Genome Shuffling选育普那霉素产生菌Streptomyces pristinaespiralis LS15

普那霉素是一种新型的抗生素,对大多数革兰氏阳性菌和部分革兰氏阴性菌有强烈的抑制作用,是万古霉素的替代药物。对1株普那霉素产生菌Streptomyces pristinaespiralis LS15进行了Genome Shuffling的育种研究。首先,利用亚硝基胍对LS15进行诱变,涂布链霉素抗性平板并摇瓶筛选获得了6株普那霉素产量提高的菌株,提高幅度为24.1%~30.3%;然后将该6株菌混合后培养制备原生质体,以紫外灭活、热灭活作为遗传标记进行了三轮Genome Shuffling育种,摇瓶筛选获得了1株普那霉素产量大幅提高的融合子GS3-26,为2.15 g/L,比原始菌株提高了91.5%。融合子GS3-26与原始菌LS15相比,其胞内酶HK,PK,AK,CS等酶活均有不同程度的提高,是普那霉素产量提高的原因之一。     

解淀粉芽孢杆菌Y11产淀粉的酶条件优化

为了提高解淀粉芽孢杆菌Y11的产淀粉酶能力,研究了其培养基成分(碳源、氮源、无机盐),及发酵培养条件(温度、pH值、接种量)对产生淀粉酶活的影响,通过单因素试验、Box-Behnken响应面分析试验、正交试验,以酶活为响应值,确定了微生物培养的最佳培养基成分及最佳培养条件。结果表明,培养基成分及培养条件的改变可以显著提高酶活,得到解淀粉芽孢杆菌的最佳培养基组成如下:淀粉16.29 g/L,酵母膏16.04 g/L,Mg SO_40.42 g/L;最佳培养条件为培养温度35℃,pH值7,接种量1.5%,得到最高酶活为70.2 U/m L,较初始发酵培养酶活提高1.8倍。     

纳塔尔链霉菌产纳他霉素发酵条件优化

纳他霉素(Natamycin)广泛应用在医药、食品和保健等领域,具有良好的应用前景。作为一种高效的广谱抗真菌剂,它能有效的抑制真菌及真菌孢子的生长。为了提高纳他霉素的发酵水平,通过摇瓶分批发酵试验的方法应用纳塔尔链霉菌(Streptomyces natalensis)生产纳他霉素,重点研究了种子质量、发酵培养基成分和培养条件的优化等单因素条件。结果表明：通过改变单因素变量确定了最佳发酵培养基：葡萄糖40g/L,大豆蛋白胨20g/L,酵母粉5g/L,初始pH7.0;最佳发酵条件：培养至48h的种子液以6%的接种量接种于装液量为25mL发酵培养基的250mL三角瓶中;28℃,220r/min进行发酵。纳他霉素的产量在此最优工艺下可达1.472g/L,比优化前提高了150%,为相关的试验研究提供了可靠的基础依据。     

皮状丝孢酵母Trichosporon cutaneum产油脂发酵培养基优化

对皮状丝孢酵母发酵产油脂培养基中的碳氮源种类及添加量、KH_2PO_4添加量、接种量等影响因素进行优化。试验表明,葡萄糖为最佳碳源,蛋白胨为最佳氮源,在葡萄糖40 g/L,蛋白胨1.33 g/L,KH_2PO_4质量浓度1.0 g/L,最佳接种量15%时,油脂得率可达到细胞干质量的62%,比优化前提高了50%。     

产漆酶菌株的筛选及其对烟秆降解效果的研究

为烤烟秸秆中木质素降解提供理论依据,丰富降解木质素的真菌资源。从腐殖质中分离高产漆酶的木质素降解真菌1株,对其进行形态学鉴定,并对其液态发酵产漆酶培养条件进行优化和对碳、氮源和Cu²⁺进行正交试验,最后测定了该株菌对烤烟秸秆的降解情况。结果表明：（1）该株真菌形态学鉴定为半知菌亚门,粘头霉属(Moniliales Gliocephalias sp.)命名为Z-1。基础培养基中产漆酶的最大值出现在液态发酵第4天,酶活为2.72 U/mL。（2）单因素试验中Z-1最适宜产酶发酵条件为：麦芽糖25 g/L、酵母膏10 g/L、Cu2 +浓度2.5 mmol/L。（3）正交试验中,培养基麦芽糖30 g/L、酵母膏12 g/L、Cu2 +浓度2.5 mmol/L处理产酶最高,酶活为3.24 U/mL,较基础培养基中高出18.89%。（4）液态发酵菌株对烟秆粉末降解30天后,失重率50%、木质素降解率39.39%、纤维素降解率36%。该株真菌产酶较高,对烤烟秸秆降解能力较强。     

