响应面法优化海洋镰刀腐皮菌产出HMG-CoA还原酶抑制剂的培养条件

【目的】采用响应面法对海洋微生物镰刀腐皮菌FG319发酵产生MFS(Metabolite of Fusarium solani FG319)培养条件进行优化。【方法】在单因素试验结果的基础上,依据Box-Behnken中心组合原则设计诱导物添加量、培养时间、培养温度的3因素3水平响应面实验,以MFS产出量为响应值优化镰刀腐皮菌FG319的培养条件。【结果】镰刀腐皮菌FG319最优培养条件为诱导物添加量0.6%、培养时间7 d、培养温度22°C,在此培养条件下,MFS最高产量达到20.11 mg/L,是优化前的4倍,与理论预测的相对误差为0.64%,实测值与响应面预测值拟合良好。镰刀腐皮菌FG319代谢产物MFS在HMG-CoA还原酶和NADPH构筑的分子评价反应体系,当MFS添加到100 mg/L时,具有类似洛伐他汀抑制HMG-CoA还原酶的最大抑制率。【结论】响应面试验设计对镰刀腐皮菌FG319培养条件的优化是有效的,其次生代谢产物MFS体外抑制HMG-CoA还原酶的效果也是明显的。     

重组巴斯德毕赤酵母产米根霉α-淀粉酶发酵条件的研究

为了提高重组菌的淀粉酶表达量,以可分泌表达米根霉α-淀粉酶的甲醇快速利用型巴斯德毕赤酵母重组菌为基础,采用摇瓶发酵方式对影响重组菌表达淀粉酶的多个因素进行了研究和优化。摇瓶发酵条件确定为:温度为30℃,pH值为6.0,接种量为2.0(OD_(600)),甲醇补加方式采用前72 h发酵时间内每隔12h添加至终浓度为1.0%,72 h以后每隔24 h添加至终浓度为1.0%,在此条件下获得的淀粉酶最高表达量为47.5 U/mL,且在无机盐培养基中和有机氮源培养基中获得的淀粉酶发酵单位相当。以摇瓶发酵数据为基础确定15 L发酵罐放大实验条件为:无机盐培养基,温度为30℃,pH值为6.0,接种量为10%,甲醇流加方式采用DO—Start法控制,在此发酵条件下获得的淀粉酶表达量为440 U/mL,约为摇瓶发酵方式获得的淀粉酶表达量的9倍。     

对德氏乳杆菌DM8909菌株的发酵工艺研究

德氏乳杆菌 DM890 9菌株是大连医科大学微生态学研究所分离驯化的一株兼性厌氧菌 ,主要用于防治非特异性阴道炎等妇科疾病。本实验通过对德氏乳杆菌 DM890 9菌株进行摇瓶、小型全自动发酵罐和 5 0 0 L发酵罐发酵工艺学研究 ,考察其发酵工艺中试条件。现将研究结果报告如下 :1　材料与方法1.1　菌种　本研究所使用的菌种德氏乳杆菌 DM890 9(L actobacillus debrueckii subsp.lactis)由大连医科大学微生态学研究所提供。1.2　培养基　摇瓶种子培养基、小罐发酵培养基及大罐发酵培养基均采用 L BS培养基。1.3　培养方法1.3.1　摇瓶培养　…     

谷氨酸棒状杆菌合成5-氨基乙酰丙酸的途径构建与发酵优化

5-氨基乙酰丙酸(5-amino levulinic acid,ALA)是生物体内天然存在的一种非蛋白质氨基酸,在农业和医药等领域应用广泛。为了在谷氨酸棒状杆菌中建立ALA碳四合成途径并优化其发酵体系,首先在谷氨酸棒状杆菌中过表达沼泽红假单胞菌来源的ALA合成酶(ALAS),建立高效的ALA碳四合成途径,然后从不同发酵培养基的比较、诱导剂和底物甘氨酸的浓度以及初始接种量等不同方面对ALA摇瓶发酵工艺进行了优化。结果显示,过表达Hem A的13032/p ZWA1菌株ALA产量达到1.41 g/L,是对照菌株的67.14倍。ALA的最优摇瓶发酵条件为以酵母粉为氮源的M9培养基,采用5%的接种量0.1 mmol/L IPTG进行Hem A的诱导表达,体系中甘氨酸的浓度要控制在4 g/L,摇瓶中ALA产量可达到3.28 g/L,比优化前提高了132.62%。采用发酵优化的条件,在5 L发酵罐的放大发酵中ALA产量可达10.08 g/L,这是现有报道中谷氨酸棒状杆菌一步发酵合成ALA的最高产量。     

