L-缬氨酸的发酵工艺条件研究

以谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)CICC20887为生产菌株,采用单因素实验研究了发酵工艺条件对L-缬氨酸产量的影响.结果表明,该菌发酵生产L-缬氨酸的适宜初糖浓度、生物素添加量、VB1添加量、玉米浆添加量分别为90 g/L、80 μg/L、0.20 mg /L、30 g/L,发酵期间,24 h前pH值应控制在6.5～6.7、后48 h应控制在7.0～7.2,温度30～31℃,发酵周期应控制在66～72 h.     

Study on the fermentation process conditions of L-valine produced by Corynebacterium glutamicum

以谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)CICC20887为生产菌株,采用单因素实验研究了发酵工艺条件对L-缬氨酸产量的影响.结果表明,该菌发酵生产L-缬氨酸的适宜初糖浓度、生物素添加量、VB1添加量、玉米浆添加量分别为90 g/L、80 μg/L、0.20 mg/L、30 g/L,发酵期间,24 h前pH值应控制在6.5～6.7、后48 h应控制在7.0～7.2,温度30～31℃,发酵周期应控制在66～72 h.     

细菌发酵生产L-乳酸的研究

采用细菌进行L-乳酸的发酵生产。研究了不同发酵条件下合适的碳源浓度、氮源浓度、接种量。确定最佳发酵条件为/g·L-1∶玉米糖化液100,麸皮20、麦根20、玉米浆30,接种量为10%,37℃下,发酵72h产酸为82.1g/L。施光性鉴定为L-乳酸。     

二次响应面分析法用于L-缬氨酸发酵培养基的优化

采用二析因设计的布列可特-博曼(Plackett-Burman)设计法对L-缬氨酸的发酵培养基的组成因素进行筛选,筛选出了3个对L-缬氨酸发酵影响较大的三个重要因素,即葡萄糖、硫酸铵和豆饼水解液,并且用二次响应面分析法进行回归,得到了各因素的最佳水平值,在最优发酵条件下,L-缬氨酸的产量可达45 g/L.     

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.     

褐黄孢链霉菌生产纳他霉素工艺条件研究

目前,国内纳他霉素产量低,为提高其产量,实现其工业化生产,主要对褐黄孢链霉菌ATCC 13326发酵生产纳他霉素的培养条件及前体添加策略进行研究.得出最佳培养条件为:培养温度28℃,种龄40～44 h,接种量10%,装液量10%,初始pH 7.3,发酵24 h时加入O.6%的前体丙酸钠.在此条件下摇瓶分批发酵生产纳他霉素的产量可达到6.87g/L,比未添加前体的纳他霉素产量(3.72 g/L)提高了84.7%.利用10 L发酵罐进行纳他霉素的发酵研究,在最优培养条件下,发酵罐中的纳他霉素产量可达到8.34 g/L,比摇瓶分批发酵生产纳他霉素产量(6.87 g/L)提高了21.4%.     

去乙酰真菌环氧乙酯发酵放大及其溶氧参数的控制

报道了拟茎点霉P2-139 (Phomopsis sp.P2-139 )在前期培养基质优化的基础上,进行的10,50和200 L发酵罐中培养条件和中试放大的研究结果.在10 L发酵罐中,P2-139菌株的最佳发酵培养基为:马铃薯240 g/L,葡萄糖75 g/L,陈海水20%(体积分数),pH自然.机械剪切力对去乙酰真菌环氧乙酯的产生和产量影响不大.临界氧浓度和KLa测定结果表明,P2-139菌株生长的溶氧浓度(DO)值应维持在20%～30%以上才能保证菌株的正常生长和代谢;200 L罐中试放大DO值的控制为:发酵初期(0～96 h)20%以上,发酵中期(96～216 h)28%以上,发酵后期30%～60%;发酵基质为:马铃薯180 g/L,葡萄糖60 g/L,陈海水20%(体积分数),pH自然;发酵后期流加葡萄糖使残糖质量浓度控制在10 g/L左右.在此条件下,去乙酰真菌环氧乙酯的产量可达120 mg/L以上.     

