灵芝(G22)多糖发酵的动力学研究

通过对灵芝(G22)多糖发酵的动力学研究，建立了较为合理的连续培养体系．描述了稳态时葡萄糖、多糖、蛋白胨、菌丝量等，随稀释速率的变化规律．对得到的实验数据进行计算，得到不同稀释速率下的菌丝产率、菌丝生长得率和灵芝多糖比产生速率等参数值．对得到的数据进行分析计算，求得最大比生长速率μmax=0．064／h，饱和常数Ks=18.90g/l，基质最大得率常数Yc^MAx=0．732g/g，维持常数m=0．0093g/gh．并建立了灵芝多糖发酵的一系列模型方程．发现：当D=0．022／h时，G22生长速率最快，多糖产量最高，达2．85g/l．此值比分批培养提高0．35g/l．     

灵芝真菌发酵胞外多糖反馈抑制的初步研究

探讨了灵芝胞外多糖自身反馈抑制作用。在摇瓶中考察了灵芝真菌发酵菌丝体生长、胞外多糖(EPS)和胞内多糖(IPS)合成的动态过程。在培养168h时，生物量达到最大值3．18g／L(干重)，培养216h时，胞外多糖达到最高浓度1．24g／L，EPS和生物量的变化趋势大致呈正相关。在摇瓶培养基中添加同源胞外多糖，以浓度梯度实验法考察培养基中的同源胞外多糖浓度对灵芝真菌发酵胞外多糖产量的影响，结果表明：培养基中添加的同源胞外多糖浓度高于0．59g/L时，EPS的产生受到明显抑制，其趋势是随着培养基中同源灵芝胞外多糖浓度的增加，反馈抑制作用逐渐增强，当培养基中添加的同源胞外多糖浓度高于2．34g/L时，菌丝的生长和胞外多糖的产生完全受到抑制。     

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％。     

重组毕赤酵母表达猪胰岛素前体代谢参数分析和动力学模型

采用发酵过程参数相关分析理论,分析了毕赤酵母在不同发酵阶段利用不同碳源时的生理代谢参数变化特征。同时,研究了不同比生长速率下重组毕赤酵母表达猪胰岛素前体补料分批发酵过程,建立蛋白表达阶段的细胞生长非结构模型,结果表明:比生长速率和甲醇浓度符合Monod方程,最大比生长速率(μmax)为0.101h-1,基质的半饱和常数(Ks)为0.252g/L,细胞得率系数YX/S=0.386g/g,细胞维持系数m=0.011g/(g·h)。当比生长速率为0.016h-1时猪胰岛素前体(PIP)最大比形成速率(qp,max)达0.098mg/(g·h)。该模型能较好预测毕赤酵母表达阶段细胞生长和PIP表达的发酵趋势,用其控制发酵过程,目标蛋白PIP产量为优化前的1.5倍,达0.976g/L。     

不同中药提取液对灵芝摇瓶培养的影响

实验采用将9味中药的水提取液浓度0．125g/mL分别加入灵芝二级摇瓶发酵培养基中接种培养,观察中药对灵芝茵液体培养中生长量及产灵芝胞外多糖的影响,并初步研究了四味中药板蓝根、茵陈、垂盆草、茯苓不同浓度对灵芝液体培养的影响。结果显示：茵陈、垂盆草、火巷、桔梗、黄苓、板蓝根、连翘7味中药能抑制胞外多糖的分泌,茯苓可明显地促进灵芝的生长,增强胞外多糖的分泌。茯苓浓度在0．045g／mL-0．165g／mL能增加灵芝生物量,而在浓度0．045g/mL-0．085g/mL时能促进灵芝胞外多糖量,茵陈在浓度0．045g/mL-0．165g／mL范围内时对灵芝的生长具有促进作用,但对胞外多糖存在抑制作用,垂盆草、板蓝根对灵芝胞外多糖量和生物量有一定程度的抑制作用。     

大肠杆菌DH5α及其耐乙酸突变株生长和产乙酸规律

大肠杆菌DH5α的耐乙酸突变株DA19在复合培养基中有生长优势,最大比生长速率提高,产乙酸减少,对乙酸的耐受力增加。在基本培养基中DA19生长优势更加明显,消耗葡萄糖速率加快,单位菌体产乙酸得率YA/X比DH5α低,以消耗葡萄糖为基准的菌体得率YX/G提高。在添加乙酸的基本培养基中,DA19细胞浓度高于DH5α,更快利用葡萄糖。DA19在高葡萄糖浓度下(102g／L)也能良好生长,菌体浓度达26g／L,YX/G为0．257g／g。在变速补料分批培养中,DA19可以有效地控制乙酸的生成,细胞浓度达到20g／L,YX/G为0．360g／g,为其在高密度培养中的应用奠定了基础。     

