甜菜碱对脱氮假单胞菌发酵维生素B12的影响及其过程控制

利用脱氮假单胞菌发酵生产维生素B12的过程中,甜菜碱是产物合成的前体,但高浓度的甜菜碱对细胞生长会产生抑制作用,将发酵液中甜菜碱浓度控制在适宜水平对维生素B12的高效生产有着重要的意义。考察了不同补料策略下,不同的甜菜碱浓度对维生素B12合成的影响。实验结果表明：在连续发酵过程中,维持低浓度的甜菜碱有利于维生素B12向...     

大肠杆菌表达高性能融合鱿鱼环齿-类弹性蛋白的发酵优化

为了实现重组蛋白SRT-ELP36在大肠杆菌中的高效表达,利用携带重组蛋白SRTELP36基因的pET-25b(+)表达载体,分别在摇瓶和5 L发酵罐上进行了发酵条件优化,并在50 L发酵罐中进行放大验证。经转化表达质粒后,宿主菌BL21(DE3)的菌体生长和蛋白体积产量均高于BLR(DE3),可用于蛋白SRT-ELP36表达。摇瓶发酵条件优化结果表明,TB(Terrific Broth)培养基、装液比(装液量与摇瓶体积之比)为5%、诱导温度为37℃、对数生长结束期添加0.5 mmol/L的IPTG(异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)诱导剂,菌体最高OD₆₀₀(波长600 nm处的吸光值)达到22.3,最高蛋白体积产量达0.60 g/L。在5 L发酵罐中进行补料分批培养条件优化,在OD₆₀₀为35时添加终浓度为0.5 mmol/L的IPTG启动诱导,并控制过程菌体氧消耗速率(OUR)为(180±5) mmol/(L·h),菌体的最高OD₆₀₀和蛋白体积产量分别达到了88、1.85 g/L,单位菌体蛋白产量为70 mg/g。在...     

前体氨基酸对维生素B_(12)发酵合成的影响

谷氨酸、苏氨酸、甘氨酸和甲硫氨酸是维生素B12合成的重要前体。在脱氮假单胞菌(Pseudomonas denitrifican)发酵的产物合成期以补加的方式考察了这4种氨基酸对维生素B12合成的影响。在合成培养基的基础上,通过单因素添加试验分别考察了这些氨基酸对维生素B12合成的影响,发现谷氨酸、甘氨酸和苏氨酸影响显著;并进一步利用三因素三水平的正交试验设计考察了氨基酸混合添加对菌体生长和维生素B12合成的影响,结果表明谷氨酸是最主要的影响因素,并且发现同时添加多种氨基酸更有利。当添加量为谷氨酸0.45 g/L、苏氨酸0.20 g/L、甘氨酸0.15g/L时,得到的菌体量和维生素B12产量分别比对照组提高了13.1%和46.0%。     

CO_2对脱氮假单胞菌发酵生产维生素B_(12)的影响

通过调整进气中空气和CO2的比例,研究了CO2的体积分数(φCO2)为0.03%,3.32%,8.86%和13.84%时对脱氮假单胞菌的生长和维生素B12合成代谢的影响。发酵过程的生理代谢分析结果表明:当进气中CO2体积分数增加到8.86%时,菌体的生长没有受到显著影响;而单位菌体糖消耗速率为29.95 mg/(g.h),仅为对照组的77%;产物的合成速率可达到1.75 mg/(L.h),比对照组1.02 mg/(L.h)的合成速率提高了71.6%。但CO2体积分数为13.84%时,菌体生长、底物利用以及维生素B12的合成都将受到抑制,因此在生产过程中控制CO2的体积分数非常关键。     

