溶氧对黄原胶发酵的影响

黄原胶是野油菜黄单孢菌分泌的胞外多糖,可用淀粉或葡萄糖为碳源发酵生产。本文着重以淀粉为碳源研究不同的溶氧水平对多糖的影响。试验结果表明:溶氧水平高于饱和度的20%对多糖发酵影响不大,低于20%时菌的生长受影响。溶氧水平为饱和度的25%,菌体生长最佳。     

缬氨酸对必特螺旋霉素生物合成的影响

在必特螺旋霉素基因工程链霉菌WSJ-1-195发酵生产必特螺旋霉素的摇瓶实验中,发酵36 h时向合成培养基中添加0.5 g/L的缬氨酸对必特螺旋霉素效价和组分的影响最为显著.实验结果表明:添加缬氨酸后,菌体在发酵48～60 h糖耗加快,达到1 g/(L·h),发酵液中丙酸和丁酸浓度先增后降,而发酵液中丙酮酸在胞内积累,丙酮酸羧化酶活性在48 h和60 h时分别增加20%和95%.由于糖耗加快,更多碳流可以通过甲基丙二酰CoA转羧基酶途径(MCT途径)将缬氨酸分解生成的丙酰CoA和丁酰CoA转化为内酯环合成所需要的直接三碳前体,最终效价比对照高出45.3%.添加缬氨酸后,由于大环合成增多,侧链前体的供应无法满足内酯环增加的需求,导致酰化组分含量总体下降,其中总异戊酰组分降低23%,乙酰螺旋霉素Ⅲ降低30.8%,丙酰螺旋霉素Ⅱ降低33%,丙酰螺旋霉素Ⅲ降低48.8%.同时缬氨酸代谢生成的丁酸也有可能会影响异戊酰基转移酶的活性.     

螺旋霉素的生物合成——Ⅱ.螺旋霉素产生菌的理性化筛选

本文采用强烈因子处理的诱变方法,配合理性化筛选技术,有意识地消除一些分解代谢物的阻遏和产物对螺旋霉素生物合成的反馈抑制。试验结果表明:用紫外线照射30秒,射距30cm或用1%硫酸二乙酯处理40分钟,能获得正变幅度较大的突变株;用诱变剂处理与结构类似物(2-脱氧-D-葡萄糖、甲胺或终产物——螺旋霉素)筛选相结合的理性化方法比常规方法优越,获得一株摇瓶发酵单位达3000u·ml~(-1)以上的高产菌株。静息细胞培养系统中的研究表明,用2-脱氧-D-葡萄糖、甲胺和螺旋霉素定向筛选的抗性突变株,都在不同程度上分别解除了碳、氮分解代谢物和终产物对螺旋霉素生物合成的阻遏,且低浓度的外源螺旋霉素对诱变组的螺旋霉素合成有促进作用。     

丙三醇对螺旋霉素生物合成过程的影响

在螺旋霉素链霉菌发酵过程中,添加丙三醇有助于螺旋霉素的合成。在摇瓶实验中,于发酵开始时添加丙三醇(φ=0.000 8)效价提高约20%~30%。在50 L发酵罐上进行放大实验,不仅成功地验证了丙三醇的促进作用,还通过测定发酵液中多种相关有机酸含量、菌浓、总糖和NH2-N浓度等参数,初步分析了丙三醇的作用机理,即丙三醇主要增加了EMP途径和TCA循环的代谢流,在发酵初期可能有助于激活菌体,促进细胞的初级代谢,从而在一定程度上提高了螺旋霉素的生产速率和产量。     

铵离子对必特螺旋霉素生物合成的调控

研究了在复合培养基中发酵生产必特螺旋霉素时,铵离子浓度对发酵组分的影响。从发酵24h开始,每12h补加3．2mmol／L的铵离子,考察其对必特螺旋霉素中异戊酰螺旋霉素组分和异戊酰基螺旋霉素Ⅲ／Ⅱ的调节作用。实验结果表明：在降低基础培养基铵离子浓度的基础上,补加铵离子可以明显改善必特螺旋霉素组分,生物效价达2200u／mL。通过测定发酵过程中还原糖、相关有机酸、琥珀酸脱氢酶（Succinate dehydrogenase,SDH）活性、缬氨酸脱氢酶（Valine dehydrogenase,VDH）活性等中间代谢数据,对铵离子的作用原理进行了讨论。     

添加异戊酸对必特螺旋霉素生物合成的影响

为了进一步提高多组分必特螺旋霉素中异戊酰螺旋霉素Ⅲ和总异戊酰螺旋霉素的含量,本文通过外源添加浓度为0.5 g/L的异戊酸使异戊酰螺旋霉素Ⅲ和总异戊酰螺旋霉素的含量分别比对照提高了38.32%和31%。通过测定必特螺旋霉素发酵过程中糖耗、有机酸、亮氨酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、己糖激酶等中间代谢产物的相关数据,探讨了异戊酸调控必特螺旋霉素组分和效价的机理。     