大肠杆菌乙酸耐受株的代谢流分布

通过在基本培养基中的连续培养，比较了大肠杆菌耐乙酸突变株JL3碳源基本代谢流量分布与出发株JM101的差异，发现随比生长速率的增大，两者进入磷酸戊糖途径的碳流增加，进入三碳羧环的碳流减少。在相同的比生长速率下，突变株JL3中分配于磷酸戊糖途径的碳流所占比例高于JM101，在比生长速率0．626h^-1时，JL3进入磷酸戊糖途径的 占摄入碳流的33．2％，而JM101只占9．0％。计算得到J3力JM101关于ATP的最大菌体得率为10．2g/mol和5．68g／mol，维持系数为64．5mmol/(g.h)和82．3mmol/(kg.h），表明JL3的能量代谢效率高于JM101。     

基因工程菌Pichia pastoris连续培养的生长及抑制动力学

在同一稀释率μ（μ＝0．14h^-1）下用不同浓度的甘油流加进行连续培养,研究甘油浓度对基因工程菌毕赤酵母（Pichia pastori）生长的影响。结果表明甘油浓度对细胞生物量（DCW和WCW）、底物得率系数（Yx/s）、底物比消耗速率（qs）、呼吸熵（RQ）与二氧化碳释放率（CER）都有影响,在低甘油残留浓度（＜63．3g／L）下,甘油是激活剂,菌体生长符合Monod方程,Ks＝19．62g／L,甘油激活常数Ka＝19．45g／L;而在高甘油残留浓度（＞63．3g/L）下甘油是抑制剂,菌体生长特征符合Haldance方程,Ks＝0．014g／L,K1=156．67g／L。毕赤酵母生长的甘油抑制浓度为55．2g／L。     

深层发酵生产灵芝菌丝体多糖研究

采用生物工程发酵技术进行灵芝菌730菌丝体多糖扩大生产,在500 L全自动不锈钢发酵罐中通过控制深层发酵工艺条件获得灵芝菌丝体、灵芝多糖。结果表明:发酵70 h,镜检菌丝壁上无明显的芽头和锁状联合,菌丝体有少许自溶,无杂菌。灵芝菌丝体的浓度达到30%左右,胞外灵芝多糖和胞内灵芝多糖分别达3.5g/L和4.8%。     

葡萄糖氧化酶发酵动力学的研究

利用恒化器研究了葡萄糖氧化酶（ＧＯＤ）发酵动力学，建立了较为合理的恒化培养系统。对采集的数据用计算机进行回归，求得最大比生长速率μｍａｘ＝０．２２５ｈ－１、饱和常数Ｋｓ＝８．９１ｇ／Ｌ、基质得率系数ＹＧｍａｘ＝０．４９ｇ／ｇ以及维持系数ｍ＝０．０２ｇ／ｇ·ｈ。并研究了ｐＨ、ＤＯ、ＮＨ２－Ｎ、葡萄糖酸、细胞产率，酶比活及体积产酶速率等参数随比生长速率变化的规律。在Ｄ＝０．１３１ｈ－１下体积产酶速率（ＤＥ）达最大值，为３．４６×１６．６７μｍｏｌ／ｓ·Ｌ·ｈ，是分批发酵最大体积产酶速率（１．５３×１６．６７μｍｏｌ／ｓ·Ｌ·ｈ）的２．２６倍。     

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     

头孢菌素C发酵过程代谢特性

考察了头孢菌素C的发酵过程特征,对发酵过程的重要生理参数DO、CER、OUR、RQ等进行了在线检测和相关分析,并分析了比生长速率和比产物生成速率的变化规律。在发酵过程中OUR、CER最高分别达到了90.2 m o l/(m3.h)和69.8 m o l/(m3.h),表明头孢菌素C发酵代谢强度很大,对氧的需求量也非常大。比产物生成速率在发酵60~100 h最高达到2.15 U/(h.g)(细胞干重)。同时分析了头孢菌素C发酵过程中甲硫氨酸代谢规律,表明维持培养基中一定浓度的甲硫氨酸对头孢菌素C的合成有促进作用。通过对三级发酵和四级发酵的比较,表明在现有的设备和工艺条件下,三级发酵生产头孢菌素C要优于四级发酵,同时通过控制发酵前期菌丝浓度可获得最大产素水平。     

花生四烯酸产生菌的选育

通过对深黄被孢霉AS3．2793和MUI0310进行紫外线和氯化锂复合诱变、以及硫酸二乙酯和氯化锂复合诱变，涂布在诱变培养基上，对分离出的突变株进行摇瓶发酵初筛，从中得到一支产花生四烯酸的菌株。该菌株在摇瓶产脂培养基中发酵8天：生物量达16．57g／l，油脂含量达49．10％，油脂得率达8．14g／l，油脂中花生四烯酸的含量为0．9％．     

