玉米皮水解液发酵生产饲料酵母的研究

本文研究了玉米皮水解液发酵生产饲料酵母的摇瓶间歇培养和分批补料培养条件 ,进行了10L反应器分批补料培养试验。研究结果表明 :间歇培养的适宜底物浓度为2 %糖浓度和7 %麸皮水 ,摇瓶间歇培养和分批补料培养的酵母浓度分别达到10.9g/L和21.6g/L ,10L反应器分批补料培养的酵母细胞浓度达20.7g/L。     

重组大肠杆菌发酵生产二倍体质粒的研究

随着基因治疗和基因疫苗的发展,急需大量的非病毒载体质粒DNA.主要对重组大肠杆菌E.coli DH5α发酵生产pUC21二倍体质粒的培养基组分和补料分批培养的葡萄糖流加策略进行了研究.初步确定的培养基组分是以葡萄糖作碳源,酵母粉作氮源,并且添加磷酸盐、硫酸镁、柠檬酸和微量元素.研究发现溶氧反馈流加是比较好的流加葡萄糖的补料策略,它能把葡萄糖浓度控制在较低的水平,从而避免产生乙酸效应.溶氧反馈流加发酵的最大生物量可达30.84 g/L,质粒pUC21-Dimer的最大产量达96.38 mg/L.该研究为重组大肠杆菌生产二聚体质粒建立了优化工艺,对大规模生产作为基因治疗的多聚体质粒具有指导意义.     

γ-聚谷氨酸高产菌株的选育及发酵条件优化

以聚谷氨酸(γ-PGA)产生菌Bacillus subtilisHD-23为出发菌株,采用紫外线-硫酸二乙酯-亚硝基胍三因素的多组复合诱变,获得菌株Bacillus subtilisHD-F9,γ-PGA产率达到10.72 g/L,提高了56.3%,且传代稳定.对菌株Bacillus subtilisHD-F9的发酵培养基配比进行正交设计优化,并对其摇瓶培养条件进行优化,得到最佳发酵条件为:葡萄糖50 g/L,酵母膏8 g/L,谷氨酸钠40 g/L,250 mL三角瓶装液40 mL,初始pH 7.5,37℃,200 r/min,振荡培养48 h,γ-PGA产量可达14.88 g/L,提高38.8%.     

以甜高粱渣为原料发酵生产乙醇

研究了以甜高粱渣为原料生产燃料乙醇：甜高粱渣经磷酸水解,水解液中和浓缩后接入管囊酵母（Pachysolen tannophilus）发酵生产乙醇,水解残渣加入纤维素酶和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）同步糖化发酵。通过正交实验研究了磷酸水解甜高粱渣的条件,最优条件为：磷酸浓度80g/L、反应温度120℃、反应时间80min、固液比1∶10,最大还原糖得率为0.3024g/g干物料。水解液管囊酵母发酵最大乙醇浓度为14.5g/L;水解残渣同步糖化发酵,当底物浓度为5%时最大乙醇浓度达5.4g/L。总乙醇产率为0.147g/gDM。     

两阶段控制甘油浓度提高1,3-丙二醇发酵水平

克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)分批发酵生产1,3-丙二醇(1,3-PD),根据菌体生长、产物生成和补料可将发酵过程分成4个阶段.不同阶段控制不同的底物浓度会对菌体生长和产物生成产生不同的影响.研究发现,菌体生长阶段(阶段Ⅱ)底物浓度控制在6.0 g/L最适合菌体生长,产物主要生成阶段(阶段Ⅲ)底物浓度控制在18.9 g/L最适合产物生成,菌浓可达7.83 g/L,最终1,3-PD的浓度为68.5 g/L,摩尔转化率为61%,生产强度为2.21 g/(L·h).     