肺炎克雷伯氏菌荚膜多糖表达量评价指标的建立及发酵条件优化

建立了特异性强的肺炎克雷伯氏菌荚膜多糖全菌ELISA检测方法,检测结果与多糖表达量相关性好;以全菌ELISA值结合菌数为评价指标,对影响荚膜多糖表达的培养基组成及发酵条件进行了优化,优化后的摇瓶培养条件下发酵液活性和生物量分别比优化前提高72.7和33倍,并经7L罐放大实验,绘制发酵动力学曲线,为肺炎克雷伯氏菌荚膜多糖进一步开发打下基础。     

裸脚菇0612-9液体菌种优化及其对后续发酵产活性物质的影响

裸脚菇0612-9次级代谢产物具有强烈抗青绿霉活性,可作为微生物源防腐剂用于柑橘保藏,但是其发酵周期长,产出能耗大效率低。用摇瓶对裸脚菇0612-9的液体菌种培养基、培养条件进行优化并对优化后液体菌种接种种龄、接种量进行探索,最后用5L发酵罐进行放大发酵验证。取样计数测定菌丝球数量、过滤称重测定菌丝干重、HPLC监测活性物质Ⅱ的积累、牛津杯法评价抗青绿霉活性。经研究最佳碳源为玉米粉和麦芽糖,最佳氮源为蛋白胨,最佳液体菌种培养基组成为：玉米粉30g/L、麦芽糖10g/L、蛋白胨15g/L、KH₂PO₄ 2g/L、MgSO₄·7H₂O 1g/L;最佳培养条件：起始pH 5、接种3×Ф7mm菌块、装液量100mL/250mL三角瓶、温度28℃、转速160r/min;优化前菌丝球数46个/10mL,菌丝干重0.28g/100mL,优化后菌球数达985个/10mL,菌丝干重达0.69g/100mL,分别为优化前的21.4倍、2.43倍;后续发酵使用种龄9d的液体菌种、接种量7.5%。优化后液体菌种在发酵罐中后续发酵周期从10d缩短至5d,缩短50%,产量比优化前提高8.28%。     

拮抗枯草芽孢杆菌KC-5的分离鉴定及其发酵优化

为了筛选出对植物病原菌具有拮抗作用的生物防治细菌,采用平板对峙法从蔬菜根际土壤中分离获得一株对多种病原真菌具有抑制作用的枯草芽孢杆菌,并对抑制后的病原菌菌丝进行了观察,结果表明该菌株对尖孢镰刀菌、串珠镰刀菌、层出镰刀菌以及腐皮镰刀菌均具有抑菌活性。通过形态特征、生理生化特征及16S rRNA序列分析,将该菌株鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),并对其发酵培养基进行了优化。     

培养方式对Xenorhabdus nematophila生长与抗菌活性的影响

为了明确不同培养方式对Xenorhabdus nematophilaYL001生长和抗菌活性的影响,提高YL001菌株的抗菌活性。采用分批发酵方式研究了摇瓶与发酵罐培养对置nematophila YL001生长和抗菌活性的影响。实验结果表明：在通气量2．5L／min、搅拌转速300r／min条件下,发酵罐的体积氧传递系数KLa明显高于摇瓶,通气及供氧状况好于摇瓶,细胞生长及代谢旺盛,细胞生长量较摇瓶发酵增加了23．9％;但由于pH变化幅度大,抗菌物质的活性单位仅达到摇瓶的发酵水平,为229U／mL。发酵罐pH控制初步研究表明,发酵过程中控制pH为7．5时,细胞生长量和抗菌活性达到23．71g/L和290U／mL,较不控制pH分别增加了21％和25％。通风对X.nematophila YL001生长和抗菌物质的产生有较大的影响,发酵罐培养时通气及供氧状况好于摇瓶,有利于YL001菌株的生长和抗菌物质的产生。     

