氧载体对L-天冬酰胺酶发酵过程影响的研究

以抗癌药物L－天冬酰胺酶生产为应用背景,针对发酵过程中存在的严重耗氧问题,研究了氧载体对发酵过程的影响。通过对几种氧载体的筛选,认为正十二烷最适合该发酵过程。随后以产物L－天冬酰胺酶活性、菌体浓度以及溶氧水平为主要指标,考察了氧载体在发酵过程中的作用,实验表明,发酵基质中5％正十二烷的添加量为最佳浓度,这种氧载体的加入,明显地提高了发酵介质中的溶氧水平,改善了供氧条件,增加了菌体浓度,提高了L－天冬酰胺酶发酵水平,在优化条件下,可使发酵液最终酶活提高21％左右。     

溶氧对谷氨酸棒杆菌发酵产谷氨酸代谢的影响

分别控制0、5%、30%3种溶氧水平进行谷氨酸分批发酵,考察了3种溶氧水平下谷氨酸棒杆菌发酵的代谢响应。结果表明,随着溶氧降低,发酵液中柠檬酸和α-酮戊二酸的含量降低,三羧酸(TCA)循环还原臂途径中的有机酸含量增加,丙氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸含量也有所增加,在溶氧为0时,乳酸和乙酸大量积累。通过分析不同溶氧水平下的相关酶活和胞内氧化还原状态,发现随着溶氧降低,谷氨酸脱氢酶酶活降低,乳酸脱氢酶酶活升高,胞内氧化还原电势升高,它们的共同作用使氧限制条件下发酵的代谢流流向TCA循环的还原臂途径和乳酸合成途径,导致谷氨酸产量下降。     

基因工程菌发酵生产l-苯丙氨酸工艺优化

对重组l－苯丙氨酸工程菌E.coli HB101.Ⅰ发酵过程中的营养物质消耗及产物l－苯丙氨酸的积累进行实验分析。得出：l－苯丙氨酸在培养温度为38.5℃，pH为7.0－7.5，溶氧控制在20％，含糖量控制在1.5%，酪氨酸添加量为1.0-1.2g/L时，产酸量最大，为工艺优化控制提供了有用的基础数据。     

头孢菌素C发酵液表观黏度及其对发酵的影响

对实际工业化生产发酵过程中头孢菌素C发酵液的表观黏度进行了测定，并且与细胞生长曲线进行了比较。结果表明，头孢菌素C发酵液表观黏度与细胞生长有相关性，随着细胞生长，发酵液的表观黏度呈上升趋势，达到稳定期时，表观黏度趋于稳定。头孢茼素C发酵液表观黏度对发酵效价有明显影响，其机制可能是通过影响溶氧水平、传氧以影响头孢菌素C的生物合成。     

谷氨酸发酵溶氧研究（Ⅰ）

采用带溶氧电极的摇瓶对谷氨酸发酵过程进行研究,结果表明,只有对发酵过程(特别是生产期)的溶氧严加控制,才有可能得到谷氨酸高产。在装液量为30ml,摇床转速为160-180r/min,发酵中期溶氧水平8-10％时,谷氨酸产率6.56％,糖酸转化率55％。当采用pH和溶氧为标准补尿时,所得pH曲线及溶氧曲线不完全一致,但产酸率很接近,说明溶氧曲线至少可以作为补尿及判断发酵终点的依据之一。     

苏芸金杆菌发酵水平与溶氧关系的研究

在对苏芸金杆菌(Bacillus thuringiensis,B.t)发酵生理特性研究的基础上,证实了B.t发酵过程中发酵液中溶氧(DO)浓度是影响发酵永平的关键因素。在12L玻璃发酵罐试验中,通过优化供氧条件,使发酵水平(活芽孢数)得以提高。如搅拌转速由300r/min增加至600r/min,菌数可提高47.1%;适当增加搅拌器直径,菌数可提高13.6%。发酵全过程采用变转速控制,菌数比300 r/min定速控制提高36%,轴功耗较600r/min定速控制节约50%。在20t发酵罐放大试验中,调整内部结构后,使溶氧水平提高,菌数比改造前增加了15.3%。     

