毕赤酵母热致死动力学模型的建立与检验

毕赤酵母作为最成熟的蛋白质过量表达平台微生物之一,广泛应用于酶制剂、功能性大分子等大宗产品的发酵制造.建立毕赤酵母常规温度下(50~60,℃)的热致死动力学模型,有助于指导毕赤酵母发酵制造体系的菌体后处理工艺,增加菌体利用价值.为了建立毕赤酵母在50~60,℃条件下热致死动力学模型,将不同菌体量的毕赤酵母菌液在50、55、60,℃条件下进行不同时间热灭活处理,通过平板培养活细胞计数的方法评价不同处理方式下毕赤酵母的热致死效果,得到的致死曲线用Weibull模型和多元回归方程进行拟合构建热致死动力学模型,并对建立的模型进行数学检验和实用性检验.结果表明:建立的毕赤酵母热致死动力学模型可靠,具有实际使用价值.本研究所建立的模型能较好地模拟不同温度、不同处理时间对不同菌体量的毕赤酵母热致死效果的影响.并可以为毕赤酵母热灭活处理条件的确定提供计算依据.     

草莓果酒发酵动力学模型研究

以草莓为原料,对其打浆后添加果酒酵母进行发酵.在发酵过程中测定菌体浓度、糖度以及酒精生成量.利用Logistic模型、Luedeking-Piret模型和Dose Resp模型,分别建立了酵母发酵的菌体浓度变化模型、糖变化及酒精生成量变化模型.结果表明,模型与实验数据能够较好地拟合,平均误差分别为3.56%、13.01%、11.07%,能够较好地反映草莓果酒发酵过程中酵母菌数、糖消耗及酒精生成量的动态变化.     

耐高COD淀粉废水的高产油脂粘红酵母的驯化和筛选

为减轻高COD淀粉废水对产油菌株粘红酵母生长的抑制,提高油脂产量,本文利用淀粉废水对该菌株进行了耐高COD梯度驯化,并采用流式细胞仪对经尼罗红染色的粘红酵母细胞进行了高油脂含量菌株的筛选。结果表明：经多次驯化后,粘红酵母耐受淀粉废水COD高达75000mg/L;流式细胞仪筛选得到一株油脂含量为25.7%（质量分数）的粘红酵母,比原始菌株油脂提高了140%。400L发酵罐实验表明,在初始COD 75000mg/L,葡萄糖质量浓度为36g/L,pH4.8及30℃条件下,培养33h后,粘红酵母生物量达25.3g/L,菌体油脂含量为29.5%,COD降至5600mg/L,降解率为92.5%。     

肠膜明串珠菌CICC-21725产右旋糖酐的发酵动力学

研究肠膜明串珠菌CICC-21725发酵产右旋糖酐过程。根据菌体生长量、蔗糖浓度和右旋糖酐产率与发酵时间的关系,采用Logistic Law方程和Luedeking-Piret方程,建立肠膜明串珠菌CICC-21725菌体生长动力学模型、产物合成动力学模型和底物消耗动力学模型。运用Matlab 7.0软件对实验数据拟合,获得模型参数。用红外光谱和核磁氢谱、碳谱对菌体发酵产物进行结构表征。结果表明:所建立的动力学模型的预测值与实验值吻合较好,拟合模型的相关系数分别为0.994 2、0.996 9和0.991 2,模型能较好的预测肠膜明串珠菌CICC-21725发酵产右旋糖酐的动力学过程。肠膜明串珠菌CICC-21725发酵过程中右旋糖酐的合成属于生长偶联型。红外光谱及核磁共振光谱结果表明肠膜明串珠菌的发酵产物是由为α-(1,6)糖苷键连接的直链α型右旋糖酐。     

红曲霉界面生长动力学模型的建立

采用界面培养系统,模拟红曲霉固态发酵过程。将红曲霉发酵过程分为快速期,减速期和衰退期,进而建立了界面上红曲霉生长的动力学模型。模型较好地吻合了界面上红曲霉生长的动力学曲线,反映了红曲霉固态发酵过程中微环境下的生长过程。     

土壤中产油酵母的分离及鉴定

从土壤中分离到一株产油脂的酵母菌株,通过形态特征和生理生化特性对分离出的酵母菌株进行鉴定,初步鉴定该菌株为红酵母(Rhodotorula glutinis).对其进行产油脂实验表明,分离所得到的红酵母菌株可以产生占菌体干重20.5%的油脂,且其主要组成为油酸(71.67%),棕榈酸(19.03%),硬脂酸(2.80%),可作为生物柴油的重要原料.     