海洋红酵母的液体培养

目的探讨提高海洋红酵母的液体高密度培养方法。方法在摇瓶培养条件下,测定温度、pH、装液量、接种量及摇床转速对海洋红酵母BY2菌株生长的影响,进一步放大培养至50L发酵罐,在培养过程流加氨水以控制pH稳定在5.3~5.5的条件下,考察不同葡萄糖浓度对海洋红酵母BY2菌株发酵菌量的影响。结果摇瓶最适培养条件为温度25℃,pH 5.5,接种量8%、装液量40mL/250mL三角瓶、摇床转速200r/min,在此培养条件下,24h时菌量达到8.9×108 CFU/mL;扩大至50L发酵罐,葡萄糖初始浓度为40、60、80、100g/L各罐20~24h时的菌量相应达到26.6×108、29.5×108、47.8×108、66.8×108 CFU/mL。结论提高初始葡萄糖浓度,流加氨水稳定发酵过程的pH,可以显著提高BY2菌株的发酵菌量。     

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。     

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％。     

L-色氨酸生产菌的选育及其发酵条件的研究

以代谢控制发酵理论为指导 ,对L -色氨酸产生菌的定向选育、摇瓶发酵条件、30L发酵罐发酵条件进行了研究。以谷氨酸棒杆菌Tx5 - 32 (Phe- +Tyr- )为出发菌株 ,经硫酸二乙酯 (DES)多次诱变处理 ,定向选育出一株L -色氨酸产生菌TQ2 2 2 3(Phe- +Tyr- +5 -MTr+5 -FTr+SGr+CINr)。以摇瓶分批发酵最优条件为基础 ,对菌株TQ2 2 2 3进行了 30L发酵罐分批发酵试验 ,该菌株发酵 6 4h ,产L -色氨酸 7.2 8g·L- 1 。     

短梗霉多糖发酵条件的研究

在摇瓶发酵条件研究的基础上。于16L自控发酵罐上进行了罐上发酵条件优化研究。发现以10％淀粉水解物为碳源时,淀粉水解物的最适DE值为40－50,发酵培养基中的硫酸铵最适用量不同于摇瓶发酵时的量,种龄和接种量、通气量、罐压、搅拌速度和搅拌叶轮挡数等均对多糖的产生有较大的影响。另外还进行了发酵过程的动力学的研究。     

食用真菌蛋白——美味丝葚霉D-100的研究——Ⅲ.丝状真菌连续发酵的研究

本文研究了以丝状真菌D-100直接利用淀粉连续发酵的工艺条件。通过氮源试验,摇瓶生长曲线和发酵罐生长曲线的对比试验,发酵过程中淀粉糖化酶的定量检测,以及连续发酵过程中四个主要参数在三水平上的正交试验,确定了以0.1—0.2%NH_4NO_3为氮源,0.5%玉米粉为碳源,稀释速率D值为0.15,搅拌转速为200 r/min,pH 5.5的条件为最佳连续发酵条件。连续发酵结果是:以玉米淀粉为底物的菌体产率是37.5%,其菌体蛋白质含量38.5%,发酵罐效率是0.35g菌体干重/L·h,试验还证明该菌淀粉糖化酶的生成受还原糖的反馈控制,故发酵过程培养基中还原糖浓度衡定在一定值。培养基浓度增加时,超过玉米粉浓度1.25%以上其比生长速率不明显增加。     

傣药植物内生真菌的抑菌活性评价及发酵条件探索

从云南傣药植物中分离到180株内生真菌,选用9种培养基进行发酵。利用茄腐镰刀菌、尖孢镰刀菌、立枯丝核菌、玉米小斑病、稻梨孢菌等5种植物病原菌作为指示菌株,结合TLC检测对其发酵粗提物进行活性评价和化学多样性分析,以期寻找到具有开发潜力的活性菌株。研究结果表明活性菌株为36株,其中有7株菌活性好且产物多样性丰富。     

固定化根霉发酵生产脂肪酶

以聚氨酯为少根根霉固定化载体,对固定化后的细胞连续重复批次发酵进行了研究。优化了重复批次发酵培养基组成。在取代发酵液40mL,取代培养基组成为全脂豆粉3%,花生油0.5％条件下,固定化菌体摇瓶实验可连续使用140h,重复9批次。酶的时空产率提高6倍。5L发酵罐小试固定化菌体可连续发酵6批次。固定化细胞连续发酵,大大缩短了发酵的时间,酶的时空产率获得大幅提高。     