基于参数相关分析的头孢菌素C发酵过程溶氧调控策略

运用多参数检测的生物反应器及其相关计算机软、硬件技术,对头孢菌素C发酵过程中表征细胞代谢的宏观代谢特征参数进行了检测与相关性分析,表明发酵前期菌体形态分化有利于增加溶氧,膨大、断裂菌丝的形成能够启动头孢菌素C合成;发酵中期添加豆油为菌体提供碳源、同时兼作消泡剂,发酵后期添加豆油仅起消泡剂作用。在以上分析的基础上从过程理论上提出了头孢菌素C发酵中溶氧控制的策略。     

混合菌种发酵生产酱油的工艺研究

利用米曲霉(Aspergillus oryzae)和黑曲霉(Aspergillus niger)混合接种,并在制曲后期混合添加嗜盐片球菌(Pediococus halophilus)和高渗酵母进行多菌种发酵生产酱油实验研究。结果表明,混合发酵的菌种最佳培养时间为36～40h,最佳发酵温度为45～48℃。米曲霉和黑曲霉的接种比为90%∶10%时,全氮利用率提高13.2%,氨基酸生成率提高6.8%。将成熟曲拌以10%的食盐水,在pH值为6.5的环境下,混合添加嗜盐片球菌和高渗酵母参与发酵可以提高酱油产品中的醇类含量和酸类含量,改进酱油的风味。     

重组巴斯德毕赤酵母高密度培养中铵离子浓度的影响

采用Mut^s表型的重组毕赤酵母生产血管生长抑制素,表达阶段流加甘油—甲醇混合碳源以提高菌体密度和血管生长抑制素的表达水平,菌体密度可达174g／L,约是表达阶段采用甲醇为单一碳源的发酵过程的3倍。菌体密度的提高导致表达阶段发酵液中铵离子浓度下降很快,当发酵液中的铵离子浓度低至40mmol／L时,影响了血管生长抑制素的表达。改变pH调节方式并在发酵后期添加25mmol／L(NH4)2SO4使发酵液中铵离子浓度维持在150mmol／L以上,血管生长抑制素的表达产量达到108mg／L。     

溶氧控制对黄色短杆菌YILW合成L-异亮氨酸的影响

对黄色短杆菌YILW合成L-异亮氨酸的发酵溶氧条件进行了探索,构建了该菌合成上L-异亮氨酸的代谢网络和代谢流平衡模型.在30 L发酵罐中考察了不同溶氧浓度下L-异亮氨酸发酵过程.研究结果表明:高溶氧浓度有利于菌体生长,15%溶氧浓度下产酸速率高且维持的时间长,有利于L-异亮氨酸的积累.为此提出了分段控氧模式:在菌体生长...     

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。     

不同碳源对E.adhaerens产维生素B12发酵代谢动力学分析

考察了Ensifer adhaerens (E.adhaerens)在不同碳源(麦芽糖、蔗糖、葡萄糖和果糖)条件下的生理代谢特性,并利用Logistic和Luedeking-Piret模型分析了黏着剑菌发酵过程生长动力学及产物合成动力学特性变化。结果表明,蔗糖能够显著促进E.adhaerens的生长和合成代谢,补料批培养条件下发酵单位分别比葡萄糖、麦芽糖、果糖组高出53%、40%、103%;发酵代谢动力学分析表明,不同碳源条件下,E.adhaerens生产维生素B₁₂(VB₁₂)呈现部分生长偶联型;蔗糖为最优碳源,最大比生长速率和最高发酵单位分别为0.054 h^-1和115 mg/L。E.adhaerens发酵过程中,蔗糖能够被逐渐分解为葡萄糖和果糖,维持合适的葡萄糖生成速率,用于提供足够的能量和前体用于菌体生长和VB₁₂合成,有效缓解了高质量浓度葡萄糖对菌体生长和产物合成的抑制。     

粪产碱杆菌青霉素酰化酶在枯草芽孢杆菌中的表达优化

在5L发酵罐中进行了表达粪产碱杆菌青霉素G酰化酶的重组枯草杆菌WB600(pMA5)的发酵研究。实验表明，发酵液中的葡萄糖浓度和菌体产酶能力密切相关，维持低葡萄糖水平，可以提高枯草杆菌WB600(pMA5)青霉素G酰化酶的合成能力。采用混合碳源进行发酵，在生长阶段流加葡萄糖，并维持低浓度，在发酵12h菌体浓度达到约13．8g／L时停止流加葡萄糖，使茵体利用发酵液中的可溶性淀粉作为碳源，避免葡萄糖的代谢副产物对茵体产酶能力的抑制，青霉素G酰化酶的表达水平从原来的55u／L提高到582u／L。     

