酵母产D-乳酸重组菌的构建与发酵

采用基因工程方法对酿酒酵母进行代谢改造,使酵母产生乳酸代谢途径。将来源于L.mesenteroides和E.coli的D-乳酸脱氢酶基因,分别插入带有G418抗性的酵母穿梭质粒p YX212-kan MX上,电转化酵母,得到2株生产D-乳酸的酿酒酵母重组菌S.cerevisiae WE1510和S.cerevisiae WB1186。进一步摇瓶发酵试验表明:重组菌S.cerevisiae WB1186在YEPD培养基、20 g/L糖、p H 5的条件下生长条件最好,并具有更好的产乳酸能力。经3 L发酵罐条件下验证,S.cerevisiae WB1186分批发酵96 h,最终乳酸积累量达到18.0 g/L;发酵条件为培养基YEPD,接种量10%,溶解氧(DO)30%,转速150 r/min,初始葡萄糖质量浓度10 g/L,控制pH 5.0,通气量3 L/min,OD600最大值转为厌氧发酵。     

猕猴桃酒专用酵母的筛选

为筛选猕猴桃酒专用酵母,通过酵母菌的分离、显微镜观察和杜氏管产气试验、耐受试验、发酵力测定试验以及酵母凝集性试验,筛选出一株性能优良的菌株命名为L36。实验表明,该菌能够耐受的酒精度为14%,可耐受的二氧化硫质量浓度为250 mg/kg,主发酵CO2失重量为15.04 g,凝集性强。利用L36菌株酿造的猕猴桃原酒酒精度可达10.57%vol,Vc含量可达29.1 mg/100 m L,酸度为11.52 g/L。通过分子生物学鉴定,确定该菌为毕次酵母属。本试验通过从猕猴桃表面筛选出优良的野生酵母,可作为果酒酵母的筛选的参考依据。     

不同发酵条件下产甘油假丝酵母有机酸代谢的研究

产甘油假丝酵母 (Candidaglycerolgenesis)发酵产生的有机酸对丙三醇产品质量和产率均有影响。发现在发酵其它条件恒定 ,装液比和玉米浆浓度增加时 ,发酵液总酸是递增的。在装液比为 0 2和玉米浆浓度为 8g L时 ,丙酮酸和乳酸在细胞生长期可分别积累达 4 1g L和 1 0g L ,比正常发酵时增加 2倍以上 ,丙三醇产率也低 ;然而 ,装液比为 0 0 8和玉米浆浓度为 4g L时 ,丙酮酸和乳酸产生较低 ,丙三醇产率较高 ,但乙酸积累比供氧不足时高 ,可达 2 6g L。发酵过程中有机酸被细胞代谢 ,含量逐渐下降 ,如在初糖浓度为 1 0 0g L时 ,有机酸在细胞生长期积累至高峰后 ,丙三醇和有机酸随之均降低至较低含量 ,并且丙酮酸或乳酸可以转化为乙酸。此外 ,在外加一些添加剂时对其产生有机酸也有影响 ,如添加 1 %油酸和VB1时可以降低乙酸的积累 ,同时增加丙酮酸的含量 ,丙三醇产量也有所增加 ;而丙酮酸结构类似物氟代丙酮酸和亚硫酸盐促进乙酸的产生 ,使酮戊二酸合成减少 ,丙三醇产量约增加 2 0 %。     

