利用葡萄糖母液流加发酵提高夫法酵母产量的研究

以葡萄糖母液为基质对夫法酵母进行了间歇，恒速及变速流加发酵实验，建立了简单，数学模模型流加。实验结果表明，以葡萄糖母液为基质培养夫法酵母生产胡萝卜素是可行的。同时，变速流加可显著提高夫法酵母的产量。当流加控制因子Ｋ＝８．７＊１０＾－４时，变速流加发酵比间歇发酵夫法酵母产量提高了５８．４％。     

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.     

赖氨酸发酵工艺参数优化

在赖氨酸发酵动力学研究的基础上,把发酵过程划分四个阶段,收集了22组赖氨酸分批流加发酵实验数据,用模式识别及人工神经网络技术和发酵工艺参数优化,优化工艺参数应用于实际生产,取得很好效果,。     

透明质酸发酵流加过程的研究

研究了透明质酸发酵的流加过程,对碳源的简单分批流加、指数流加、前中期指数流加+后期控制糖浓度的流加以及前期指数流加+中期控制糖浓度的流加这四种不同流加方式进行了探讨,得到最佳流加方式,透明质酸发酵水平稳定在4g/L以上。     

固定化红曲葡萄糖母液流加发酵红曲色素的研究

对固定化红曲以葡萄糖为原料，在生物反应器中流加发酵生产红曲色素进行了研究，建立了简单的数学模型控制流加。结果表明，当总葡萄糖母液浓度为１５０ｇ／Ｌ时，９０ｇ／Ｌ初始葡萄糖母液开始发酵，当流加控制因子Ｋ＝０．００１３时，变速流加发酵组的色素浓度比非流加发酵组的色价增加３２％。     

微生物批式流加发酵中的最优控制

提出了一个非线性动力系统用以描述微生物批式流加发酵生产1,3-丙二醇过程。以终端时刻1,3-丙二醇的浓度作为性能指标且以甘油和碱的流加速度作为控制函数,研究了含状态和控制约束的最优控制问题。最后,基于控制参数化方法和改进的差分演化算法构造了一种求解最优控制问题的计算方法。数值分析结果表明与已有结果相比,终端时刻1,3-丙二醇的浓度有显著提高。     

2－酮基－L－古龙酸流加发酵过程的在线控制

开发了用于生产２－酮基－Ｌ－古龙酸（２ＫＧＡ）流加发酵过程的在线控制系统。该系统可在线检测和控制发酵温度、ｐＨ、ＤＯ、罐压等环境参数，并可控制糖液、碱液等补料的流加。经７０ｍ３环隙气升式发酵罐内的试验表明，该控制系统工作可靠，抗干扰能力强，控制品质好，便于操作，能满足生产工艺要求。     

2—酮基—L—古龙酸流加发酵过程的在线控制

开发了用生生产２－酮基－Ｌ－古龙酸流加发酵过程的在线控制系统。该系统可在线检测和控制发酵温度，ｐＨ，ＤＯ，罐压等环境参数，并可控制糖液，碱液等补料的流加。经７０ｍ＾３环隙气升式发酵拉萨市人的试验表明，该控制系统工作可靠，抗干扰能力强，控制品质好，便于操作，能满足生产工艺要求。     

发酵耦合酶解高效制备右旋糖酐工艺研究

【目的】改进肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteriodes 31208）发酵蔗糖制备右旋糖酐的工艺,实现灵活控制分子量及高效制备右旋糖酐的目标。【方法】采用单因素实验法研究蔗糖浓度对蔗糖转化的影响,确定蔗糖流加工艺的各个参数,以及右旋糖酐酶添加耦合蔗糖流加的工艺条件。【结果】通过调控右旋糖酐酶添加工艺,可灵活控制右旋糖酐的分子量,无需再经酸水解及乙醇分级沉淀就可以得到不同分子量的右旋糖酐,节省无水乙醇的用量;且确定的最佳蔗糖流加工艺参数：初始蔗糖浓度为130 g／L,流加速度为12 g·L－1·h－1,起始流加时间为16 h。与蔗糖单批发酵结果相比,该工艺可使蔗糖转化效率提高约75％,特定分子量（5000～7500 Da）右旋糖酐浓度可达108 g／L,相应提高2．3倍,收率稳定在32％左右。【结论】该方法具有发酵易调控、高效和成本低的优点,对大规模生产右旋糖酐具有重要的参考价值和应用价值。     

不同流加策略对内生真菌拟茎点霉生产去乙酰真菌环氧乙酯的影响

去乙酰真菌环氧乙酯是红树林内生真菌拟茎点霉(Phomopsis sp.)的次级代谢产物,为罕见的去乙酰真菌环氧二烯类化合物,结构十分新颖,具有较好的抗肿瘤活性.本实验以诱变后获得的拟茎点霉A818为出发菌株,采用发酵罐对拟茎点霉A818进行培养,考察了不同发酵策略对去乙酰真菌环氧乙酯积累的影响,获得了适合去乙酰真菌环氧乙酯发酵生产的流加策略.与间歇培养相比,分别流加麦芽糖和马铃薯煮汁均能显著提高去乙酰真菌环氧乙酯的积累量,而且将糖质量浓度控制在30～40 g/L利于去乙酰真菌环氧乙酯的积累.实验最终确定的发酵策略为:前期恒速流加马铃薯煮汁同时变速流加麦芽糖,并控制糖质量浓度在30～40 g/L的联合流加方式.采用该发酵策略对拟茎点霉A818进行发酵,最终去乙酰真菌环氧乙酯质量浓度达到184.0 mg/L,为间歇发酵的4.64倍.     