红曲色素液态发酵生产工艺研究

通过优化紫色红曲霉FDSJA-01的液态发酵生产工艺参数（搅拌器类型、溶氧、过程pH、补糖条件）以提高红曲色素的产量。优化后的5L发酵罐液态深层发酵生产工艺条件为：采用六折叶DT602搅拌器,溶氧维持在40±5%,发酵pH维持在3.5±0.5,当发酵96 h时开始以5 mL/h的流速流加40%葡萄糖,230 h时停止流加补糖。发酵 264 h胞内色素含量（以每克湿菌体计算）达到最大值,红色素为3454.9 U/g,橙色素3746.7 U/g,黄色素3295.8 U/g,分别比优化前提高了4.6倍、4.7倍、3.4倍,总色价提高了4.2倍;发酵液桔霉素含量为29.12 μg/L。     

溶氧水平与搅拌转速对发酵生产透明质酸分子量的影响

研究了搅拌转速与溶氧水平对发酵生产透明质酸(HA)分子量(Mw)的影响.结果表明:控制搅拌条件一致时,在厌氧条件下HA的Mw较低,随溶氧水平的增加Mw逐渐增加,但当溶氧水平超过50%后,Mw出现下降.当溶氧水平控制在50%时,HA的Mw随转速的升高呈现先增后降的趋势.     

溶氧对红曲菌发酵生物合成橙色素的影响

研究了溶氧对红曲菌在发酵罐中生物合成橙色素的影响。 分别采用不同通气量和搅拌转速以达到不同溶氧水平,考察不同溶氧水平下红曲菌w1夏在10L发酵罐中生产橙色素的情况,并将优化后条件放大至50L发酵罐中。结果表明,不同通气量水平下底物消耗、pH值和溶氧情况相似,但最终橙色素色价不同,基本上呈现出随通气量增加,色价呈现上升趋势;搅拌转速升高,菌体量和色价均随之升高,但涨幅不大;50L罐中菌体生长和橙色素合成结果验证了10L罐结果。在大规模生产时应尽可能采用高的通气量和适宜的搅拌转速,达到较高的溶氧水平,以利于菌体生长和橙色素合成。     

硫酸氧化同步荧光法测定猪肉中的螺旋霉素残留

螺旋霉素被浓硫酸氧化后由非荧光物质转化为荧光物质,采用发射波长和激发波长相差25 nm的波长间隔扫描其400～600 nm内的同步荧光光谱,可于494 nm获得最强荧光发射.基于此,建立了一种测定螺旋霉素残留的新方法.在最优条件下,线性动态范围为0.02～4 mg/L;检出限为0.33μg/kg;样品的加标回收率100.31%～107.78%.该方法已用于猪肉中螺旋霉素残留的测定.     

纳豆激酶产生菌的固体发酵参数优化

对影响纳豆激酶产生菌固体发酵时产酶影响因子如碳源/氮源、含水量、温度、pH和培养时间等进行了优化.实验结果表明,菌株1适宜的固体发酵产酶培养基豆粕:麸皮比为3∶1;菌株2适宜的固体发酵产酶培养基豆粕:麸皮比为1∶1时产酶活性最高;菌株1适宜的培养基含水以50%最好,菌株2以70%最好;培养基初始pH均在7.0时酶活最高;发酵温度均以25℃最好,不易超过30℃;两个菌株的适宜发酵时间分别为36 h(菌株1)和72 h(菌株2).在优化发酵条件下,两个菌株单位发酵物中纤溶酶平均酶活力可分别达到1 407.25 U/g(菌株1)和953 U/g(菌株2).     

酰基激酶和酰基CoA合成酶对螺旋霉素合成的影响

螺旋霉素链霉菌生物合成螺旋霉素的过程受许多酶的调控作用,酰基激酶和酰基CoA合成酶是螺旋霉素内酯环合成的重要酶,实验测定了它们的酶活趋势和酶的影响因子,结果表明,酰基激酶和酰基CoA合成酶都有两个活力峰,前者活性集中在发酵中前期,后者活性集中在发酵中后期,实验发现Co2 ,Mn2 对酰基激酶和酰基CoA合成酶有较强的激活作用,Cu2 对酰基激酶有抑制作用,但对酰基CoA合成酶有很强的激活作用,在发酵中期向摇瓶中补加二阶阳离子比在发酵初期加入有更明显的激活作用,平均效价最高提高了31％。     

磷酸盐和剪切力对螺旋霉素生物合成的影响

文题试验结果表明，磷酸盐（Ｐｉ）过高固然有利于细胞生长，不利于螺旋霉素（ＳＰＭ）合成，但过低对生产也不好。发酵过程中补入适量Ｐｉ能显著提高细胞菌体的生产能力。根据静息细胞试验结果推测，Ｐｉ具有缓解过量葡萄糖或氨离子（ＮＨ）对ＳＰＭ合成的阻遏作用；能减少ＳＰＭ对其自身合成的反馈抑制，促进己糖和大环内酯的合成以及它们之间的连接。摇瓶发酵结果表明，单次补Ｐｉ的时间以发酵７２ｈ最有利，分二次补时以４２ｈ和８６ｈ最好，补入的Ｐｉ量以０．０５％～０．１％为宜。试验中还发现，ＳＰＭ发酵对剪切力很敏感，搅拌转达过高或摇瓶中加入玻璃珠会导致ＳＰＭ效价为零。