汉逊德巴利酵母发酵葡萄糖生产D-阿拉伯糖醇

从378株耐高渗酵母中,筛选到1株由葡萄糖发酵高产D-阿拉伯糖醇的酵母。通过生理生化和分子生物学的鉴定,证实该菌株为Debaryomyces hansenii,保藏编号CICIM Y 0504。研究该酵母摇瓶发酵的主要影响因素,确定其摇瓶发酵条件为:葡萄糖200 g/L,酵母膏10 g/L,初始pH值3,装液量20 mL/250 mL,温度30℃。在此条件下发酵120 h,D-阿拉伯糖醇浓度达90.37 g/L,转化率45.18%。在15 L发酵罐对该酵母进行扩大培养,结果表明,初始葡萄糖浓度200 g/L的分批发酵产D-阿拉伯糖醇64.07 g/L,转化率33.94%;葡萄糖浓度控制在30～50 g/L的分批补料发酵产D-阿拉伯糖醇125 g/L,转化率37.5%。研究结果对葡萄糖发酵生产D-阿拉伯糖醇工业化的实现具有重要启示。     

沙棘果酒酿造中优良酵母菌的筛选及鉴定

从成熟的沙棘果皮中筛选得到9株酵母茵,通过产气性能、产酒精能力和发酵力测试试验及对发酵所得的沙棘果酒的感官评价,选出R1为最佳的沙棘果酒酿酒用茵株.该茵株适合在酸度较高的沙棘果汁中进行正常的酒精发酵,起酵快、发酵能力强,发酵所得沙棘果酒品质优,而且酒体澄清透明、色泽红润,具有沙棘果酒的典型风味,适用于果酒生产以及下一步...     

戊糖乳杆菌发酵产乳酸及高产菌株诱变选育

戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)是能利用木质纤维素水解液发酵产乳酸的潜力菌株,发酵条件优化与高产菌株的选育是提高乳酸产量的重要手段。通过单因素试验、Plackett-Burman设计与响应面试验,对戊糖乳杆菌ATCC 8041产乳酸的发酵培养基及发酵条件进行了优化。结果表明,该菌株发酵培养基的最佳组合为葡萄糖93.11 g/L、酵母浸粉5.19 g/L、碳酸钙29.43 g/L、蛋白胨10.00 g/L、Na2HPO4·12H2O 5.00 g/L、Mg SO4 0.20 g/L、Mn SO4 50 mg/L;最佳发酵条件为37℃、p H6.5、接种量6%、装液量80%。在此优化条件下,该菌株发酵产乳酸为54.12 g/L。进一步以戊糖乳杆菌ATCC 8041为出发菌株,通过原生质体进行紫外诱变,经多重筛选,最终获得一株遗传稳定性好的高产乳酸突变株,命名为戊糖乳杆菌Lactic UVC-02,由中国典型培养物保藏中心保存,注册号为CCTCC M 2013209。该突变株Lactic UVC-02经葡萄糖发酵,乳酸产量达64.17 g/L,比出发菌株ATCC 8041(54.12g/L)提高18.6%。     

红酵母类胡萝卜素形成的生理学研究

从数株红酵母中选出 1株产类胡萝卜素能力较强的红酵母RY 98(生物量、类胡萝卜素含量和产量分别为19.9g/L ,334 .8μg/ g和 6 .7mg/L) ;研究了该菌株产类胡萝卜素的最适营养与环境条件 ,获得了最佳的发酵生理学条件 :葡萄糖 40 g/L ,(NH4 ) 2 SO4 10 g/L ,酵母膏 3g/L ,蕃茄汁 2mL/L ,花生油 0 .5mL/L ,接种量 30mL/L ,初始pH 6 .0和通气量 (培养基装量 ) 4 0mL/ 2 5 0mL。在此初步优化的培养条件下 ,红酵母RY 98经 72h摇瓶发酵其生物量、类胡萝卜素含量和产量分别可达 2 6 .8g/L ,386 .9μg/ g和 10 .4mg/L ,依次比初筛中提高了 34 .7% ,15 .6 %和 5 5 .2 %。     

