重组大肠杆菌分批-补料培养生产类人胶原蛋白的过程控制

目的优化重组大肠杆菌高密度发酵的调控工艺。方法通过考察比生长速率、3种控氧方式以及诱导强度对细胞和类人胶原蛋白产量的影响,确定最佳的发酵工艺。结果比生长速率显著影响类人胶原蛋白的产量,且最适比生长速率为0.15～0.20h-1;在提高罐压的条件下,细胞和类人胶原蛋白的浓度均显著高于其他两种控氧方式,充入富氧空气的细胞和类人胶原蛋白的浓度均最低;诱导强度对细胞生长和蛋白质表达的影响非常大,当细胞浓度达47±2g/L(DCW)时,开始升温至42℃进行诱导,最佳条件为42℃保温2～3h,然后降温至39℃继续培养5～6h。结论通过优化重组大肠杆菌分批补料培养生产类人胶原蛋白的工艺,使得细胞和类人胶原蛋白浓度分别达68.94g/L(DCW)和13.02g/L。     

树干毕赤酵母连续发酵戊糖己糖生成酒精

以30g/L葡萄糖和15g/L木糖混合物为发酵底物,在工作体积约为1.5L的全混釜生物反应器中,对一株树干毕赤酵母驯化菌株P2进行了一级和二级连续发酵研究。结果表明,在一级连续发酵木糖、葡萄糖混合物中,当稀释率为0.06h-1时,酒精产率达到最大0.790g/(L·h),发酵溢出液中酒精浓度为13.16g/L,还原糖利用率仅为77.51%。在二级连续发酵木糖、葡萄糖混合物时,当底物流加速度约为60mL/h时,发酵液酒精浓度为13.23～14.85g/L,还原糖利用为83.23%～84.37%。     

固定化酵母发酵海藻酒的研究

对游离细胞与固定化细胞的分批发酵动力学进行了研究并建立了相应的发酵动力学方程。在小型玻璃柱式反应器中进行连续发酵海藻酒的研究，确定了适宜的发酵工艺为：发酵温度１８－２０℃，固定化细胞凝胶珠充填系数０．５，稀释速率０．１ｈ＾－１，发酵时间由游离细胞发酵７天缩短到０．５天左右。建立了柱式反应器固定化酵母第藻酒连续发酵的数学模型。     

卡拉胶固定化Nocardia sp.生产L(+)酒石酸

采用卡拉胶包埋具有环氧琥珀酸水解酶活性的诺卡氏菌菌体用于生产酒石酸。固定化的最适卡拉胶浓度为20 g/L,菌体浓度为200 g/L,交联剂戊二醛浓度为5 g/L,固定化后的酶活回收率可以达到70%。高浓度的环氧琥珀酸对水解反应产生抑制作用,游离细胞的米氏常数(Km)为0.234 m o l/L,抑制常数(KI)为0.22 m o l/L,固定化细胞则分别为0.31 m o l/L和0.21 m o l/L。游离细胞和固定化细胞反应的最适pH分别为8.0和8.5。细胞固定化以后,耐热稳定性增强。30°C 0.2m o l/L的底物浓度下,摇瓶中连续转化25批,L( )酒石酸的转化率接近100%。     

共固定化双菌种发酵海藻酒动力学的研究

采用PVA为载体共固定化酿酒酵母和产香酵母发酵海藻，酿造海藻酒，对游离细胞与固定化细胞的分批发酵和连续发酵的动力学进行了研究并建立了相应的发酵动力学方程。实验结果表明：酿酒酵母和产香醇母两种菌种菌量的最佳配比为4：1，发酵温度20℃，共固定化细胞分批发酵和连续发酵凝胶粒的充填系数分别为0.25和0.5，游离混合细胞的发酵时间为7d，共固定化细胞连续发酵稀释速率0.12/h，其发酵时间为0.5d左右。经160d连续发酵实验，PVA固定化细胞粒子的机械强度良好。     

中国景德镇陶瓷载体固定化酵母细胞发酵动力学研究

采用中国景德镇陶瓷经特殊工艺制备的,具有53.39%气孔率和5-18μm孔径的球形和拉西格环为载体,研究了固定化酵母细胞发酵动力学,实验结果表明：固定化细胞的球形和拉西格环陶瓷载体的发酵动力学常数与粒径大小存在明显差异;固定化细胞系统的动力学还受到内扩散和外扩散的影响,球形载体固定化细胞发酵动力学常数为：Ks=5.3g/L,Vm=0.47g/L/h,Kis=120g/L;拉西格环固定化细胞的发酵动力学为：Ks=4.1g/L,Vm=0.55g/L/h,Pm=140g/L。     

