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.     

粗淀粉原料谷氨酸发酵新工艺研究

本研究采用木薯粗淀粉原料，双酶法制糖，在过量生物素下添加青霉素的发酵工艺路线，以接种量８％、初糖浓度１００～１３０ｇ／Ｌ，在发酵的适当时间添加适量青霉素（约４ｕ／ｍｌ），发酵过程流加尿素溶液控制ｐＨ７．１～８．０范围，同时流加浓糖液，经４０小时摇瓶培养，结界谷氨酸生成量高达１０１．９ｇ／Ｌ，糖酸转化率５９．５３％。与传统的采用精淀粉控制生物素＂亚适量＂工艺相比，可大幅降低粮耗、降低成本，提高产酸１５～２０ｇ／Ｌ．     

酵母细胞流加培养过程的建模与预估控制

建立了包括菌体浓度 X、底物浓度 S、培养液体积 V为状态变量的酵母流加发酵过程的非结构动力学模型 ;基于该模型 ,提出了一种克服被估变量的累积误差的一步预估方法 ,用以估计难以可在线测量的菌体浓度、底物浓度等生化状态变量 ,并根据预估结果 ,进行流加操作。该方法应用于酵母流加培养 ,酵母对糖得率由 35 .1%提高到 40 .2 %。     

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％。     

不同流加发酵方式对重组枯草芽孢杆菌生产维生素B2的影响

在5 L发酵罐中培养重组枯草芽孢杆菌RH33生产核黄素,该重组菌的染色体上含有多个解除了转录调节的核黄素操纵子．由于过高的初糖浓度导致严重的代谢溢流,因此间歇发酵过程只能得到较低的菌体量和产物产量．分别采用了3种不同的流加培养方式：分批流加、恒速流加和葡萄糖限制流加来减弱代谢溢流并提高核黄素的产量．同间歇培养相比,分批流加培养能微弱提高重组菌的核黄素产量,而恒速流加和葡萄糖限制流加均能显著提高菌体量和核黄素产量．对于恒速流加培养,当流加速率为0．48 mL／min时核黄素产量和菌体量可以分别达到9．8g/L和27．3g/L对于葡萄糖限制流加培养,通过人工控制葡萄糖流加速率使培养基中的葡萄糖浓度为10～2 g/L时,重组菌RH33可以达到最高的核黄素产量和菌体量(分别为12．5g/L和34．7g/L)．在葡萄糖限制流加培养中核黄素产率约为0．06 g(核黄素)／g(葡萄糖),高于其他几种培养方式．     

搅拌桨组合与葡萄糖流加工艺相结合的凝胶多糖发酵工艺优化

考察了利用葡萄糖作为碳源底物时,不同的葡萄糖添加模式(批次加入、脉冲式流加和连续流加)和搅拌桨组合模式(三层桨均为六平叶径流桨3RT、底层桨为六平叶轮径流桨和上层桨为椭圆桨RT+E)对凝胶多糖发酵过程代谢特性的影响。实验结果表明,葡萄糖为批次加入时,菌体的呼吸代谢强度受到明显抑制,凝胶多糖产量只有25.12 g/L;通过葡萄糖脉冲式流加和连续流加策略控制发酵罐中葡萄糖质量浓度为20 g/L左右,可以降低高质量浓度葡萄糖对凝胶多糖合成的抑制作用,凝胶多糖的产量提高到33.88 g/L;通过优化桨型组合为RT+E可以增强葡萄糖流加过程中发酵液内部的混合过程,凝胶多糖产量提高至36.10 g/L,最终优化后葡萄糖合成凝胶多糖的产量增加了44.40%。     

2L搅拌发酵罐培养重组酵母的研究

在2L搅拌发酵罐中对一株表达α－淀粉酶的重组酵母进行了发酵工程研究，探讨了高密度培养条件下SCU2启动子控制的外源基因产物诱导表达方法；确定了基本底物的分段流加策略，并建立了基于指数关系的脉冲流加方式，对菌体增殖和α－淀粉酶表达水平起到了明显的促进作用；溶解氧实验表明，改善通气状况亦对提高产物表达水平有利。     

流加培养裂殖壶菌发酵生产二十二碳六烯酸

利用流加技术高密度培养裂殖壶菌生产二十二碳六烯酸(DHA),根据裂殖壶菌间歇发酵的特性,通过分别流加浓缩全培养基和高浓度葡萄糖(600 g/L)以提高细胞密度和DHA含量.结果表明,当培养过程中葡萄糖浓度降至10 g/L左右时,采用变速流加葡萄糖使发酵液的糖浓度维持在10～20 g/L之间,对裂殖壶菌的生长和脂肪酸的积累最有利,发酵120 h后,其生物量、脂肪酸以及 DHA含量达到最大值,分别为60.6、40.2和8.0 g/L,DHA 累计速率为66.7 mg/(L·h).     