产青霉素酶枯草芽孢杆菌发酵条件的优化

目的:对一株产青霉素酶的重组枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis DB104/pWB-pemp)的摇瓶发酵条件进行优化.方法:利用单因素实验及正交实验等方法考查重组菌摇瓶发酵条件,研究不同浓度的碳源、氮源、金属离子、磷酸盐及不同pH、接种量、装液量和温度等条件对产青霉素酶的影响.结果:重组菌株摇瓶最适发酵条件为pH 7.0、接种量3％、装液量14％、发酵温度37℃,培养基成分为2％蔗糖、3.5％酵母膏、0.1mmol/L镁离子、0.4％磷酸盐.结论:最优条件下,发酵36h,产酶活力达到2227.8U/mL,为先前研究结果(1 580 U/mL)的1.41倍,为重组菌的大规模发酵生产奠定了基础.     

多拷贝毕赤酵母重组菌表达GCL摇瓶优化和高密度发酵

目的:构建高效表达白地霉脂肪酶的毕赤酵母重组菌株,并对筛选得到的菌株进行摇瓶发酵条件优化和分批补料高密度发酵工艺研究。方法:将诱导型表达载体pPIC9K-gcl电转化至毕赤酵母GS115。通过橄榄油-罗丹明B平板和摇瓶发酵筛选高脂肪酶活力的重组菌株,运用基于TaqMan探针的实时荧光定量PCR 法确定其拷贝数,并对菌株进行摇瓶发酵条件优化。在此基础上,研究重组菌在3L 发酵罐中的高密度发酵工艺。结果:筛选得到一株具有3 个白地霉脂肪酶基因拷贝的菌株GS115/pPIC9K-gcl 78#,初始酶活力为220 U/ml。当摇瓶发酵条件为甲醇诱导96 h,每24 h甲醇添加量1 %,接种量2 %,培养基初始pH 7.0,500 ml摇瓶装液量50 ml,甲醇诱导温度25℃ 时酶活力达735 U/ml。3L 发酵罐高密度发酵176.5 h,酶活力达到3360 U/ml,总蛋白含量达到4.30 g/L,且发酵过程中细胞活性一直保持在96 % 以上。结论:基因拷贝数与重组菌株的产酶水平呈正相关,摇瓶优化可显著提高重组菌株的产酶能力,为白地霉脂肪酶的工业化生产奠定了技术基础。     

油酸促进灵芝三萜液态深层发酵的工艺研究及规模化验证

灵芝三萜是灵芝中主要的活性成分之一,前期研究发现油酸可以促进灵芝三萜液态深层发酵下的发酵合成。本研究主要对油酸促进灵芝三萜液态深层发酵的工艺进行优化,并进行3L发酵罐规模的验证。通过单因素实验考察油酸的添加方式、添加时间和添加浓度对灵芝三萜的影响,结合响应面实验,获得最优工艺条件并进行验证：在发酵第32h添加1.21%高温灭菌油酸,最高灵芝三萜含量为42.69mg/g;在发酵第7h添加1.35%过滤除菌油酸,最高三萜含量为43.38mg/g,分别比对照提高2.04倍和2.08倍。在1 000mL摇瓶中添加高温灭菌油酸和过滤除菌油酸,灵芝三萜含量分别为32.18和32.48mg/g,为对照的1.96倍和1.95倍;在3L发酵罐规模下灵芝三萜含量分别为28.66和25.13mg/g,为对照的1.62倍和1.42倍。本研究系统优化了油酸促进灵芝三萜液态深层发酵的工艺条件,并在与工业生产相对应的3L发酵罐上进行验证。该研究可为灵芝三萜的规模化发酵提供重要参考和借鉴。     

MntH与含锰过氧化氢酶共表达基因工程菌的构建与发酵优化

构建Mn2+转运蛋白MntH与来源于Thermus thermophilus HB27的含锰过氧化氢酶的共表达基因工程菌,并进行了发酵培养基及培养环境条件的优化,确定培养基中最佳的碳氮源种类及其浓度分别为:甘油7.0 g/L,酵母粉3.75 g/L和蛋白胨11.25 g/L;当培养基中的Mn2+浓度为1 mmol/L时,最佳的IPTG诱导浓度为0.05 mmol/L。此外,最佳的培养基初始p H值及培养温度分别为:p H 8.0和37℃,在最优发酵条件下工程菌摇瓶发酵培养24 h,过氧化氢酶活最高可达476 U/m L是未优化前3倍。在5 L发酵罐的验证实验中,过氧化氢酶的酶活进一步提高至1 094 U/m L。