一株优选酿酒酵母增殖培养条件优化及发酵动力学模型的构建

为实现酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的高密度发酵及在奶啤生产中的应用,对一株来源于新疆传统发酵驼乳中的酿酒酵母TR2生长所需的增殖因子与培养条件进行研究,并建立该菌株的发酵动力学模型。采用单因素实验对培养基中的碳源、氮源以及无机盐的种类与浓度进行筛选,通过响应面试验与正交试验的方法分别优化该菌的培养基成分和发酵条件,采用Matlab软件对该菌株菌体生长和葡萄糖消耗动力学模型分别进行非线性拟合。结果表明,优化培养基配方为葡萄糖53.4g/L、蛋白胨21.5g/L、酵母膏10g/L、磷酸二氢钾2.98g/L,在初始pH值为5.0、摇床转速150r/min、接种量体积分数5%、装液量60mL的条件下28℃发酵16h,细胞数量可达到6.64×10⁸CFU/mL,其菌体生长和葡萄糖消耗动力学模型的预测值与实验值能较好地拟合,拟合度分别为0.9973和0.9784,表明所建模型能较好反映该菌的分批发酵过程。     

Rhodotorula glutinis发酵糖蜜产油脂影响因素研究

 微生物油脂生产是解决生物柴油原料问题的重要途径之一。本文以制糖厂废糖蜜为原料,通过间歇发酵试验,考查了装液量、pH、接种量、温度,以及氮素和碳素等因素对黏红酵母（Rhodotorula glutinis）增殖与油脂合成的影响。结果表明,在稀释糖蜜COD浓度11100mg/L、初始pH值6.5、30℃和160r/min条件下发酵132h,黏红酵母的总细胞干重和油脂产量分别达到2.42和0.8g/L,去除单位COD的细胞产量和油脂产量分别为0.35和0.12kg/kg;在黏红酵母发酵系统中,氮源的补充对细胞增殖具有显著刺激作用,但对油脂合成与积累无显著影响;在发酵过程中一次性补加碳源葡萄糖10g/L,可使黏红酵母的细胞和油脂产量分别提高到3.74和1.3g/L。     

利用淀粉加工工业废水研制微生物油脂

通过研究圆红冬孢酵母(Rhodosporidium Toruloides AS 2.1389)、油脂酵母(Lipomyces starkeyi AS 2.1390)、粘红酵母(Rhodotorula glutinis AS 2.703)、少根根霉(Rhizopus arrhizus)、畸雌腐霉(Pythium irregulare)、雅致枝霉(Thamnidium elegans)利用淀粉加工工业废水的产油特性,筛选出油脂含量最高的菌种。借助生物技术手段,利用微生物发酵方法,把使用价值较低淀粉加工工业废水转化为食用油脂。实验结果表明,粘红酵母的油脂含量最高,生物量、COD去除率也较高。最适菌种的最适培养条件为:在淀粉废水中加入15%废糖蜜,起始pH控制在6.0~7.0,在30℃温度下发酵7d,油脂积累最高,菌体生长量也较高。微生物油脂提取方法采用酸热法,酸热法单位时间内处理样品的能力远高于SCF-CO2法,且设备要求低。毛油经过脱胶、碱炼、脱色、脱臭后,油脂的酸值(AV)、过氧化值(POV)指标大大降低,色泽也得到一定改观。     

粘红酵母处理味精废水的研究

对粘红酵母处理味精废水的条件进行研究。结果表明最佳处理条件为：进水COD浓度为10000mg/L,pH为6.16,发酵温度为32℃,发酵时间为72h,接种量为15%。该条件下可使味精废水COD的去除率达80.53%以上,利用发酵后的菌体,可提取单细胞蛋白,提取油脂,具有一定的应用潜力。     

固定化增殖酵母糖蜜酒精连续发酵的研究

本研究采用海藻酸钙胶为载体,将糖蜜酒精酵母P396驯化株固定于2.5公升维型筛板生比反应器中,以甘蔗糖蜜为基质进行快速酒精连续发酵试验。证明该反应器能较好地解决CO_2滞留及CO_2与酒精对酵母发酵的抑制问题;探讨了该反应器连续发酵的动力学模型及发酵条件。发酵连续操作85天,平均产酒8.1×10~(-2)kg/L,平均生产能力1.5×10~(-2)kg/L·hr比游离细胞分批发酵效率提高17.4倍。     

一株高效产油脂真菌的选育及其油脂成分分析

以早期从海洋环境中分离得到的38株海洋真菌为材料,采用苏丹黑染色法初筛,摇瓶法复筛,得到1株油脂产率相对较高(27.96%)的菌株MD2,经鉴定,该菌株为粘红酵母(Rhodotorula glutinis).再以MD2为出发菌株,经紫外诱变、亚硝基胍诱变和紫外-亚硝基胍复合诱变,最终得到突变菌株MD2-1;采用酸热法提取粘红酵母MD2-1的菌体油脂,测定了其产脂能力,并采用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)测定其脂肪酸组成.结果表明:MD2-1的产脂能力较强,油脂质量达菌体干质量的45.32%,较MD2提高17.36%;MD2-1菌体油脂中检测出9种脂肪酸,其脂肪酸组成与植物油近似,其中10-十八(碳)烯酸占脂肪酸总量的71.53%,为10-十八(碳)烯酸工业化生产提供菌种资源,为其规模化生产奠定基础.     