利用农业废弃物发酵生产D-乳酸

利用农业废弃物玉米芯酶解液替代葡萄糖作为碳源,棉籽粕替代酵母膏作为氮源发酵生产D-乳酸。结果表明:在初始还原糖质量浓度为100 g/L(葡萄糖88.5 g/L,木糖11.5 g/L)、棉籽粕3.5 g/L、每升发酵体积添加3 U的中性蛋白酶以及pH 6.5的情况下,采取补料发酵措施,菌株Sporolactobacillus sp.YBS1-5在90 h内产生了111.8 g/L的D-乳酸,糖酸转化率为87%,光学纯度达98%以上,生产强度达1.24 g/(L·h)。本文提供了一种利用农业废弃物发酵产D-乳酸的新途径。     

空间搭载高产葡萄糖耐量因子(GTF)酵母的选育

以从本试验室收藏的7株酵母菌种及其7株经空间搭载(实践八号)诱变后的酵母菌株为研究对象, 通过梯度含铬YEPD平板培养和液体YPD培养基发酵试验, 利用氨水提取菌体中的GTF和火焰原子吸收光谱法检测其有机铬含量, 从中筛选出一株葡萄糖耐量因子的高产酵母(YS-3), 有机铬含量达1296 mg/g, 总铬含量达1926 mg/g, 生物量为40 g/L。同时分析了菌体发酵过程中, 菌体有机铬富集量与其它发酵参数的动态关系。     

Eremothecium ashbyii T_(30)发酵产脂肪酶特性的研究

研究了一株核黄素高产突变株E .ashbyiiT3 0 产脂肪酶的条件 ,确定了比较合适的脂肪酶发酵培养基 :豆饼粉 30g/L ,玉米浆 30ml/L ,豆油 5ml/L ,KH2 PO4 5g/L ,MgSO4 ·7H2 O 0 15g/L ,pH消前7 5。T3 0 在此培养基上振荡培养 2 8h ,既定条件下测脂肪酶活力可达 2 32酶活单位 /ml(较原株提高 36 5 % ) ,从一个侧面证实其突变株特性。另外 ,对T3 0 所产脂肪酶的诱导酶属性及脂肪酶在T3 0 核黄素发酵过程中的作用也进行了初步探讨     

一株凝结芽孢杆菌产生糖脂的工艺研究

对分离出的一株凝结芽孢杆菌生产糖脂的摇瓶发酵工艺进行了优化和 1 0L罐发酵实验。适宜发酵条件为 :培养基由 6 %豆油、 3 5g/LNaNO3、 0 75g/L酵母膏以及一定量的无机盐组成 ,发酵温度 3 0℃ ,初始pH8 5 ,搅拌转数 1 5 0～ 2 4 0r/min ,发酵周期 96h。糖脂产量达到 7 0 73g/L。     

一种基于途径分析提高丙酮酸产量的育种策略

为进一步提高光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸的水平 ,在途径分析的基础上提出了一种组成型降低丙酮酸脱酸酶、但增强乙酰辅酶A合成酶活性的育种策略。通过亚硝基胍诱变 ,获得 1株乙酸需求型突变株CCTCCM2 0 2 0 19,在外加乙酸的培养基中表现出高于出发株 2 1%的丙酮酸生产能力和良好的遗传稳定性。检测突变株CCTCCM2 0 2 0 19中丙酮酸代谢相关酶的活性发现 :(1)丙酮酸脱羧酶活性降低了 4 0 % ;(2 )外加乙酸与否的条件下 ,乙酰辅酶A合成酶的活性分别提高了 10 3 5 %和 5 7 4 % ;(3)添加乙酸和突变对丙酮酸羧化酶、丙酮酸脱氢酶系、乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶的活性没有显著影响。在含有乙酸的培养基中突变株细胞干重比出发株高 2 1 7% ,可能是因为乙酰辅酶A合成酶活性的提高 ,补充了因丙酮酸脱羧酶活性降低而引起的胞质乙酰辅酶A短缺。在 7L罐中含有 6g L乙酸钠的培养基中发酵 6 2h ,丙酮酸产量达到 6 8 7g L ,对葡萄糖的产率为 0 6 5 1g g。     