溶氧反馈-分批补料高密度培养枯草杆菌谷氨酰胺合成酶工程菌

为了建立枯草杆菌谷氨酰胺合成酶基因重组工程菌BL21/pET28b-glnA的高密度培养工艺,首先以摇瓶培养为基础,对影响工程菌生长及目的蛋白表达的因素如培养基、pH值、诱导剂浓度及时间等进行优化,再扩大至BIOTECH-SBG(5 L)自动玻璃发酵罐培养,利用溶氧反馈补料策略进行分批补料,并在培养过程中保持20%～50%的溶解氧,7.0～7.5的pH,以及1.0g/L乳糖诱导12 h,成功地进行了工程菌的高密度培养,最终细菌干重达到48.1 g/L,目的蛋白的表达量占菌体蛋白总量的55%,粗提物酶比活为10.35 U/mg,整个补料过程细菌比生长率稳定的控制在0.1 h-1左右.     

酶法水解V_C磷酸酯镁及其动力学分析

考察酶法水解VC磷酸酯镁(Magnesium Ascorbyl Phosphate,MAP)过程,采用复合磷酸酯酶(Phosphoesterase Complex,PC)为催化剂,以水解产物VC的含量(水解率)为指标考察底物浓度、反应时间、pH值、反应温度、酶用量等因素对MAP水解程度的影响,选择最佳水解条件并对其进行动力学分析。结果表明,在底物MAP的质量浓度为1.72g/L、酶和底物的体积分数为5%、温度37℃、pH 5.5条件下水解4h,水解率最大,可达(32.64±0.42)%。动力学分析表明:水解动力学符合米氏方程,其中km=25.82g/L,vmax=126.26g/(L.h)。     

类人胶原蛋白基因工程茵高密度发酵过程控制

目的优化基因工程菌Escherichia coli BL21生产人源型胶原蛋白的高密度发酵工艺。方法建立一套以溶解氧浓度和比生长速率为中心的控制策略，采用溶氧反馈或pH反馈调节补料速度。结果OD600可达150，胶原蛋白的表达量为9g／L。结论20％～30％饱和度的溶解氧和0．1-0．2h^-1的比生长速率有利于细胞生长和产物表达，其与降低乙酸等有害代谢副产物的积累密切相关。     

响应面法优化Bacillus subtilis HD-F9产γ-聚谷氨酸发酵培养基

采用响应面法对Bacillus subtilis HD-F9发酵产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的培养基成分进行优化.首先通过Plackett-Burman设计对培养基中影响产量的7个因素进行评价,筛选出具有显著效应的影响因素葡萄糖、酵母膏和谷氨酸钠.然后进行最陡爬坡实验逼近最大产γ-PGA区域,最后通过Box-Behnken设计及响应面分析确定了葡萄糖、酵母膏和谷氨酸钠的最佳浓度分别为60.03 g/L、8.1 g/L、41.7 g/L.优化后,γ-PGA的产量达到14.56 g/L,比优化前的9.5 g/L提高了53.26%.     

基因工程菌Pichia pastoris高密度发酵表达重组人血清白蛋白

在摇瓶条件下对基因工程菌Pichia pastoris的发酵条件进行了实验，并根据摇瓶发酵的优化结果进行了补料分批高密度发酵。在分批发酵时，接种量为10%且种子细胞光密度（OD600）为20左右时，细胞生长的延迟期约为2.11h，细胞生长光密度与培养时间的关系模型为：y=0.7841e^0.2319t（线性相关系数r=0.9936）；在补料发酵时细胞浓度可达115g/L-160g/L（干重），在120h重组人血清白蛋白表达量达3.6g/L。     

类人胶原蛋白基因工程菌高密度发酵过程控制

目的优化基因工程菌Escherichia coli BL 21生产人源型胶原蛋白的高密度发酵工艺。方法建立一套以溶解氧浓度和比生长速率为中心的控制策略,采用溶氧反馈或pH反馈调节补料速度。结果 OD600可达150,胶原蛋白的表达量为9g／L。结论 20％-30％饱和度的溶解氧和0．1- 0．2 h-1的比生长速率有利于细胞生长和产物表达,其与降低乙酸等有害代谢副产物的积累密切相关。     