利用葡萄糖母液半连续发酵红曲色素的研究——(Ⅰ)摇瓶发酵条件试验的研究

对以葡萄糖母液为原料进行半连续发酵生产红曲色素进行了初步研究．结果表明：总葡萄糖母液浓度为１５０ｇ／Ｌ时,以９０ｇ／Ｌ初始葡萄糖母液开始发酵至４８ｈ,６０ｈ分别流加３０ｇ／Ｌ的葡萄糖母液．流加发酵组的色素浓度比非流加发酵组的色素浓度增加２４３％．     

透明质酸发酵条件的初步研究

采用兽瘟链球菌 (Streptococcuszooepidemicus)进行发酵生产透明质酸 (hyaluronicacid ,HA) .摇瓶研究表明 :葡萄糖的补加量和补加方式对HA发酵有着较大的影响 ,采用 4 0g·L- 1的初始葡萄糖浓度及维持培养过程 10g·L- 1的糖浓度 ,可使HA的产量达到 4 .0g·L- 1,分子量在 2 .0× 10 6 Da以上 .     

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。     

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%。     

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％．     

酰基激酶和酰基CoA合成酶对螺旋霉素合成的影响

螺旋霉素链霉菌生物合成螺旋霉素的过程受许多酶的调控作用,酰基激酶和酰基CoA合成酶是螺旋霉素内酯环合成的重要酶,实验测定了它们的酶活趋势和酶的影响因子,结果表明,酰基激酶和酰基CoA合成酶都有两个活力峰,前者活性集中在发酵中前期,后者活性集中在发酵中后期,实验发现Co2 ,Mn2 对酰基激酶和酰基CoA合成酶有较强的激活作用,Cu2 对酰基激酶有抑制作用,但对酰基CoA合成酶有很强的激活作用,在发酵中期向摇瓶中补加二阶阳离子比在发酵初期加入有更明显的激活作用,平均效价最高提高了31％。     

Scale-up of rifamycin B fermentation with Amycolatoposis mediterranei

Study of the effect of dissolved oxygen and shear stress on rifamycin B fermentation with A. mediterranei XC 9-25 showed that rifamycin B fermentation with Amycolatoposis mediterranei XC 9-25 needs high dissolved oxygen and is not very sensitive to shearing stress. The scale-up ofrifamycin B fermentation withA, mediterranei XC 9-25 from a shaking flask to a 15 L fermentor was realized by controlling the dissolved oxygen to above 25% of saturation in the fermentation process, and the potency of rifamycin B fermentation in the 15 L fermentor reached 10 g/L after 6-day batch fermentation. By continuously feeding glucose and ammonia in the fermentation process, the potency of rifamycin B fermentaion in the 15 L fermentor reached 18.67 g/L, which was 86.65% higher than that of batch fermentation. Based on the scale-up principle of constantly aerated agitation power per unit volume, the scale-up of rifamycin B fed-batch fermentation with continuous feed from a 15 L fermentor to a 7 m^3 fermentor and further to a 60 m^3 fermentor was realized successfully. The potency of rifamycin B fermentation in the 7 m^3 fermentor and in the 60 m^3 fermentor reached 17.25 g/L and 19.11 g/L, respectively.     

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。     

重组巴斯德毕赤酵母高密度培养中铵离子浓度的影响

采用Mut^s表型的重组毕赤酵母生产血管生长抑制素,表达阶段流加甘油—甲醇混合碳源以提高菌体密度和血管生长抑制素的表达水平,菌体密度可达174g／L,约是表达阶段采用甲醇为单一碳源的发酵过程的3倍。菌体密度的提高导致表达阶段发酵液中铵离子浓度下降很快,当发酵液中的铵离子浓度低至40mmol／L时,影响了血管生长抑制素的表达。改变pH调节方式并在发酵后期添加25mmol／L(NH4)2SO4使发酵液中铵离子浓度维持在150mmol／L以上,血管生长抑制素的表达产量达到108mg／L。     

卜多糖发酵条件研究

卜多糖系出芽短梗霉发酵蔗糖之主要产物.利用复合诱变的手段筛选到转化率较高的N_(435.3)号突变菌株.在最佳培养条件下其转化率为45.0％,利用流加糖的方法可使其转化率提高到51.7％.     

微生物批式流加发酵动力系统及参数辨识

微生物批式流加发酵生产1,3-丙二醇是一种重要的生产方式,但是目前研究只考虑了细胞外5种物质浓度的变化,没有考虑代谢机理、细胞内物质浓度的变化及重要的中间产物。本文将细胞内甘油、3-羟基丙醛和1,3-丙二醇三种物质的浓度变化考虑在内,假设甘油跨膜运输情形为主动运输和被动扩散,1,3-丙二醇的跨膜运输情形为主动运输和被动扩散,建立了微生物批式流加发酵动力系统。以实验值与计算值的误差平方和作为性能指标建立参数辨识模型,并用改进的粒子群算法求解模型中参数。结果表明,改进后模型平均相对误差比现有文献略有降低,说明了模型的有效性。