柠檬酸钠对L–缬氨酸发酵及代谢流量分布的影响

以黄色短杆菌XV0505为供试菌,研究柠檬酸钠对L–缬氨酸发酵的影响,同时应用MATLAB软件和代谢流量分析方法,定量研究柠檬酸钠对L–缬氨酸发酵中后期胞内代谢流量分布的影响.结果表明,添加2.0 g/L柠檬酸钠可提高L–缬氨酸产量,同时不影响菌体生长.添加柠檬酸钠后,L–缬氨酸生物合成的代谢流从41.42增长至45.87,较未添加前提高了10.74%.合成副产物L–丙氨酸和HAc的代谢流明显减少,分别降低了21.10%和32.47%.因此,添加柠檬酸钠能够扰动L–缬氨酸生物合成途径关键节点代谢流量分布,有利于减少副产物的生成,提高L–缬氨酸生物合成途径的代谢流量.     

青霉素钠与氯化钠对N-乙酰神经氨酸发酵的影响

重组枯草芽孢杆菌生产N-乙酰神经氨酸的过程中,通过加入表面活性剂和抗生素等方法来改善细胞通透性,以减少产物和副产物所带来的反馈抑制,从而促进细胞生长和产物的合成.对比研究了吐温20、吐温60、吐温80及青霉素钠对重组枯草芽孢杆菌摇瓶和5L发酵罐发酵的影响,确定青霉素钠具有明显增强该菌种发酵产N-乙酰神经氨酸的效果.通过对青霉素钠的添加时间和添加量进行了优化,确定在10h和34h均添加200mg·L-1青霉素钠最优,使N-乙酰神经氨酸的产量达到7.17g·L-1,相比对照提高了38.42%.在利用青霉素钠提高目标产物的基础上,又通过在发酵培养基成分中添加0.75%氯化钠来改变细胞渗透压,从而增强细胞通透性.实验证明,N-乙酰神经氨酸的产量进一步增加,最终达到7.96g·L-1.     

乳酸菌发酵小米糠生产y-氨基丁酸的配方和条件优化

以廉价的农副产品小米糠为培养基原料,L-谷氨酸钠（L-MSG）为合成底物,利用实验室筛选的短乳杆菌发酵生产y-氨基丁酸（GABA）．通过单因子实验探讨了短乳杆菌发酵生产y-氨基丁酸过程中pH、培养温度、培养时间、小米糠及底物添加量的影响．结果表明：适宜的培养条件为pH4．00,30℃,培养72h;优化的培养基组分为小米糠70g/L,谷氨酸钠50g／L．在优化的培养基和发酵条件下,发酵液中y-氨基丁酸的产量可达32．037g／L．     

固定化细胞乳酸发酵动力学及工艺的研究

本文对海藻酸钙固定化德氏乳酸杆菌的间歇发酵动力学进行了探讨,并对固定化细胞高糖浓度发酵以及外循环固定化细胞反应器连续发酵工艺条件进行了研究。结果表明:固定化不改变细胞的最适生长温度和pH;底物和产物均对细胞生长有抑制作用;固定化细胞生长的饱和常数和抑制常数增大,比生长速率减小,产酸速率增加;高糖浓度发酵最适工艺条件为初糖浓度120～130g/l,发酵时间68～72h,发酵液中乳酸浓度可达100g/l;外循环固定化细胞反应器连续发酵最适工艺条件为初糖浓度50g/l,稀释速率0.048～0.09l/h,转化率达78％。     

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%。     

一株高温蛋白酶高产菌株产酶条件的优化

对一株高温蛋白酶高产菌株枯草芽孢杆菌BY25的发酵培养基组成与产酶条件进行了优化。正交试验结果显示培养基中各因子对产酶影响从高到低为:豆饼粉、葡萄糖、硫酸镁、麸皮、磷酸氢二钠、氯化钙。在此基础上进行培养基组成优化,将豆饼粉、麸皮混合氮源改为以豆饼粉为单一氮源进行蛋白酶发酵。单因素试验发现,在单一氮源培养条件下,培养基中各因子对产酶影响从高到低依次为:豆饼粉、葡萄糖、氯化钙、磷酸氢二钠。除微量氯化钙外,金属盐,尤其是金属硫酸盐的添加对产酶有显著抑制作用。此外,培养初始pH和培养时间对产酶有显著影响,接种量也有一定影响。通过绘制120 h产酶曲线发现,BY25产酶曲线为双峰,产酶曲线顶峰出现在发酵后72 h,优化后BY25发酵培养基各组分添加量为豆饼粉60 g/L、葡萄糖60 g/L、氯化钙 0.5 g/L、磷酸氢二钠 4 g/L,接种量为4.5%～5%,初始培养pH为8.0。优化产酶培养基和产酶条件后,发酵液酶活力可达到101.1 μmol/(min·mL)。     