利用膜分离进行乙醇连续发酵的研究

研究了在进行乙醇连续发酵时，利用反渗透法（ＲＯ法）和渗透气化分离法（ＰＶ法）进行组合，对发酵液中的乙醇进行分离时，每隔一定时间将循环发酵液排放一部分，再补加相同量的新鲜培养液，在连续７２小时的发酵实验过程中，发酵温度为３０℃，发酵液酒精浓度稳定在７％（ｗｔ）左右，透过液乙醇浓度也基本稳定在９８％（ｗｔ）以上，获得了比较满意的效果     

Study on the Continuous Fermentation of Ethanol with Membrane Separation

研究了在进行乙醇连续发酵时，利用反渗透法（ＲＯ法）和渗透气化分离法（ＰＶ法）进行组合，对发酵液中的乙醇进行分离时，每隔一定时间将循环发酵液排放一部分，再补加相同量的新鲜培养液，在连续７２小时的发酵实验过程中，发酵温度为３０℃，发酵液酒精浓度稳定在７％（ｗｔ）左右，透过液乙醇浓度也基本稳定在９８％（ｗｔ）以上，获得了比较满意的效果     

发酵过程中氧平衡的参数相关性分析

研究了在发酵过程中不同程度地改变搅拌转速及温度对氧吸收率（ＯＵＲ）、二氧化碳释放率（ＣＥＲ）、溶解氧（ＤＯ）等在线参数的影响，通过对ＯＵＲ（ＣＥＲ）与ＤＯ的相关性分析，可了解在发酵过程中影响氧平衡的限制性因素。当ＤＯ与ＯＵＲ的趋势具有相反性，表明限制因素为细胞水平的菌体代谢问题，若ＤＯ与ＯＵＲ的趋势具有同一性，限制笥因素为工程水平的氧传递因素，表明溶氧处于临界氧以下。     

根霉L-乳酸发酵的研究

研究了东京根霉（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ　ｔｏｋｉｎｅｎｓｉｓ）　Ｒ８－１产生Ｌ－乳酸的发酵条件。比较了不同碳源和不同含量碳源对产酸的影响，以１０％的葡萄糖、３０℃下２１０ｒ／ｍｉｎ振荡培养７２ｈ，得到的发酵液中乳酸的质量分数为７．５％，对糖的转化率为８０．６４％：以１２％的玉米粉为碳源发酵６０ｈ，发酵液中乳酸的质量分数为７．１８％，对糖的转化率为７８．４％。静置培养时乳酸产量要比通气培养时低得多。发酵产物经旋光分光仪、红外光谱与核磁共振谱测定可确认为Ｌ－乳酸，为同型乳酸发酵。     

溶解氧对短程同步硝化/反硝化耦合除磷工艺的影响

采用人工模拟的高氨氮城市污水,对厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)序批式活性污泥法反应器内短程同步硝化/反硝化耦合除磷过程的实现及稳定性进行研究.对一个典型周期内水质变化情况进行测定和分析,系统对化学需氧量(COD)、氨氮(NH⁺₄-N)、总氮(TN)、总磷(TP)去除率分别为94.8%,97.6%,89.4%,93.1%.调节曝气量以改变溶解氧质量浓度,结果表明:随着溶解氧质量浓度升高,亚硝化率由97%下降至20%;溶解氧质量浓度过低,会抑制好氧阶段的吸磷过程;溶解氧质量浓度过高,会影响好氧、缺氧阶段磷的有效吸收.     

发酵液中鸟苷和肌苷的分离测定

初步选择了HD-8和HZ014两种树脂进行鸟苷和肌苷分离测定实验，通过模糊聚类对实验结果分析得到分离测定操作条件的较优区域：再选择适当的条件进行静态吸附实验，从3种树脂HD-8、HZ014和732中最终确定采用树脂HD-8．通过模糊聚类产生的较优区域中的不同务件下实验结果的比较，最后确定最佳分离条件为：采用树脂HD-8，树脂床高度为4cm．流速为1mL／min，前120mL采用0．05mol／L盐酸洗脱收集肌苷，120mL后至240mL采用0．74moL／L pH5．0醋酸钠缓冲液洗脱收集鸟苷。     

枯草芽孢杆菌生产鸟苷的途径分析

利用途径分析的方法对枯草芽孢杆菌发酵生产鸟苷的途径进行分析,确定了3个基本反应模型,计算出最优途径的理论产量和通量分布．三个基本模型的理论摩尔产量分别为0．625、0．75、0．667．通过调整化学调节因子NH4^ 和Mg^2 ,可以使鸟苷产量由14．4g／L提高到19．2g／L。     