用酵母生产麦角固醇发酵动力学的研究

研究了酵母以蔗糖为废物发酵生产麦角固醇的动力学模型：菌体生长模型．拟合值和实验值之间的平均相对误差１３．５％；底物庶糖消耗动力学模型．拟合值和实验值之间的平均相对误差９．８８％；麦角固醇合成动力学模型：拟合值和实验值之间的平均相对误差９．０％．     

味精废水中粘红酵母和螺旋藻混合培养生产油脂

研究了在味精废水中混合培养粘红酵母和钝顶螺旋藻，并生产油脂。将COD（化学需氧量）为32000mg/L的味精废水稀释5倍，pH值调节到5.5，接种10%粘红酵母，培养3d后接种10%螺旋藻。培养5d后，COD降解率为70.3%，油脂产量为216mg/L，分别是粘红酵母单独培养的1.75倍和5.42倍，螺旋藻单独培养的2.36倍和7.64倍。混合培养也利于废水中NH₄⁺-N、还原糖以及谷氨酸的去除。     

嗜酸放线菌701深层发酵产纤溶酶动力学研究

以嗜酸放线菌701为菌株,在摇瓶培养条件下,研究嗜酸放线菌701产纤溶酶发酵过程中菌丝体生物量、纤溶酶生成量及残糖含量随时间的变化情况.采用Logistic和Luedekin_Piret方程,得到嗜酸放线菌701产纤溶酶的分批发酵动力学模型及模型参数,将实验数据与所得动力学模型进行验证比较,结果表明模型值与实验数据拟合性良好,模型基本可以反映嗜酸放线菌701分批发酵产纤溶酶的发酵动力学特征     

细菌纤维素合成动力学模型的构建

应用Origin 6．0软件对实验数据进行处理，通过Logistic方程提出了巴氏醋酸杆菌发酵过程中菌体生长、纤维素合成、基质消耗的动力学模型，得到了巴氏醋酸杆菌分批发酵合成细菌纤维素的动力学模型参数，对实验数据与模型进行了比较．结果表明模型与实验数据能较好地拟合，基本上反映了巴氏醋酸杆菌分批发酵过程的动力学特征。     

基于神经网络与遗传算法优化γ-氨基丁酸的发酵条件

本文运用BP(back-propagatfon)神经网络优化红曲霉ZL307产γ-氨基丁酸的固态发酵工艺条件,建立了发酵条件与γ-氨基丁酸产量的关系模型,采用遗传算法对此模型进行全局寻优.神经网络结构为4-11-1的模型能较为精确地拟合输入的样本数据,测试样本的输出值与试验结果的相关系数为0.989.遗传算法优化出的最佳工艺参数为温度31.7℃、初始pH 4.6、初始含水量69.8%,接种量13.2%.在优化条件下,γ-氨基丁酸产量为0.518mg/g,含量比优化前提高了19.6%.     

粘红酵母产L-苯丙氨酸解氨酶的研究

对粘红酵母(Rhodotorulaglutinis)产生L-苯丙氨酸解氨酶(PAL)的产酶条件进行了研究.结果表明粘红酵母产酶最佳条件为培养基／g*L－1;葡萄糖5．0,豆饼水解液10．0(以氨基酸计),KH2PO40．5,Ph5．5;接种量5%,摇瓶转速170r／min,28℃培养15h后添加L-苯丙氨酸至终质量浓度0．5g·     

共固定化多菌种双轮发酵生产保健红醋的研究(Ⅰ)--共固定化多菌种酒精发酵条件的研究

对采用固定化多菌种进行酒精和醋酸的双轮发酵生产保健红醋的工艺进行了研究 .第一轮发酵以德氏根霉、酿酒酵母与产香酵母共固定化细胞对大米原料进行糖化和酒精发酵 .试验结果表明 :根霉、酿酒酵母与产香酵母共固定化细胞的最佳菌种量配比为 4∶3∶2 ;固定化细胞粒子接入量为 10 % ;第一轮糖化及酒精发酵的最适温度为 30～ 33℃ ,发酵时间为 70h左右 .     

正十六烷柠檬酸的发酵动力学与传氧正十六烷柠檬酸的发酵动力学与传氧(英文)

利用筛选所得解脂复膜孢子酵母（Ｓａｃｈａｒｏｍｙｃｏｐｓｉｓｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）１４６０菌,在反应器中对正十六烷发酵生产柠檬酸进行了动力学研究。在Ｋｏｎｏ和Ｍｏｒｅｓｉ提出的动力学模型的基础上,结合本实验发酵过程的特点,得出本实验条件下柠檬酸发酵过程的细胞生长及产酸动力学模型,并通过经验回归与表观气速（ＷＳ）关联,确定了模型参数。模型计算值与实测值吻合良好。