机械搅拌生物反应器的CFD模拟及剪切力对红花细胞悬浮培养的影响

采用计算流体力学(CFD)技术模拟5L机械搅拌生物反应器中不同搅拌转速对流场的影响,分别考察不同搅拌速度下,红花悬浮细胞培养过程中生物量、细胞活力、pH、糖耗、DO(溶解氧)、电容、电导、CER(单位体积发酵液在单位时间释放CO2的物质的量)的变化。结果表明:红花细胞对剪切环境有个适应过程,在搅拌生物反应器中悬浮培养,能够耐受剪切力值εave,CFD≤0.8 W/kg,细胞可以适应剪切环境,细胞活力能够恢复,结束延滞期快速积累生物量;当剪切力εave,CFD0.8 W/kg时,细胞不能耐受剪切环境,受到较大损伤,导致细胞活力很低,裂解死亡。     

醉金香葡萄愈伤细胞悬浮培养基优化促进白藜芦醇的合成

建立和优化了一种醉金香葡萄悬浮细胞合成白藜芦醇的工艺.以细胞生长和白藜芦醇生物合成量为响应值,通过单因素实验、Plackett-Burman、响应面实验考察了不同碳源、氮源、前体、诱导剂和激素等因素对醉金香葡萄细胞悬浮培养基合成白藜芦醇的影响.结果表明,在醉金香葡萄悬浮细胞的最佳培养条件下,单位葡萄细胞中白藜芦醇的最高...     

生物过程尾气质谱仪在乳酸发酵工艺控制中的应用

将生物过程尾气分析质谱仪及相应的Biostar处理软件成功应用于乳酸发酵过程中,通过实时监测发酵过程中不同阶段和不同发酵条件下菌体生理代谢参数的动态变化,并对其进行多参数相关分析,阐明了发酵过程中杂质组成的合成代谢过程;利用尾气分析质谱仪进行微耗氧发酵过程供氧水平的精确控制,当菌体的摄氧率控制在0.70mmol/(L.h)时,凝结芽孢杆菌乳酸的最佳合成速率能达到2.78g/(L.h);同时在以玉米淀粉水解糖液为基质的乳酸发酵过程中,通过对菌体生理代谢参数变化与残糖的消耗和副产物生成过程进行相关分析,建立了根据生理参数的变化进行发酵过程终点快速判定方法,实现了L-乳酸发酵产量和质量的在线控制策略。     

甘蔗糖蜜促进类球红细菌辅酶Q10的糖转化效率

考察了甘蔗糖蜜对类球红细菌发酵生产辅酶Q₁₀生物合成的影响,优化得到最佳的甘蔗糖蜜添加工艺,提升了糖转化率,大幅度降低了生产成本。不同碳源底物对辅酶Q₁₀产物合成有较大的影响,其中葡萄糖为最适碳源,利于类球红细菌菌体的生长和辅酶Q₁₀的合成。通过正交试验对辅酶Q₁₀发酵培养基进行了优化,当甘蔗糖蜜质量浓度为20 g/L、葡萄糖质量浓度为30 g/L、KH₂PO₄质量浓度为1 g/L时,对类球红细菌生长和辅酶Q₁₀合成均有利,且辅酶Q₁₀发酵效价达到了380.1 mg/L,糖转化率12.71 mg/g。在30 L发酵罐上进行发酵放大,结果辅酶Q₁₀产量最高达到3 311 mg/L,较对照组提高了15.4%,糖转化率提高了13.9%,这些发酵过程的生理参数进一步验证了甘蔗糖蜜有利于菌体代谢活力的维持以及辅酶Q₁₀的合成。     

烷烃为底物合成槐糖脂发酵过程供氧控制优化

以正十六烷为疏水底物考察了不同供氧水平对槐糖脂合成代谢的影响.通过对发酵过程中的代谢通量分布和关键酶活性的整合分析,发现供氧水平显著影响细胞脂肪酸和羟基脂肪酸的合成,同时显著影响葡萄糖和烷烃的利用程度.在线生理参数呼吸商(RQ)能够很好地表征胞内代谢通量的变化,后续有望成为过程调控的关键参数并可以进一步应用于过程优化....