重组大肠杆菌BL21（DE3）/pET-S12表达头孢菌素酰化酶的诱导条件优化

头孢菌素酰化酶AcyⅡ可以直接水解CPC生成7-ACA,后者是重要的医药中间体,用来合成头孢类抗生素。头孢菌素酰化酶S12是AcyⅡ的突变体,其催化效率比AcyⅡ高。本文通过优化头孢菌素酰化酶S12在大肠杆菌BL21（DE3）中的诱导表达条件,为确定周期短、产率高且稳定可靠的发酵工艺奠定基础。利用单因素和正交设计对装液量、接种量、诱导时间,诱导温度和IPTG浓度等发酵条件进行了考察。单因素结果表明：装液量为25mL/250mL三角瓶,接种量1%,指数生长开始加入0.05mM IPTG,28℃诱导20小时发酵液酶活最高;正交试验结果表明：装液量50mL/250mL三角瓶,接种量2%,指数生长开始加入0.05mM IPTG,诱导28℃且诱导24hours酶活最高,发酵液产酶水平达639.9U/L。方差分析结果显示,发酵时间和装液量对酶活影响极显著,诱导时机对酶活影响显著,接种量对酶活没有显著影响。验证实验发现,发酵液产酶水平最高可以达到802.9U/L。本实验为该工程菌的发酵研究提供了最佳的表达诱导条件,对下一步的研究具有指导意义。     

重组毕赤酵母生产β-葡萄糖苷酶发酵条件优化及固定化研究

为了实现绿色木霉菌Trichoderma viride来源的β-葡萄糖苷酶在重组毕赤酵母中的高效表达,对重组菌P.pastoris KM71/pPIC9K-bgl1/pPICZ A-pdi进行3.6L罐发酵培养条件优化。结果表明,当诱导温度28℃,初始诱导菌体浓度50g/L,诱导阶段甲醇体积分数1.0%时,酶活力最高,能达到1452U/mL。同时以壳聚糖为载体、戊二醛为交联剂,采用吸附交联法对β-葡萄糖苷酶进行固定化。结果表明,当壳聚糖质量浓度0.03g/mL,戊二醛质量浓度0.008g/mL,游离酶添加量400U/g(1g壳聚糖微球加酶量为400U),固定化吸附时间20h时,固定化酶酶活回收率最高,达到65.4%。以800g/L葡萄糖为底物,优化的转化条件下连续转化6次,低聚龙胆糖产率仍达到15.2%,显示出该固定化酶具有较好的持续利用性及较高的低聚龙胆糖生产能力。     

植酸酶高产菌株的选育

从土壤中分离到1株植酸酶高产菌株Pe0,初步鉴定为米曲霉.为了提高植酸酶活力,对Pe0菌株分别进行紫外线和亚硝基胍诱变处理,经初筛、复筛、遗传稳定性能检测,得到1株酶活相对较高、性状相对稳定的菌株Pe2#,酶活稳定在10.66U/mL,较原始菌株提高到3.34倍.另对其发酵条件进行优化,确定最适接种量为4%,最适pH为5.5,最适培养时间为6.5d.在此基础上进行培养基正交优化,结果表明:葡萄糖质量浓度为25g/L,蛋白胨质量浓度为4g/L,(NH4)2SO4质量浓度为2g/L,MgSO4.7H2O质量浓度为0.1g/L时所得菌株产酶活力最高.     

响应面法优化黄杆菌YK-5产卡拉胶酶的发酵条件

采用响应面法对黄杆菌YK-5产卡拉胶酶的发酵条件进行了优化．首先利用Plackett．Burman设计从8个因子中筛选出3个影响YK-5产酶的主要因素,分别为：培养温度、培养基起始pH和培养基中卡拉胶含量．然后进行最陡爬坡试验逼近最佳响应面区域,最后通过Box．Behnken设计和响应面分析得到最适条件：培养温度28．17℃,培养基起始pH值8．77和培养基中卡拉胶含量3．71g／L．在最适条件下测得的酶活为215．72U／mL,是优化前的2．2l倍．     

