应用于精准发酵的激光CO2尾气在线检测技术研究

针对精准发酵过程特征气体实时在线监测的需求，采用可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）方法对发酵尾气中CO2进行了检测技术研究，并结合精准发酵工艺特点，研发了一套激光CO₂在线监测分析系统，检测量程为0~2%，实现了全量程范围内测量误差小于0.08%，响应时间达到5.46 s。现场试验结果表明，该系统具有较高的灵敏度、稳定性与可靠性，并且使用寿命较长，适用于精准发酵过程特征气体的在线监测。     

枯草芽孢杆菌SX3411产抑菌物质的发酵条件优化

枯草芽孢杆菌SX3411菌株自身带有subtilomycin基因簇,其主要的抑菌成分为subtilomycin.该文采用单因素分析法分析了枯草芽孢杆菌SX3411在不同发酵条件和营养成分时对抑菌物质产生的影响.根据单因素分析,对枯草芽孢杆菌SX3411产抑菌物质设计了响应面法分析,通过响应面法获得了最优的发酵条件和最佳营养成分配比.结果表明:最佳培养条件是初始pH值为8.25、转速为169 r?min^-1、温度为30.24 ℃、装液量为37.9%、接种量为1.46%,抑菌圈直径预测值为30.04 mm; 最佳培养基的成分为葡萄糖11.4 g?L^-1、酵母粉5.0 g?L^-1、ZnSO₄ 0.000 56 g?L^-1、CaCl₂ 0.059 5 g?L^-1,抑菌圈直径预测值为27.83 mm.实际检测值与预测值完全吻合.实验结果为生产羊毛硫细菌素subtilomycin提供了依据.     

微生物批式流加发酵动力系统及参数辨识

微生物批式流加发酵生产1,3-丙二醇是一种重要的生产方式,但是目前研究只考虑了细胞外5种物质浓度的变化,没有考虑代谢机理、细胞内物质浓度的变化及重要的中间产物。本文将细胞内甘油、3-羟基丙醛和1,3-丙二醇三种物质的浓度变化考虑在内,假设甘油跨膜运输情形为主动运输和被动扩散,1,3-丙二醇的跨膜运输情形为主动运输和被动扩散,建立了微生物批式流加发酵动力系统。以实验值与计算值的误差平方和作为性能指标建立参数辨识模型,并用改进的粒子群算法求解模型中参数。结果表明,改进后模型平均相对误差比现有文献略有降低,说明了模型的有效性。     

响应面法优化S2菌株的培养条件

利用快速筛选方法从大庆采油三厂油田采出水中筛选出高产生物表面活性剂菌株S2,经鉴定为芽孢杆菌属.对S2菌株产生的生物表面活性剂进行提取及纯化后,通过离子鉴别实验及红外光谱法对其进行定性检测,确定其种类为非离子型脂肽类.以菌种S2产生的发酵液的乳化指数(E24)为指标,通过响应面优化方法对S2菌株的培养条件进行优化,以接种量、pH值、温度、摇床转速为因素优化对象进行实验.在此模型的基础上,通过二次回归方程得出最佳值是pH为7.2、温度为43.5℃、接种量为5.2%(V/V)、摇床转速为162r/min.在优化后的最佳培养条件下,测得菌株S2所产生发酵液的最优E24为81.20%.     

一类微生物发酵过程的优化

研究了甘油生物歧化为1,3-丙二醇过程的优化.首先给出了使目的产物1,3-丙二醇浓度最大的稳态优化模型,然后基于MATLAB和1st Opt软件,构造了可求其最优解的混杂优化方法,取得了较好的应用效果.     

木蹄层孔菌的液体发酵培养及粗多糖提取

以菌丝生物量为指标,筛选出木蹄层孔菌液体发酵培养基配方,并进行了粗多糖提取。结果表明:培养基配方为葡萄糖3.0%,蛋白胨1.0%,酵母浸膏0.5%,Na NO30.1%,K2HPO40.1%,KCl 0.05%,Fe SO40.001%,p H值为7.0,用紫外可见分光光度法绘制标准曲线,可测得粗多糖含量。     

2株人参生防真菌发酵液稳定性的研究

采用含毒介质培养法及菌丝生长速率法,研究了2株人参生防真菌FSR-74和FSR-97发酵液的稳定性.结果表明:2株生防真菌发酵液的热稳定性较弱,其发酵液在低温下(≤40℃)抑菌活性稳定,在中高温下(40℃)抑菌活性逐渐下降乃至失活;2株生防真菌发酵液的酸碱稳定性较差,在pH5或pH9的条件下其抑菌活性逐渐减弱;生防真菌FSR-74发酵液具有较强的紫外稳定性,但生防真菌FSR-97发酵液的紫外稳定性较弱;生防真菌FSR-74和FSR-97发酵液具有较好的低温储藏稳定性,室温下随储藏时间的延长对人参病原菌的抑菌率均显著下降;2株生防真菌发酵液抗胰蛋白酶稳定性较差;生防真菌FSR-74和FSR-97均具有良好的传代稳定性.生防真菌FSR-74和FSR-97的代谢产物有较强的低温储藏稳定性,具有一定开发价值,在不同植物病害防治应用中应在合理的温度、光照及pH范围内使用.     

霞多丽葡萄自然发酵醪中酿酒酵母的分离及其酿造特性分析

以烟台地区霞多丽葡萄自然发酵醪为材料,筛选鉴定本土酿酒酵母并测定其发酵力和耐受性,选育优良酵母用于霞多丽干白和赤霞珠干红葡萄酒的酿造。用孟加拉红培养基筛选酵母菌,经WL显色鉴别培养基和5.8S ITS序列鉴定获得12株酿酒酵母。通过测定受试菌株发酵后残糖量、酒精度及耐受能力(酒精度、SO₂、酸、高糖),选育4株酵母用于酿造霞多丽干白葡萄酒,测定发酵参数指标和主要挥发物含量,并结合感官评定确定酵母YXF2、YXF5和YXF10适宜酿造干白葡萄酒。菌株YXF5和YXF10酿造生产的干红葡萄酒香气特征明显,不同于商品酵母,具备酿造地域特色葡萄酒的潜力。     

带变消耗率和连续输入乙醇发酵数学模型研究

讨论了带变消耗率和连续输入乙醇发酵数学模型,利用线性扰动和Lyapunov方法研究了微生物灭绝平衡点的局部和全局稳定性及正平衡点的局部稳定性,并且得到正平衡点稳定性的阈值条件.最后利用Hopf分支理论,证明了在阈值条件下,从正平衡点周围分支出一个稳定的周期解.     

基于磷酸盐还原过程的食品发酵废水厌氧除磷工艺研究

采用具有磷酸盐还原功能的菌株,对模拟的食品发酵废水进行厌氧除磷工艺研究。通过向厌氧反应器投加前期筛选得到的磷酸盐还原菌进行污泥驯化、正交试验和单因素实验,确定食品发酵废水厌氧除磷工艺的最佳工艺条件。研究结果表明:经过12个周期的驯化,使投加菌株的污泥具有良好的生化和除磷性能,反应器出水CODCr和总磷质量浓度分别为319.60mg/L和13.58mg/L,相应去除率分别为69.43%和20.95%。厌氧除磷工艺最佳工艺条件为培养温度30℃、pH值为7、氮源为蛋白胨+NH₄Cl+NaNO₃,总磷质量浓度为17.5mg/L,总磷去除率可达37.96%,产生的PH₃的磷含量占总磷去除量的24.61%。