N^＋离子注入热带假丝酵母对长链二元酸产量的影响

用热带假丝酵母(Candidatropicalis)SCB412作为出发菌株,经能量50KeV、剂量l×1011～5×1015ions/cm2的N+离子注入诱变处理,以产生可遗传的诱变.N+离子注入后,存活率与剂量呈指数衰减关系log(存活率%)=8.23-0.604×log(剂量),在培养过程中可观察到酵母菌菌落和细胞形态均发生了变化.经筛选,获得了一株能够利用正十二烷烃发酵产生长链二元酸的高产菌热带假丝酵母SCB609.在初始正十二烷烃浓度为15%(v/v)下产酸量由43.5g/L上升到73.2g/L.比较两株菌发酵生长特性的差异,产酸过程有一定的变化.     

木质纤维素酸解副产物对D-乳酸生产菌Sporolactobacillus sp.Y2-8生长及发酵的影响

选择乙酸根、糠醛、5-羟甲基糠醛、苯酚、香草酸和丁香醛等6种典型木质纤维素酸解副产物,考察它们对D-乳酸生产菌Sporolactobacillus sp.Y2-8生长及发酵的影响。实验结果表明:酚类物质抑制作用最强烈,0.25 g/L丁香醛已经完全抑制了菌体的生长和D-乳酸的发酵;苯酚和香草酸在低浓度(≤1.0 g/L)时抑制作用较小,但质量浓度达到3 g/L时对D-乳酸产量的抑制率分别为99%和70%;3 g/L糠醛和5-羟甲基糠醛对产物的抑制率分别为60%与20%,抑制作用小于酚类;乙酸根的影响最小,10 g/L的乙酸钠对菌体的生长和发酵几乎无抑制作用;当抑制物混合时,存在着相互促进作用,抑制作用更强烈。     

嗜热子囊菌利用短链有机酸生产角质酶

以嗜热子囊菌(Thermobifida fusca WSH03-11)发酵生产角质酶为模型,研究微生物利用市政污泥厌氧酸化所产短链有机酸为碳源发酵生产高附加值产品的可能。发现：(1)以丁酸、丙酸和乙酸为碳源时,有机酸和氮元素浓度分别为8.0 g/L和1.5 g/L有利于角质酶的生产;而以乳酸为碳源时,最适有机酸和氮源浓度分别为3.0 g/L和1.0 g/L;(2)改变诱导物角质的浓度,以丁酸、丙酸、乙酸和乳酸为碳源,分别比优化前提高了31.0%、13.3%、43.8%和73.2%;(3)在四种有机酸中,T. fusca WSH03-11利用乙酸的速率最快,平均比消耗速率是丙酸的1.3倍,丁酸的2.0倍及乳酸的2.2倍;以丁酸为碳源时的酶活(52.4 U/mL)是乳酸的1.7倍、乙酸的2.5倍和丙酸的3.2倍;角质酶对乳酸的得率(12.70 u/mg)分别是丁酸的1.4倍、丙酸的3.0倍和乙酸的3.8倍;(4)以混合酸为碳源生产角质酶,T. fusca WSH03-11优先利用乙酸,而对丁酸的利用受到抑制。进一步研究发现,混合酸中0.5 g/L的乙酸将导致丁酸的消耗量降低66.7%。这是首次利用混合酸作碳源发酵生产角质酶的研究报道。这一研究结果进一步确证了利用市政污泥厌氧酸化所产有机酸为碳源发酵生产高附加值产品的可行性,为以廉价碳源生产角质酶奠定了良好的基础。     