马铃薯淀粉发酵生产L-乳酸的培养基优化

通过单因素正交试验方法,对马铃薯淀粉发酵生产L-乳酸的培养基主要因子进行了优化。试验结果表明,干酪乳杆菌发酵马铃薯淀粉生产L-乳酸的种龄为12h,培养基碳源质量浓度为120g/L,MgSO4·7H2O含量为0.30%,MnSO4含量为0.05%;通过正交试验,确定了发酵培养基中氮源的最适质量浓度分别为酵母粉5g/L,蛋白胨5g/L,牛肉膏5g/L;在此条件下L-乳酸质量浓度为108.3g/L,得率为90.3%,L-乳酸产量达到了国内先进水平。     

红酵母发酵产类胡萝卜素的研究

研究了红酵母菌株AS2.2241液态发酵产类胡萝卜素的最佳培养基配方和工艺条件,分析了碳源、氮源、无机盐的质量浓度,以及反应温度、初始pH值、菌种种龄、发酵时间、转速等因素对类胡萝卜素产量的影响,确定了小规模发酵生产的最适培养基和发酵条件。红酵母AS2.2241菌株在5L发酵罐中产类胡萝卜素的最佳发酵条件为:葡萄糖40g/L,酵母粉10g/L,蛋白胨10g/L,MgSO41g/L,K2HPO40.5g/L,发酵温度28℃,pH值6.0,接种量10%,接种龄48h,培养时间145h,发酵液体积2L,转速280r/min,空气流速量3.00L/min,罐压0.01MPa。在此条件下,获得生物量的质量浓度达35.12g/L,类胡萝卜素的质量浓度达301.78μg/g。     

微生物转化生产木糖醇工艺研究

从土壤中筛选获得了1株木糖醇高产菌株,该菌株发酵玉米芯水解液后获得的发酵液,通过离心去除菌体,用紫外分光光度法测得木糖醇产量。采用摇瓶发酵对发酵工艺条件进行优化,通过测定发酵液中木糖的残留量、木糖醇的产量、木糖醇的转化率来确定最佳的发酵工艺。结果表明,木糖醇的产量由最初3.12g/L增加到8.79g/L,转化率由15.6%增加到43.95%;优化后,最佳培养基条件为:选用木糖质量浓度为20g/L的玉米芯水解液为碳源,质量浓度为2.5g/L的蛋白胨和2.5g/L的酵母浸膏作为氮源,质量浓度为3.0g/L的KH2PO4,4.0g/L的NaCl,0.5g/L的MgSO4·7H2O,最佳发酵条件为:摇瓶发酵装液量80mL/250mL,转速160r/min,pH值为5.0,发酵温度30℃,发酵时间44h,在此条件下,木糖醇最大产量是13.84g/L,木糖转化率达69.0%。该菌株经初步研究,显示了良好的研究潜力和应用前景。     

培养基组分对纤维杆菌X4-9发酵产纤维素酶的影响

考察发酵培养基组分对纤维杆菌X4-9发酵产葡聚糖内切酶、葡聚糖外切酶和β-葡萄糖苷酶的影响。应用DPS软件的二次回归旋转中心组合实验设计方法,对纤维杆菌X4-9的发酵培养基（花生秸杆粉、蔗糖、尿素、(NH4)2SO4、硫酸镁、磷酸二氢钾）进行了优化。结果表明：在试验数值范围内,花生秸杆粉、蔗糖和(NH4)2SO4对酶活均会产生极显著的正效应,而尿素、硫酸镁和磷酸二氢钾的用量则具有明显的负效应;在优化的发酵培养基配方（花生秸杆粉30 g/L、蔗糖20 g/L、尿素2.5 g/L、(NH4)2SO4 10 g/L）下,葡萄糖内切酶、葡聚糖外切酶和β-葡萄糖苷酶的酶活分别达到2.705163,5.723014和3.614921 I U/mL,比初始发酵培养基配方下的各酶活分别提高了123.66%,146.32%和186.40%。纤维杆菌X4-9均能同时产生葡萄糖内切酶、葡聚糖外切酶、β-葡萄糖苷酶等纤维素降解复合酶系,且这些酶高产的培养基条件较为一致。     