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。     

D-葡萄糖酸钠对D-核糖发酵的影响

枯草芽孢杆菌转酮酶缺陷突变株不能以 D-葡萄糖酸为唯一碳源生长 ,但其作为 D-核糖的前体则是有效的。固定碳源总量 ,利用 D-葡萄糖与 D-葡萄糖酸钠混合碳源发酵 ,在12 0 g/ L的 D-葡萄糖酸钠浓度时 ,菌体生长明显受到抑制 ,发酵在 4 0 h时结束 ,D-核糖产量达 18.8g/ L ;在 30 g/ L的 D-葡萄糖酸质量浓度时 ,发酵 72 h,D-核糖产量达 6 8.5 g/ L。     

吡咯喹啉醌生产菌的发酵条件优化

对一株产吡咯喹啉醌(PQQ)假单胞杆菌Pseudomonas 0813的发酵条件进行了优化,通过单因素试验确定碳源、氮源及无机盐成分,之后用正交试验法优化各成分配比,考察了发酵温度、初始pH值和转速对该菌产PQQ的影响。结果表明,最优的培养基配方为：酵母粉5g/mL、蛋白胨1g/mL、KH₂PO₄ 0.5g/mL;最适的发酵条件为：发酵温度30℃、初始pH 6.5、发酵转速150r/min。在此条件下,Pseudomonas0813菌株在250mL体系摇瓶发酵中的PQQ产量为448mg/L,在1.5L体系发酵罐扩大培养后的最高产量可达 695.mg/L,这是目前报道未经优化或基因改造菌株的较高产量。     

红曲霉液态发酵多糖工艺条件的优化

研究了红曲霉产多糖的液态发酵条件,得出优化后的培养基组成为:蔗糖45 g/L,酵母粉4.5 g/L,KH2PO4·3H2O 3.5 g/L,MgSO4·7H2O 0.85 g/L.通过单因素实验和正交试验,得到红曲霉N产多糖的优化发酵工艺条件为:种龄30 h,接种量7.5%,发酵培养基初始pH 5.75,装液量162.5mL/1 000 mL三角瓶,发酵时间84 h.在此条件下,红曲霉液态发酵的多糖质量浓度达999.8 mg/L,比优化前的684.2 mg/L提高46.1%。     

鲨鱼软骨活性段蛋白在大肠杆菌中的融合表达及培养条件的优化

采用三角摇瓶来摸索菌种BL21（DE3）/pET3C-aSCAIF表达目的蛋白的最优发酵条件,并在此基础上在Biotop CF-5L自动控制发酵罐中,利用补料分批培养技术,流加甘油,进行发酵培养.摇瓶培养最优条件：2%接种量、25 mL LB培养基、37℃培养、0.5%的甘油做碳源,接种后4 h加入终浓度为0.5 mmol/L的IPTG,诱导4 h后目的蛋白表达量最高.菌种在Biotop CF-5L自动控制发酵罐中的条件为：以10%的接种量接种到2.5 L发酵培养基中,设定溶氧30%,pH7.0,温度37℃,通气量3 L/min,流加甘油15 g,培养4 h后,加入终浓度为0.5 mmol/L的IPTG,诱导4 h后终止发酵,发酵罐中获得的菌体量为62.1 g.     

灵芝真菌发酵生产灵芝多糖和灵芝酸

提出了灵芝真菌同时高效生产灵芝多糖和灵芝酸的发酵过程。在摇瓶中考察了氮源、接种量、起始葡萄糖浓度和装液量对灵芝细胞生长及灵芝多糖和灵芝酸生产的影响。结果表明 ,酵母膏和蛋白胨复配作为氮源有利于细胞生长。接种量对细胞量有一定影响 ,但是对产物积累量影响更大。在 50 g/ L起始糖浓度下 ,细胞干重达到 1 6.7g/ L,胞内多糖、胞外多糖和灵芝酸分别达 1 .1 9g/ L,0 .854g/ L和 2 1 2 .3mg/ L。考察装液量发现 ,小装液量有利于提高细胞生长速率和产物的生产速率