五种杀菌剂对灵芝菌丝生长的影响

研究了五种杀菌剂对灵芝菌丝生长的影响,结果表明,不同种类杀菌剂和同一杀菌剂不同处理浓度对菌丝生长的影响程度存在着显著差异。其中多菌灵和朴海因对灵芝菌丝生长的影响最大,菌丝不能萌发或生长稀疏、细弱、呈水泽状,可杀得影响最小,平均抑制率仅为９．７８％;大生Ｍ－４５在０．５００ｇ／Ｌ－０．６６７ｇ／Ｌ低浓度下对灵芝菌丝生长无抑制作用或略有促进作用,达科宁在０．４６９ｇ／Ｌ时对灵芝菌丝生长的抑制作用也很小     

表达胰岛素的毕赤酵母生长动力学及诱导策略

对本实验室构建的一株重组巴斯德毕赤酵母基因工程菌的生长及诱导进行了研究,结果表明生长阶段菌体的生长与限制性基质甘油残留浓度的关系符合Monod关系式,细胞最大生长比速率为0.204h^-1,饱和常数为24.3g/L。经参数推导得理论最大细胞对甘油得率为0.497g/g,以及菌体生长维持系数为0.007g/g·h,后者说明此株工程菌有高密度发酵的潜力。诱导阶段补加酵母提取物、大豆蛋白胨和微量元素能有效提高目的蛋白产量。在发酵罐上罐试验中,目的蛋白产量达256mg/L,蛋白产量是摇瓶发酵蛋白产量的5倍多。     

下期发表论文摘要预报

灵芝真菌发酵生产灵芝多糖和灵芝酸方庆华 ,　钟建江*(华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室 ,上海 2 0 0 2 37)　　摘要 :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,同时胞内多糖、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 ,…     

1株蛹虫草的液体发酵试验及蛹虫草多糖的提取

冬虫夏草是一种名贵的强壮滋补中药,但由于其严格的寄生性和特殊的生长地理环境,天然虫草资源越来越少,冬虫夏草的开发利用只有走人工培养之路.经研究蛹虫草的培养时间与菌丝体生产量的关系,虫草多糖的提取以及虫草多糖的测定,结果显示培养6d的菌丝产量最高,发酵时间对菌丝生长量的研究有重要意义,它可以控制大规模发酵生产大周期.多糖含量的测定用硫酸-苯酚法.经实验显示2次浸提比1次浸提的得率要高,摇瓶菌丝体的粗多糖得率为25.0%,精多糖得率为10.15%,均比已报道的虫草多糖得率高,这为人工控制大规模发酵生产大周期提供科学依据.     

(S)-萘普生分子印迹聚合物结合特性及制备中复合物的性能研究

以丙烯酰胺为功能单体，合成了对(S)-萘普生具有高手性选择性的分子印迹聚合物．通过紫外光谱分析了聚合物制备过程中(S)-萘普生与功能单体丙烯酰胺形成的复合物，并用Hyperchem软件模拟其结构．分子印迹聚合物对模板分子的结合量高于其对映异构体，手性分离因子α达1．87．Scatchard分析表明分子印迹聚合物在识别(S)-萘普生分子过程中存在2类结合位点，计算得到高亲和力的结合位点的离解常数Kd．1和最大表观结合常数Qmax.1分别为28．0μmol／L和52．94μmol／g，低亲和力的结合位点的离解常数Kd．2和最大表观结合常数Qmax,2分别为0．489mmol／l和0．122mmol／g．     

茶树菇液体培养条件的研究

经摇瓶实验将茶树菇菌丝体进行液体培养，选出了该菌株最佳工业发酵培养基C，并以单因子实验的形式，经10L发酵罐实验，确定了该菌株的最适工业发酵条件。温度在25℃，pH5．6，转速150r／min，通气量5L/min时，菌丝生长最旺，功丝干重2．5g／100mL，粗多糖含量为1．6g/100mL。     

灵芝深层培养工艺的研究

为了提高发酵终了时灵芝菌丝浓度以获取高等真菌多糖，对灵芝ＡＳ．５．６５的深层培养工艺进行了研究。确定了最适发酵条件为：５％玉米淀粉、０．３％玉米浆、１％豆饼粉、０．６％糖蜜、０．１５％ＫＨ２ＰＯ４、０．０７５％ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ，ｐＨ５．５～６．０，温度２８℃，摇床转速１５０ｒ／ｍｉｎ，摇瓶种子培养３ｄ接种。接种量５％、装液量５０ｍＬ，培养５～６ｄ可终止发酵。最终菌体干重可达２７．５ｇ／Ｌ、含粗多糖２．６ｇ／Ｌ。