发酵性丝孢酵母产油脂中纤维质糖化液脱毒工艺对比及优化研究

纤维质在进行稀酸水解糖化时,会产生一些对菌体发酵有抑制作用的物质。为了除去抑制物,提高纤维质糖化液的发酵产脂能力,对玉米秸秆稀酸水解液的脱毒产脂条件进行了优化,优化结果为：蒸煮20min,活性炭用量为1.0g/L,乙醛用量为 0.4g/L,黄孢原毛平革菌接种量(以孢子 计)为4×10⁸L^-1。此时,菌体生物量为21.2g/L,油脂含量为50.9%,油脂质量浓度为10.8g/L,糖油转化率为13.5%。     

羽毛水解生产复合氨基酸的研究

通过正交实验对利用鸭毛酸水解生产复合氨基酸的水解条件及水解液的脱色条件进行了研究。结果表明：盐酸浓度为6mol/L,固液为1/3,水解时间为12小时,其水解率可达58%。水解液脱色最佳条件为：脱色温度80℃,活性炭用量9%,脱色时间50min。     

芽孢杆菌BCS 13002的鉴定及同步糖化发酵生产高光学纯度L-乳酸

从泡菜中分离得到一株芽孢杆菌,经16S RNA及生理生化鉴定为凝结芽孢杆菌(BCS 13002).文中研究了碳源、中和剂对菌株生产L-乳酸的影响,并在5 L发酵罐中分别以葡萄糖及玉米淀粉为碳源进行分批补料发酵和同步糖化发酵(SSF)的研究.结果表明,葡萄糖是最合适的碳源,使用木糖和玉米淀粉作为碳源均不利于L-乳酸的产生;使用NaOH作为中和剂的效果优于Ca(OH)_2和CaCO_3.在发酵罐中以葡萄糖为碳源进行分批补料发酵,得到L-乳酸含量为115.86 g/L,糖酸转化率约为82.31%,并证明MnSO_4·H_2O和MgCl_2·6H_2O在发酵中有特殊的作用.以玉米淀粉为原料同步糖化发酵,得到L-乳酸123.3 g/L,糖酸转化率约为70.03%,产品中L-乳酸的光学纯度均达到99.8%以上.     

管囊酵母的诱变育种及甜高粱渣水解液发酵

对管囊酵母1771进行硫酸二乙酯(DES)与紫外线(UV)复合诱变,筛选得到一株菌DU-13,其糖醇转化率较出发菌株提高28.7%。用DU-13菌株在甜高粱渣酸水解液和发酵培养基中进行发酵,乙醇产量分别为3.5g/L和7.4g/L;转化率分别为0.173g/g和0.250g/g,水解液发酵效果不如发酵培养基。在甜高粱渣酸水解液中添加营养物质,并设计正交实验优化添加方案。将优化水解液在相同条件下利用DU-13菌株进行发酵,结果表明优化水解液发酵效果优于发酵培养基和水解液：乙醇产量为13.5g/L,转化率为0.378g/g。     

流加培养重组大肠杆菌表达核糖核酸酶Ba

核糖核酸酶Ba(barnase)是一种产自解淀粉芽孢杆菌的胞外核糖核酸酶,具有强毒性,能降解RNA,在农业、医疗、制药等领域有广泛的应用前景.利用重组表达barnase的大肠杆菌为研究对象,以期使用kil基因改善分泌状况,并实现大肠杆菌的高密度培养以及蛋白的高产表达.通过把kil-Km分泌盒克隆入质粒载体pET-32a(+)-barnase-barstar使barnase更加容易分泌与纯化,并使用Riesenberg培养基对重组大肠杆菌发酵生产barnase的不同葡萄糖浓度底物反馈控制补料流加策略进行了研究.初步确定1.0 g/L葡萄糖底物反馈流加时,获得的barnase酶活最高,为7.14 kU/mL,是文献报道的1.88倍,此时细胞干质量浓度为22.93 g/L,其中细胞间质的酶活达到3.53 kU/mL.为今后的发酵bar-nase研究提供了参考.     

