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%.     

利迪链霉菌A02细菌人工染色体基因组文库的构建

 利迪链霉菌A02是从京郊森林土壤中分离筛选出的植物真菌病害高效生防菌,其活性产物为安全高效广谱的抗真菌剂纳他霉素。为了克隆纳他霉素生物合成基因簇和调控其表达相关的功能基因,通过基因改良的方式进行A02的定向分子改造,提高纳他霉素的效价和产量,提取了利迪链霉菌A02的基因组DNA,用Hind III和Bam HI部分酶解后,回收了97~194kb和48.5~97kb大小的高分子量DNA,与质粒载体Copycontrol pCC1BAC连接,分别构建了含有800个和1500个克隆的两个BAC文库。从文库中随机挑选20个克隆,酶切检测平均插入片段分别为133kb和65kb,空载率小于1%,假定利迪链霉菌的基因组有8×10⁶kb,计算文库基因组覆盖率分别为12.28倍和11.25倍。因此,从文库筛选到目的片段的概率达99.99%以上。     

纳他霉素高产菌株选育及发酵工艺优化

以纳塔尔链霉菌(Streptomyces natalensis)4.3505为出发菌株,以紫外线作为诱变方法,筛选抗乙酸钠高产纳他霉素的突变菌株,优化发酵条件,筛选诱导子及添加工艺。研究结果表明:高产突变菌株为纳塔尔链霉菌HW-2,其纳他霉素产量在发酵120 h后达到452.2 mg/L,比原始菌株提高了242.6%,该菌株遗传性能稳定。纳塔尔链霉菌HW-2生产纳他霉素最佳发酵条件:接种量为发酵液总体积的6%,250 mL三角瓶装液量为30 mL,初始pH值为7.5。乙酸钠为最佳前体物质,乙酸钠的质量分数为0.2%,添加时间为发酵后24 h。     

基因工程菌Pichia pastoris高密度发酵表达重组人血清白蛋白

在摇瓶条件下对基因工程菌Pichia pastoris的发酵条件进行了实验，并根据摇瓶发酵的优化结果进行了补料分批高密度发酵。在分批发酵时，接种量为10%且种子细胞光密度（OD600）为20左右时，细胞生长的延迟期约为2.11h，细胞生长光密度与培养时间的关系模型为：y=0.7841e^0.2319t（线性相关系数r=0.9936）；在补料发酵时细胞浓度可达115g/L-160g/L（干重），在120h重组人血清白蛋白表达量达3.6g/L。     

猪IFNα在毕赤酵母中分泌表达条件的优化及高密度发酵

从发酵时间、接种量、pH值、诱导剂量等方面对重组基因工程（毕赤酵母甲醇利用缓慢型）的摇瓶发酵条件进行了优化，进一步探索了酵母菌表达猪IFNα的发酵工艺，包括种细胞密度对初始发酵期的影响，补加甘油、甲醇速率条件的控制等．结果表明，摇瓶发酵时，诱导最佳时间为96h，甲醇最适浓度为8g/L，发酵pH范围为6.4～9．0．最适接种量2：1．在分批发酵、接种量为10%且种子细胞光密度（OD600）为5～6时，最有利于细胞的高密度培养，在补料发酵时，根据溶氧控制甘油流加速率与时机，细胞干重达到118．75g／L，在48h重组猪IFNα表达量达到1。304g／L．     

L-亮氨酸补料分批发酵研究

对补料方式、补料速度等发酵过程的各种参数，以及产酸率、转化率、发酵周期等的影响和补料分批发酵条件进行了研究，确定了L-亮氨酸补料分批发酵的最优条件。在最优补料分批发酵条件下，10L罐L-亮氨酸产量达29．47g/L，糖酸转化率达21．47％，结果明显优于分批发酵。     

L-缬氨酸补料分批发酵的研究

在批式发酵优化条件基础上，通过对流加补料方式、补料速度等发酵过程的各种参数，包括产酸率、转化率、发酵周期等的影响进行了研究，确定了L－缬氨酸补料分批发酵的优化条件。在最优补料分批发酵条件下，L－缬氨酸产量达52.45g/L，糖酸转化率达34.97%，结果明显优于分批培养。     

链霉菌转化阿魏酸生产香草酸

选育一株链霉菌Streptomyces 2036，能将阿魏酸转化为香草酸。通过培养基和发酵条件的优化，确定较适培养条件为：葡萄糖5g/L，酵母粉5g/L；最佳发酵条件为：pH5.0，摇瓶装液量50mL/250mL，转速130r/min，发酵温度30℃。在该条件下，链霉菌可在转接培养16h后添加阿魏酸溶液，经12h可将1g/L的底物阿魏酸转化为0.261g/L的香草酸，摩尔转化率为30.2%。     