嗜热子囊菌利用短链有机酸生产角质酶

以嗜热子囊菌(Thermobifida fusca WSH03-11)发酵生产角质酶为模型,研究微生物利用市政污泥厌氧酸化所产短链有机酸为碳源发酵生产高附加值产品的可能。发现：(1)以丁酸、丙酸和乙酸为碳源时,有机酸和氮元素浓度分别为8.0 g/L和1.5 g/L有利于角质酶的生产;而以乳酸为碳源时,最适有机酸和氮源浓度分别为3.0 g/L和1.0 g/L;(2)改变诱导物角质的浓度,以丁酸、丙酸、乙酸和乳酸为碳源,分别比优化前提高了31.0%、13.3%、43.8%和73.2%;(3)在四种有机酸中,T. fusca WSH03-11利用乙酸的速率最快,平均比消耗速率是丙酸的1.3倍,丁酸的2.0倍及乳酸的2.2倍;以丁酸为碳源时的酶活(52.4 U/mL)是乳酸的1.7倍、乙酸的2.5倍和丙酸的3.2倍;角质酶对乳酸的得率(12.70 u/mg)分别是丁酸的1.4倍、丙酸的3.0倍和乙酸的3.8倍;(4)以混合酸为碳源生产角质酶,T. fusca WSH03-11优先利用乙酸,而对丁酸的利用受到抑制。进一步研究发现,混合酸中0.5 g/L的乙酸将导致丁酸的消耗量降低66.7%。这是首次利用混合酸作碳源发酵生产角质酶的研究报道。这一研究结果进一步确证了利用市政污泥厌氧酸化所产有机酸为碳源发酵生产高附加值产品的可行性,为以廉价碳源生产角质酶奠定了良好的基础。     

大肠杆菌BL21(DE3)磷酸转乙酰基酶缺陷变株的发酵研究

研究了E.coliBL21(DE3)及其磷酸转乙酰基酶(PTA)缺陷变株FR55发酵过程中菌体生长和有机酸产生情况,并以肿瘤坏死因子(TNF)为外源蛋白表达的模型考察了pta基因缺陷对外源蛋白表达的影响。在摇瓶培养条件下,pta变株TNF的表达水平比亲株提高了23%。在5L发酵罐中进行了补料分批培养试验,在不限制比生长速率的条件下pta变株能够以较长时间和较高比生长速率保持对数生长,最终达到32.5g(DCW)/L的菌密度,TNF的总表达量达2.8g/L;而在相同条件下,以BL21(DE3)为受体菌的对照组最高菌密度为19.5g(DCW)/L,TNF总表达量只有0.84g/L。表明pta变株对于提高工程菌外源蛋白的表达和实现高密度培养具有一定应用价值。分析了补料分批培养过程中发酵液有机酸组成和含量的动态变化情况,发现pta变株乙酸累积水平明显降低(为亲株乙酸累积水平的42%)的同时,其他几种有机酸(丙酮酸、乳酸、琥珀酸)的累积有显著增加的趋势,使发酵液中总有机酸浓度增加了123%,其中乳酸的累积是影响菌体进一步生长的主要因素。     

2,3-丁二醇生产菌株生产能力的比较和培养基优化

对5株克雷伯氏肺炎杆菌 (包括两株乳酸途径被敲除的工程菌株) 发酵生产2,3-丁二醇能力进行了比较,其中K. pneumonia HR521 LDH (乳酸合成途径中ldhA基因被敲除) 具有最佳的发酵性能。通过正交试验优化了其发酵培养基的主要组分,优化后的培养基组成为：葡萄糖 90 g/L,(NH4)2HPO4 3 g/L,玉米浆 (CLSP) 6 g/L,乙酸钠 5 g/L,KCl 0.4 g/L,MgSO4 0.1 g/L,FeSO4·7H2O 0.02 g/L,MnSO4 0.01 g/L。在优化后的发酵培养基中进行摇瓶发酵,24 h发酵乙偶姻和2,3-丁二醇的终浓度为37.46 g/L,比未优化前增加了10 g/L,2,3-丁二醇得率达到了理论得率的90.53％,生产强度1.56 g/(L·h),检测不到副产物乳酸的生成,利于后提取工艺的进行和工业生产的应用。