Armillariella tabescens发酵生产菌丝体复合多糖的条件

试验研究了5 L发酵罐上液体深层培养假密环菌,生产菌丝体复合多糖的发酵条件,同时比较用酵母泥作培养基和用马铃薯作培养基发酵过程中假密环菌的生长情况、产多糖量和菌丝体生长形态.结果表明:接种量为5%,温度(26.0±0.5)℃,pH为6.00±0.2,溶氧保持在20%以上;从培养开始到收罐的0~85 h,搅拌速度从80 r/m in到160 r/m in分阶段递增;补料分批发酵,上罐培养3~4 d为最适发酵条件.使用马铃薯复合培养基发酵的发酵液中菌密度最高可达11.541 g(干质量).L-1,而使用酵母泥复合培养基菌密度最高达9.657 g(干质量).L-1,前者比后者高出19.51%.而酵母泥培养基的多糖质量浓度则最高达1.27 g.L-1,比马铃薯培养基高出22.83%.且平均培养时间比马铃薯培养基缩短12 h.     

γ-聚谷氨酸阻垢性能的研究

通过枯草芽孢杆菌发酵得到γ-聚谷氨酸(γ-PGA),并采用静态阻垢法评价γ-PGA的阻垢性能.研究了温度、pH值、Ca~(2+)浓度、γ-PGA分子量以及γ-PGA浓度对于该阻垢性能的影响,并对其阻垢产物进行结构表征以及对阻垢原理进行初步分析.研究结果表明,γ-PGA大分子和小分子均具有较强的阻垢作用,而小分子具有比大分子更加优良的阻垢特性.在阻CaSO_4垢和阻CaCO_3垢实验中,达到100%阻垢率时,小分子γ-PGA的最低浓度分别为4 mg/L和2 mg/L,而在相同条件下大分子γ-PGA的最低浓度均为20 mg/L.     

利用溶氧作为控制信号补料分批培养生产PHA的研究

利用已构建的工程菌Escherchia coli XL1-Blue(pKSABC),在20L自动发酵罐里进行补料分批培养。研究表明,底物浓度、温度、pH、DO等参数是影响菌体生长和PHA积累的重要因素;通过补料分批培养可以提高PHA的积累量。通过对DO在发酵过程中的变化规律的分析,确定DO作为补料时间的在线控制信号。补料的原则是,使发酵前期菌体大量生长,发酵后期PHA大量积累。在优化条件下,对工程菌Escherchia coliXL1-Blue(pKSABC)进行了60 h的补料分批培养,菌体浓度、PHA浓度和PHA占细胞干重的百分比分别为179g/L,132g/L,73.7%。     

分批添料对戊糖、己糖同步发酵制备乙醇的影响

以树干毕赤酵母为发酵菌株,混合糖(葡萄糖与木糖质量比为2∶1)为发酵底物,通过分批添料来提高糖利用率及乙醇得率。结果表明,一次性投料发酵糖初始浓度以94.0 g/L为最佳,乙醇浓度可达33.9 g/L。在高糖浓度一次性投料发酵中,延长发酵时间可以继续降低残糖浓度,增加乙醇浓度。但是初始糖浓度越高,其变化幅度也越低。初始糖浓度为108.0 g/L,31 h发酵后残糖浓度为9.1 g/L,乙醇浓度为34.3 g/L,延长到42 h时残糖浓度为0.4 g/L,乙醇浓度提高到37.0 g/L。当总糖浓度为80.9 g/L时,补糖时间在12 h内完成,且以两次补糖法较合适,发酵24 h乙醇浓度达到33.8 g/L。