On-line Scheduling Algorithm for Penicillin Fed-batch Fermentation

An on-line scheduling algorithm to maximize gross profit of penicillin fed-batch fermentation is proposed. According to the on-line classification method, fed-batch fermentation batches are classified into three categories. Using the scheduling strategy, the optimal termination sequence of batches is obtained. Pseudo on-line simulations for testing the proposed algorithm with the data from industrial scale penicillin fermentation are carried out.     

环隙气升式反应器的开发III．高浓度山梨糖流加过程的动力学及控制策略

在全容积１６Ｌ的环隙气升式反应器内，进行了高浓度山梨糖流加发酵过程的研究。根据其发酵过程的特征，建立了流加过程的动力学模型。在此基础上，获得适合该过程的流加控制策略。实验结果表明，采用该控制策略，可使底物浓度的波动范围小于２ｇ／Ｌ。     

补料分批发酵提高耐高温α-淀粉酶发酵活力的研究

对耐高温α-淀粉酶分批发酵与补料分批发酵工艺进行了研究,结果表明,在35t发酵罐生产条件下,初糖淀粉质量浓度为200g/L,当发酵液中还原糖DE值降至25mg/mL以下时,开始3～5L/min流速流加复合营养盐培养基,使发酵液中DE值维持在20～25mg/mL水平,控制总糖质量浓度为245g/L,在最佳补料分批发酵工艺条件下,放罐酶活力为15600U/mL,较分批发酵的9649U/mL提高61.7%,同时每标吨酶耗淀粉量可降低20%.     

维生素B12分批与补料分批发酵的研究

首先对维生素B12产生菌Propionibacterium shermanii在7L发酵罐内分批发酵下的菌体生长及产维生素B12的特性进行了研究。分批发酵的结果表明，虽然提高葡萄糖的浓度可以提高产量，但是存在着菌体生长受抑制，耗糖缓慢，发酵周期长的缺陷。继而进行了间歇补料分批发酵工艺的研究，确定了初糖浓度及补糖策略。发酵最终菌体干重达16．96g／L，较分批发酵提高50％；维生素B12的产量达38．55mg／L，较分批发酵提高16％；有效缩短了发酵周期，较分批发酵缩短24h。     

应用MATLAB软件构建谷氨酸温度敏感突变株补料分批发酵动力学模型

根据已建立的谷氨酸发酵数学模型，应用MATLAB软件对模型进行最优参数估计和非线性曲线拟合，得到的结果相对误差较小，全局收敛性最小。通过与实际发酵过程比较，较好地反映了谷氨酸补料分批发酵过程。     

基于实数编码遗传算法的发酵过程优化控制

针对谷氨酸发酵过程的复杂性,利用人工神经元网络建立了谷氨酸发酵过程的动态数学模型,并利用实数制编码的遗传算法,采用过程整体优化的思路,以发酵过程中糖转化为谷氨酸的转化率为优化目标对发酵过程的多个操作变量同时进行优化,得到各个操作变量的最优控制轨迹.考虑到发酵过程中流加操作的重要性,将流加操作开始和结束的时间作为控制变量进行了优化.与产酸率为优化目标的仿真结果比较表明,该方法使发酵过程转化率有很大提高,且产酸率也接近于后者的最优产酸率.     

L-异亮氨酸补料分批发酵的研究

研究了不同初糖浓度、葡萄糖及氮的补加方式在L-异亮氨酸发酵过程中对其产酸率、转化率等参数的影响,确定了L-异亮氨酸补料分批发酵的最佳条件,在最佳补料分批发酵条件下,L-异亮氨酸产量达21．96g／L,糖酸转化率达15．34％．     

短梗霉高产菌的选育及其10立升罐发酵

利用诱变手段获得转化率较高的N435.3号菌株,其摇瓶发酵转化率为45.0％左右。利用10立升罐发酵其转化率为44.3％,利用流加糖手段可将转化率提高至52.2％。     

L-缬氨酸补料分批发酵条件优化

研究了不同初糖浓度、葡萄糖及氮的补加方式、补加玉米浆和溶氧对L-缬氨酸发酵过程中产酸率、转化率、发酵周期等参数的影响。确定了L-缬氨酸补料分批发酵的最佳条件，在最佳补料分批发酵条件下，L-缬氨酸产量达52．71g／L，糖酸转化率迭26．8%。