红曲色素液态发酵生产工艺研究

通过优化紫色红曲霉FDSJA-01的液态发酵生产工艺参数（搅拌器类型、溶氧、过程pH、补糖条件）以提高红曲色素的产量。优化后的5L发酵罐液态深层发酵生产工艺条件为：采用六折叶DT602搅拌器,溶氧维持在40±5%,发酵pH维持在3.5±0.5,当发酵96 h时开始以5 mL/h的流速流加40%葡萄糖,230 h时停止流加补糖。发酵 264 h胞内色素含量（以每克湿菌体计算）达到最大值,红色素为3454.9 U/g,橙色素3746.7 U/g,黄色素3295.8 U/g,分别比优化前提高了4.6倍、4.7倍、3.4倍,总色价提高了4.2倍;发酵液桔霉素含量为29.12 μg/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%.     

新月弯孢霉高产漆酶菌株的诱变及其培养条件优化

利用紫外线-⁶⁰Co-γ、微波及硫酸二乙酯诱变新月弯孢霉菌株,使其产漆酶能力大幅度提高。漆酶活性由原来的0.55 μmol/(min·mL)提高到1.949 μmol/(min·mL)。进一步通过单因素实验及正交实验得出最佳产酶条件为:发酵温度30 ℃,发酵时间72 h,培养基pH为 6,装液量120 mL,摇床转速160 r/min,土豆200 g/L,蔗糖30 g/L,大豆蛋白胨5 g/L,KH₂PO₄ 5 g/L,愈创木酚0.2 mmol/L,吐温80 0.1 mL/L,Mg²⁺ 0.5 mmol/L,Cu²⁺ 1 mmol/L,Ca²⁺ 1 mmol/L,Mn²⁺ 0.25 mmol/L。在此条件下,最终漆酶活性可达2.306 μmol/(min·mL)。     

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)。     

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%。     

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.     

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%。     

响应面法优化Anoxybacillus sp.YIM 342产耐高温α-淀粉酶发酵条件

 利用响应面法对Anoxybacillus sp.YIM 342产耐高温α-淀粉酶的液体发酵培养条件进行优化.在单因素试验的基础上,首先应用Plackett-Burman实验设计筛选在发酵过程中对产酶量影响较大的因素,然后利用中心组合设计确定对产酶量影响较大因素的最佳水平.筛选结果表明,淀粉和CaCl₂ 的浓度以及发酵时间对产酶量有显著的影响;最佳发酵条件为:淀粉11.73 g/L,CaCl₂ 0.65 g/L,发酵时间为37.27 h,胰蛋白胨5 g/L,MgSO₄ 0.5 g/L,起始pH值6.5,转速200 r/min,温度55℃,在此条件下产酶量达到了62.71 U/mL,较初始产酶量提高了3.25倍.     

Effect of temperature on batch elastase production by Bacillus sp. EL31410

The production of elastase by Bacillus sp. EL31410 at various temperatures was investigated. In order to study the effect of temperature on elastase fermentation, different cultivation temperatures, ranging from 39℃ to 28℃, were evaluated in shake flask. The result indicated that 37℃ was best for cell growth at earlier stage; while maximum elastase activity was obtained when the cells were cultivated at 30℃. This result was verified by batch fermentation in 5-L bioreactor under 37 ℃ and 30 ℃ temperature, respectively. The specific cell growth rate at 37 ~C was higher than that at 30 ℃ during earlier stage of cultivation. The maximum value [5.5 U/(h-g DCW)] of elastase formation rate occurred at 24 h at 30℃ compared to 4.6 U/(h-g DCW) at 30 h at 37℃. Based on these results, two-stage temperature shift strategy and oscillatory temperature cultivation mode were evaluated in the next study. When compared to single temperature of 37 ℃ or 30℃, both two-stage temperature shift strategy and oscillatory temperature strategy improved biomass but did not yield the same result as expected for elastase production. The maximum biomass (both 8.6 g/L) was achieved at 30 h at 37℃, but at 42 h using two-stage temperature cultivation strategy. The highest elastase production (652 U/ml) was observed at 30℃ in batch process. It was concluded that cultivation at constant temperature of 30℃ was appropriate for elastase production by Bacillus sp. EL31410.