固定化米根霉发酵生产L-乳酸产酸速率的研究

文章研究了海藻酸钙包埋法固定米根霉间歇生产乳酸的工艺,并考察了固定化凝胶珠颗粒直径、接种量、装液量、糖的质量浓度以及发酵温度对产酸速率的影响;结果表明,在固定化凝胶珠颗粒直径为2.4 mm,接种量为20%,糖的质量浓度为10~100 g/L,温度为32℃条件下,产酸速率可以达到15.5 g/(L.h)。     

固定化桔青霉气升式反应器生产核酸酶P1的研究

以玉米芯颗粒吸附桔青霉（Penicillium citrinum）孢子,再用质量分数为1.5%的海藻酸钠包埋吸附固定化细胞玉米芯颗粒,于摇瓶中进行分批培养.实验结果表明在固定化细胞产酶的条件下,培养基中淀粉水解糖浓度为9g/L,蛋白胨浓度为1g/L,采用气升式反应器,产酶发酵周期为50h,发酵液中核酸P1的活力高达8.43mmol     

灵芝(G22)多糖发酵的动力学研究

通过对灵芝(G22)多糖发酵的动力学研究，建立了较为合理的连续培养体系．描述了稳态时葡萄糖、多糖、蛋白胨、菌丝量等，随稀释速率的变化规律．对得到的实验数据进行计算，得到不同稀释速率下的菌丝产率、菌丝生长得率和灵芝多糖比产生速率等参数值．对得到的数据进行分析计算，求得最大比生长速率μmax=0．064／h，饱和常数Ks=18.90g/l，基质最大得率常数Yc^MAx=0．732g/g，维持常数m=0．0093g/gh．并建立了灵芝多糖发酵的一系列模型方程．发现：当D=0．022／h时，G22生长速率最快，多糖产量最高，达2．85g/l．此值比分批培养提高0．35g/l．     

固定化混合菌种发酵玉米秸秆水解液的研究

通过固定化混合菌种发酵法,研究了嗜单宁管囊酵母（Pachysolen tannophilus）和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）共固定于海藻酸钙中发酵玉米秸秆水解液工艺。研究结果表明,所得到的固定化混合菌种能同时利用玉米秸秆水解液中的木糖和己糖共同发酵,其效果明显优于游离混和菌种发酵,也明显优于S.cerevisiae和P.stipitis两种细胞共固定发酵。在发酵周期24h,初始pH值6.0,初始糖浓度118.42g/L的条件下,酒精转化率可达到0.4g/g糖。     

乳酸发酵的固定化及工艺条件的研究

以海藻酸钙、泡沫塑料和离子交换树脂为载体进行了德氏乳酸杆菌的固定化发酵乳酸的研究，其中以海藻酸钙为载体的固定化细胞发酵取得了良好的结果，得到了高于游离细胞的发酵产量，并对发酵的工艺条件进行了探讨．     

海藻酸钠复合载体固定化细胞拆分D,L－泛解酸内酯的研究

研究了海藻酸钠及其与聚丙烯酰胺(PAM)和聚乙烯醇(PVA)的复合载体对镰孢霉菌(Fusarium oxysporum BU-11)细胞的固定，该固定化细胞被用于手性拆分D,L-泛解酸内酯的反应体系。实验表明，海藻酸钠固定化细胞具有较好的扩散性和强度，在水解试验中与游离细胞相比，酶活收率可达到80%以上，而且具有较好的温度和批次反应稳定性，在底物质量浓度为200 g/L的3L搅拌式反应器中6h水解反应20批,水解率可以保持在初始的80%左右。PVA和PAM的加入可增强固定化细胞的强度，前者对酶活影响不大，后者使酶活略有增加。     

固定化玫瑰微球菌发酵产海藻糖合成酶系

以聚氨酯为载体固定化培养玫瑰微球菌,发酵生产海藻糖合成酶系麦芽糖苷基海藻糖合成酶MTSase和麦芽糖苷基海藻糖水解酶MTHase。考察了细胞固定化对菌体生长及产酶的影响, 对固定化细胞重复批次发酵换液条件进行了初探。固定化细胞发酵40h,酶活达到最大值,产酶周期缩短了56h,细胞干质量和酶活分别达到12g/L和52u/mL,比游离细胞发酵提高了12%和33%。重复批次发酵最佳的换液条件为发酵40h后,以40%的换液量每隔24h以等量新鲜培养基替换发酵液。在此条件下,重复发酵9批,连续230h菌体生物量及酶活无明显下降。在10L发酵罐中进行放大实验,酶活最高达到80u/mL,重复发酵7批,连续180h菌体生物量及酶活无明显下降,酶的时空产率达到56.9u/(L·h),比单批发酵提高了42.5%。     