纸浆浓度及分批补料对里氏木霉产纤维素酶的影响

研究了摇瓶中不同浓度纸浆为碳源对里氏木霉产纤维素酶的影响.结果表明:最佳的碳源质量浓度为12g/L,在此条件下第3天的滤纸酶活、CMC酶活和β-葡萄糖苷酶酶活分别为1.68、0.96和0.28U/mL.总碳源为15g/L下采用分批补料技术可以有效提高里氏木霉分泌纤维素酶.使用起始纸浆浓度为9g/L,第2、3、4天分别加入2g/L纸浆,其第3天的滤纸酶活、CMC酶活和β-葡萄糖苷酶酶活分别为2.41、0.72和0.27U/mL,较15g/L纸浆为碳源分批培养滤纸酶活提高1.8倍.     

哈茨木霉SDU3.87耐碱性纤维素酶液体发酵条件的研究

从碱性土样中分离出的1株哈茨木霉(T．harzianum),液体发酵条件的实验表明,产酶最适的培养基初始pH为7．5,培养温度为28℃,摇床转速为160r／min;最适的单一碳源为麸皮,添加量为质量分数3．0％～5．0％;添加质量分数0．5％左右的复合氮源有利于产酶的提高;诱导物纤维素CF—11和微晶纤维素的最适添加量分别为质量分数2．0％和1．0％;添加吐温80有利于产酶的提高,添加量质量分数0．2％;用300mL三角瓶液体摇床发酵时装样量80mL左右为宜;发酵周期5～6d,获得的粗酶液的内切酶活最高为1．85U/mL,FPA为0．96U/mL．水杨素酶活为0.81U／mL。     

产纤维素酶海洋细菌的筛选和酶学性质的初步研究

从病烂的海洋植物中分离到一株高产纤维素酶的菌株TX-12,革兰氏阴性,经鉴定为噬纤维菌属(Cellulophaga sp.)中的一个种.该菌株在温度25℃、培养基起始pH 8.0条件下培养56 h产生碱性纤维素酶活力高达354.8 U/mL.酶学性质初步研究显示,TX-12产生的纤维素酶最适反应pH值为8.0,最适反应温度为60℃,在0～100℃酶活均能保持最高酶活的70%以上.酶液在100℃时仍具有较高的稳定性.Fe2+、Cu2+、Mn2+对酶反应有一定促进作用,Hg2+和Pb2+对酶反应有强烈的抑制作用.     

诺卡氏菌腈水合酶突变基因在重组大肠杆菌中的高活性表达

为了提高腈水合酶基因的重组表达水平,提出了3种基因策略:在重组大肠杆菌中共表达激活子序列、在重组毕赤酵母中表达以及对α亚基的起始密码子进行定点突变。结果表明:对α亚基的起始密码子进行定点突变的基因策略为最佳方案,突变后的腈水合酶基因在重组E.coli XL1-Blue(pUC18-NHBAM)中表达时,腈水合酶的比酶活(以干菌质量计)提高到51 U/mg。进一步以pET28a为载体,插入突变后的腈水合酶基因,构建重组菌株E.coli BL21(DE3)/pETNHM。对优选菌株进行培养条件和诱导条件的优化,腈水合酶的最高比酶活达到450 U/mg。     

纳豆激酶液体发酵条件的优化

采用比浊法连续测定D600 nm值,绘制菌种生长曲线,确定纳豆菌培养条件,并用单因素和正交设计实验的方法对纳豆激酶发酵条件进行优化,确定培养基成分的最优组合为MgSO40.02 g/L,K2HPO40.02 g/L,KH2PO40.01 g/L,CaCl20.02 g/L,麦芽糖0.3 g/mL,大豆蛋白胨0.3 g/mL,最适培养温度是37℃,pH=8.0,最佳接种量为每5 g黄豆接种500μL菌液.用Folin-酚法测酶活,由优化前的31.25 U/mL发酵液提高到158.74 U/mL发酵液,单位产量提高了约5.08倍.通过对纳豆激酶发酵培养条件的初步研究,探索纳豆激酶的生产工艺,为纳豆激酶产业化生产提供理论支持.     