污水处理中基于仿人智能的DO参数控制策略

污水处理是一个复杂的生化反应过程,难以数学建模．针对其曝气控制过程中参数的不确定性,采用传统PID控制策略难以实现优化控制的问题,文章以DO参数控制为例,提出了基于仿人智能的控制策略对其实施控制．仿人智能控制策略很好地解决了DO参数值波动的控制问题,有效地保证了出水水质和曝气风量的合理控制．文中给出了控制策略、系统结构和控制规则．仿真结果表明了该控制策略的可行性和有效性,系统动、静态品质好．     

宝山钢铁总厂原水,工业水质的初步分析（Ⅰ）

对宝山钢铁总厂水库与栩水池在不同时间内所采的水样进行溶解氧，五日生化耗氧量，化学耗氧量，总氮及总磷的测定；也对水库底泥的总氮及总磷含量进行测定。从ＤＯ，ＢＯＤ５的总磷来看，水体未达到富营养化标准，从ＣＯＤｃｒ来看，水体均处于超富营养化状态；从总氮浓度来看，水体均处于中营养化和富营养化之间。     

制备鸟苷三醇的新方法

探讨了两种性质相反的聚合物支载的高碘酸根离子和硼氢根离子,以鸟苷为底物,一锅法合成鸟苷三醇,此方法具的操作简便,反应条件温和合成路线缩短, 离中间体,产率较高等特点。     

DO对短程反硝化过程中N2O产量的影响

利用SBR反应器,考察不同溶解氧(DO)条件下NO2-反硝化过程中N2O产生及释放过程。研究结果表明:控制曝气量为0.3 L/min,进水NO2--N质量浓度为40 mg/L,体系DO质量浓度分别为0,0.1,0.3,0.5和0.7 mg/L时,反硝化过程N2O释放量分别为0.41,0.60,2.62,4.98,6.83 mg/L;随DO质量浓度的增加,反硝化速率明显降低;当DO质量浓度由0 mg/L增至0.7 mg/L时,每克混合液悬浮固体(MLSS)的NO2-反硝化速率由14.9 mg/(L.h)降至10.2 mg/(L.h),每克MLSS的N2O产生速率由0.2 mg/(L.h)增至1.9 mg/(L.h)。其原因为:高DO质量浓度对氧化亚氮还原酶具有较强的毒性,抑制了N2O的进一步还原过程;高NO2-的存在导致抑制了氧化亚氮还原酶的活性。降低A/O和A2/O等生物脱氮过程中缺氧反应器内部DO质量浓度,保证严格缺氧条件,是减少短程生物反硝化过程中N2O产量的关键因素。     

Coastal acidification in summer bottom oxygen-depleted waters in northwestern-northern Bohai Sea from June to August in 2011

Dissolved oxygen(DO) and pH in the central part of the Bohai Sea were surveyed in late June and late August,2011.During the June cruise,the bottom DO was in the range of 215-290 μmol-O2 kg-1(i.e.85%-115% of the saturation level),and the bottom pH was in the range of 7.82-8.04 on the total-hydrogen-ion scale.In August,however,both the bottom DO and the pH had significantly declined in the northwestern-northern near-shore areas,where the water depth was no more than 35 m.The lowest bottom DO was 100-110 μmol-O2 kg-1(only 44%-47% of the June DO values) in the northern near-shore area,where the bottom pH was 7.64-7.68 on the total-hydrogen-ion scale(0.16-0.20 units lower than the June pH value).The largest decreases in DO and in pH were observed in the northwestern near-shore bottom waters,corresponding to declines of 170 μmol-O2 kg-1(as high as 59% of the June DO value) and 0.29 pH units,respectively.The greatest pH decline of 0.29 pH units meant that the total-hydrogen-ion concentration doubled in the bottom waters from June to August.Based on field measurements of bottom DO/pH combined with a simplified model simulation,we suggest that respiration/remineralization-derived CO2 increased the acidity in the bottom oxygen-depleted waters of northwestern-northern near-shore areas in the Bohai Sea as a result of coastal red tides and/or marine aquaculture.This aquatic chemistry is suggested to be partially responsible for scallop-breeding failures in the northwestern Bohai Sea in summer 2011.