固定化酵母细胞发酵生产酒精的研究

研究以活性炭为载体的吸附法制备固定化酵母增殖细胞．从糖蜜发酵生成酒精的实验结果表明：对于高浓度底物抑制、产物抑制和温度变化的耐受程度，固定化细胞系统明显优于游离细胞，且其表观动力学常数明显受到扩散影响．在固定化细胞系统的连续发酵过程中，当稀释度为０．８９ｈ－１时，酒精的最大生产能力为１９．５ｇ·ｈ－１·Ｌ－１．     

优选发酵毕赤酵母与酿酒酵母混合发酵的葡萄酒酿造应用潜力

实验基于主要发酵副产物的生成含量评价优选发酵毕赤酵母与酿酒酵母混合发酵对葡萄酒质量的影响。采用优选发酵毕赤酵母Z9Y-3和商业酿酒酵母F33设计同时和顺序两种接种方式启动模拟葡萄汁的酒精发酵,以酿酒酵母和发酵毕赤酵母单菌株发酵为对照。琥珀酸和乳酸利用高效液相色谱法测定,甘油采用高碘酸钠氧化法分析,挥发酸采用水蒸气蒸馏法测定。结果显示,优选菌株参与下的发酵没有显著影响酒精发酵的进程,但在发酵过程中发酵毕赤酵母生长速率低于酿酒酵母。与酿酒酵母纯发酵相比,混合发酵提高了甘油的含量,降低了挥发酸的含量,其中顺序接种的发酵过程中酿酒酵母活菌数最高,发酵毕赤酵母存活期最长(7d),发酵过程中甘油累积量最高(2.7g/L),挥发酸含量最低(0.2g/L)。不同发酵处理中,琥珀酸和乳酸含量均呈现先增后降的趋势,但其最终含量变化不显著。综上可得,优选发酵毕赤酵母和酿酒酵母的混合发酵具有应用于葡萄酒酿造的应用潜力。     

固定化乳酸菌发酵制备L-乳酸的初步研究

对影响固定化乳酸菌发酵玉米淀粉糖化液的主要因素进行了研究,并用响应面分析法优化了固定化发酵的培养基成分.结果表明,海藻酸钠质量分数为2%,凝胶颗粒直径在1.3～1.7 mm为固定化乳酸菌的最优条件;糖化液140 g/L,玉米浆76.3 g/L,CaCO3 70 g/L为固定化发酵的最佳培养基组成,在此条件下乳酸产量可达132.4 g/L.     

固定化增殖酵母糖蜜酒精连续发酵的研究

本研究采用海藻酸钙胶为载体,将糖蜜酒精酵母P396驯化株固定于2.5公升维型筛板生比反应器中,以甘蔗糖蜜为基质进行快速酒精连续发酵试验。证明该反应器能较好地解决CO_2滞留及CO_2与酒精对酵母发酵的抑制问题;探讨了该反应器连续发酵的动力学模型及发酵条件。发酵连续操作85天,平均产酒8.1×10~(-2)kg/L,平均生产能力1.5×10~(-2)kg/L·hr比游离细胞分批发酵效率提高17.4倍。     

酵母粉质量浓度对德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS 1.9201分批发酵动力学的影响

比较了德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS 1.9201在不同生长阶段的生长速率和产酸速率,分析了在乳清培养基中添加不同质量浓度酵母粉（0～20g/L）对该菌株分批发酵动力学参数的影响。结果表明：不论添加酵母粉与否,KLDS 1.9201的增殖速率和产酸速率均成正比例递增关系。随着酵母粉质量浓度提高到10g/L,KLDS 1.9201生长偶联期的持续时间由6 h缩短至4h,最高生长速率达到1.28g/L·h,在3h减速期内产生的乳酸量几乎占总产量的39％。但酵母粉添加量超过20g/L时对菌体生长反而有一定抑制作用。     

红曲霉固态发酵产糖化酶及酸性蛋白酶条件的优化

从8株红曲霉中筛选出红曲霉MQ7作为高产糖化酶和酸性蛋白酶的供试菌株,采用固态发酵方法测定在不同发酵温度、底物料液比、大米和麸皮比例条件下的产酶情况.利用正交实验优化固态发酵产酶过程,确定该菌株产酶最佳发酵条件为:发酵温度30,℃,底物料液比(g∶mL)20∶25,大米麸皮比例(g∶g)17∶3.在此条件下,糖化酶活力达1,641.69,U/g,酸性蛋白酶活力达151.09,U/g.同时研究了NaCl含量对红曲霉酶活力的抑制作用,当NaCl质量分数达到18.92%时,红曲霉MQ7产糖化酶活力下降64.8%,酸性蛋白酶活力下降85.6%.