金属离子对红球菌腈水合酶活力的影响

不同金属离子对红球菌(Rhodococcus sp.)TCCC 28001的生长及其腈水合酶的酶活有着不同程度的影响.菌株TCCC 28001产生的腈水合酶是钴型,且Co2+对该腈水合酶诱导激活的最适浓度为10×10-5mol/L.选择酵母粉中含有且含量波动较大的5种金属离子,考察了在添加10×10-5mol/L Co2+诱导激活下,5种金属离子对酶活的影响.结果表明:Fe2+、Mn2+、Mo6+、Cu2+4种金属离子具有促进作用,Zn2+产生轻微抑制作用.6×10-5mol/L Fe2+的促进效果显著,使菌株TCCC 28001的酶活从453 U/mL增加到1941 U/mL,提高了328%.     

响应面法优化白果酒酶解及发酵工艺研究

【目的】以白果为研究材料,通过对酶解和发酵两个阶段的工艺优化,探究白果发酵酒工艺的最佳条件。【方法】采用淀粉酶解配合传统果酒发酵方法,通过单因素试验和响应面试验研究白果酶解和发酵两个阶段中酶制剂添加量、发酵时间、料液比、加糖量等工艺条件,以葡萄糖当量(DE值)、葡萄糖含量、酒精度和模糊数学感官评价得分作为评价指标,筛选白果酶解、发酵的适宜条件。【结果】α-淀粉酶和料液比对白果酶解和发酵两个阶段影响最大;白果酒酶解阶段最佳条件为α-淀粉酶19.1 U/mL、普鲁兰酶2.7 U/mL、糖化酶101.4 U/mL;发酵阶段料液比(g/mL)为1∶6.4、加糖比例为1∶2.6、发酵时间8 d。在此优化条件下,得到的白果酒总糖16.21 g/L、总酸3.24 g/L、酒精度12.7%、干浸出物12.92 g/L、游离氨基酸含量2.18 g/L,感官综合得分为87.35分(满分100分)。【结论】白果发酵后所得白果酒成分指标满足绿色果酒标准,实验结果可为制备白果发酵酒提供一定理论依据。     

利用曲霉sp.HX-1发酵稻草秸秆制备纤维素酶

以稻草秸秆原料,利用曲霉sp.HX-1固态发酵生产纤维素酶,研究了不同发酵时间、不同氮源和氮源浓度对曲霉sp.HX-1纤维素酶系的影响,并最终用硫酸铵分级沉淀和低温冷冻干燥的方法得到混合纤维素酶干品.结果表明,发酵6 d后稻草秸秆产生的纤维素酶活力单位最大,分别为CMC酶307 U/mL,C1酶841 U/mL、β-葡萄糖苷酶205 U/mL.以不同氮源优化发酵条件时发现,NH4NO3质量浓度为1 g/L时CMC酶活力达到1 652 U/mL,且失重率也到达最大值17.42%;NH4Cl质量浓度为0.5 g/L时,C1酶活力达到1 807 U/mL;尿素（UREA）质量浓度为2.0 g/L时,β-葡萄糖苷酶活力为2 033 U/mL,这表明氮源对曲霉sp.HX-1纤维素酶系的影响很大.最后在NH4NO3质量浓度为1.0 g/L的条件下,将120 g稻草秸秆发酵6 d,从发酵液中提取得到8.851 7 g混合纤维素酶的干品.此实验为以后探讨碳源或者其他因素的影响提供方法借鉴,也可以为获得纤维素酶混合酶干品的获得提供参考方法.     

N-乙酰氨基葡萄糖对绛红小单孢菌合成庆大霉素的影响

研究了N-乙酰氨基葡萄糖对绛红小单孢菌产素的影响,实验探索了N-乙酰氨基葡萄糖添加工艺,在250mL摇瓶发酵过程中培养48h,60h分别添加0.05%,0.15%N-乙酰氨基葡萄糖可使庆大霉素生测效价达2 030U/mL,较对照1 228U/mL提高了65%以上(三次平均基本一致);5L发酵罐试产三批次发酵终结,生测效价平均为1 727U/mL(厡工艺1 097U/mL)提高了57%,效果十分明显.同时测定了发酵过程中菌体代谢各种参数的变化,证明了N-乙酰氨基葡萄糖在绛红小单孢菌生物合成中的促进作用.本方法操作简单,基本不改变原工艺,生产成本低廉,对提高庆大霉素产量效果非常明显.     

褐藻胶裂解酶发酵工艺优化及其中试放大

对产微球茎菌（Microbulbifer sp.）ALW1发酵产褐藻胶裂解酶5 L罐发酵工艺进行优化,建立褐藻胶裂解酶的高产发酵工艺。结果表明:海藻酸钠质量浓度为1 g/L时效果最好,浓度减半或加倍都会使酶活力下降;25 ℃比20 ℃更利于产酶;pH值控制在7.5时比自然条件下发酵产酶高峰提前,产酶量变化不大;在此基础上,对罐上工艺进行中试放大,20 L发酵罐酶活力最高为57.0 U/mL,200 L罐酶活力最高为43.5 U/mL,500 L罐酶活力最高为38.3 U/mL,分别是小试水平的39.6%、30.2%、26.5%。     

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%.     

产纤溶酶菌株的发酵条件优化

筛选了1株产纤溶酶能力较强的芽孢杆菌,对其液体发酵条件进行了优化,结果表明菌株产酶最佳的各组分质量浓度为木糖20 g/L,大豆蛋白胨30 g/L,Na2HPO41 g/L,MgSO41 g/L,CaCl20.1 g/L,吐温40为2 g/L.种龄16 h,接种量3%,发酵周期3 d,起始pH为7.0,摇床转速200 r/min,发酵温度37℃,在此条件下发酵液纤溶酶活性(相当尿激酶活力单位)高达862.2 U/mL.     

枯草芽孢杆菌工程茵产耐酸性高温a-淀粉酶发酵条件的优化

利用基因工程手段获得的产耐酸性高温弘淀粉酶基因枯草芽孢杆菌工程菌株pWB—amyd／WB600,通过单因素筛选及正交实验进行发酵培养基优化,得到的最佳配方为（g／L）：玉米粉20,蛋白胨30,CaC120．5,Na2HP048．同时对实验室摇瓶条件下液体发酵的主要影响因素初始pH、接种量、装液量、转速、温度等进行探讨,确定了最佳培养条件：37℃、pH6．5、200r／min摇床培养36h,接种量为2％,装液量为30mL／250mL．在此优化条件下,耐酸性高温弘淀粉酶活力达到3980U／mL,是未优化条件下的2．1倍．     

不同湿重诱导对毕赤酵母发酵生产植酸酶的影响

为了提高毕赤酵母工程菌（Mut+）植酸酶的表达量,对毕赤酵母工程菌50 L发酵生产植酸酶的工艺条件进行了研究。结果表明,通过流加葡萄糖提高菌体湿重到300 g/L,随后停止流加,溶氧回升后流加甲醇开始诱导,最终发酵结束时,植酸酶酶活达到21 666 U/mL,比对照提高12.9%,该诱导湿重有利于发酵生产植酸酶。     

产中性蛋白酶工程菌的构建及其发酵条件的初步优化

为构建1株产中性蛋白酶的工程菌株并对其发酵条件进行优化,以中性蛋白酶工业生产菌株枯草芽孢杆菌AS1.398的基因组为模板,采用PCR技术扩增获得中性蛋白酶基因npr,与高拷贝质粒pWB980连接并转入蛋白酶缺陷型菌株枯草芽孢杆菌WB600中得到重组工程菌WB600/pWB980-npr.在初筛平板上工程菌蛋白酶活力明显高于工业生产菌AS1.398,工程菌发酵活力可达1,398.3,U/mL.通过对其发酵工艺进一步优化,在接种量5%、装液量100,mL/500,mL、摇床转速180,r/min、温度34,℃的条件下发酵48,h,发酵液的酶活力可达2,487.5,U/mL,比优化前提高了78%.     

华根霉固态发酵产纤溶酶的工艺优化和初步提纯

采用华根霉TK317（Rhizopus chinensis）进行固态放大发酵实验，发酵培养基初始含水量为0．75mL／g，固体发酵罐中湿度控制在70％，发酵前期30h通风量为640L／min，后30h通风量变为560L／min，酶活力最高，达到706．3U／g干基。研究并确定了中空纤维超滤浓缩，硫酸铵盐析的分离提取工艺，经过纯化，酶的比活力达23．32U／mg，比浸提液提高11．05倍，酶活力回收率为70．2％。