一株产胶原酶海洋微生物发酵条件的研究

于海洋污泥中筛选得到的Aeromonas sp.F3所产的胞外酶对胶原蛋白有水解作用,采用单因素试验法对Aeromonas sp.F3的发酵条件及培养基组分进行全面优化,提高该胶原酶生产菌的产酶效率。经优化试验结果表明,该菌株最佳发酵条件为：培养时间24 h,温度40℃,初始pH为8,装瓶量80~100 mL/250 mL;培养基组分为：葡萄糖3 g/L,酵母浸粉9 g/L,NaCl 5 g/L,MnSO4 10 mg/L。经优化试验明显提升了该菌株的产酶能力。     

利迪链霉菌G117产纳他霉素发酵培养基的优化

纳他霉素对甘蓝枯萎病菌、番茄和甜椒灰霉病菌等多种植物病原真菌有显著的抑制作用,且具有安全、高效、环保等特点,有望作为一种新型生物农药。为了提高利迪链霉菌G117生产纳他霉素的产量,依次使用PlackettBurman设计法、最陡爬坡法和Box-Behnken Design对其发酵培养基进行优化。应用Plackett-Burman设计法筛选出影响纳他霉素产量的3个关键因素为玉米淀粉、豆粕粉、氯化钠。通过Box-Behnken Design及响应面分析确定了3个关键因素的最佳浓度,分别为玉米淀粉46.15 g/L、豆粕粉14.80 g/L、氯化钠5.88 g/L,纳他霉素预测最大产量为2 708.06mg/L。利用优化后的发酵培养基进行3次平行实验,得到纳他霉素的平均产量为2 718.57 mg/L,与理论预测值无显著差异,比基础培养基产量提高了33.2%。为建立利迪链霉菌的纳他霉素高产发酵工艺奠定了基础。     

响应面法优化短杆菌素的发酵

为了提高短芽孢杆菌Bacillus Brevis(ATCC 8185)发酵液中的短杆菌素产量,采用一系列试验设计法对其发酵培养基及培养条件进行了优化。先用Plackett-Burman设计从8个因子中筛选出对短杆菌素产量有显著影响的因素,再用最陡爬坡试验确定3因素的取值范围,最后使用中央组合设计及响应面方法进一步优化。通过优化过程筛选出的影响因素取值为:酪蛋白胨10.28 g/L,NaCl 4.62 g/L和酵母浸粉11.03 g/L。在此优化培养条件下,发酵液中短杆菌素的质量浓度从优化前的265.32μg/mL提高到594.50μg/mL。     

环状芽孢杆菌产β-甘露聚糖酶的产酶条件及粗酶性质研究

为确定环状芽孢杆菌WXY-100的最佳摇瓶培养工艺,采用了L9(34)正交试验对培养基成分以及培养条件进行了优化.结果表明,最佳培养基成分为:酵母抽提物20g/L,魔芋粉20g/L,(NH4)2SO4 2g/L,KH2PO4 1g/L,MgSO4·7H2O 1g/L.最佳培养条件为:种龄8～12 h,接种量为6%,装液量为25 mL,pH 7.5,培养温度40℃,培养时间25 h.该酶在pH 4～8和60℃以下稳定,作用最适条件是pH 5.0和60℃,Cu2 和Co2 对酶有较显著的激活作用,而Hg2 对酶有强烈的抑制作用.     

1株酵母菌产GABA发酵条件的优化

以专利菌株近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis) GPT-5-11为供试菌株（专利号：201010182948.5）,通过液态发酵试验优化其培养条件,研究γ-氨基丁酸合成的最佳工艺条件。结果表明,最佳培养基成分( g /L) 为：葡萄糖24.5,酵母膏6.2,大豆蛋白胨6.2,吐温80 2ml,乙醇4ml,MgSO4?7H2O 0.2,MnSO4?4H2O 0.045,L-MSG12.5,含0.5%谷氨酸。培养基中添加L-MSG浓度为12g/L,pH值为6.5,37℃发酵48 h。在最优条件下,γ-氨基丁酸产量最高可达2.58g/L。     

好食脉孢菌和红酵母协同发酵秸秆产类胡萝卜素的研究

以好食脉孢菌和红酵母为发酵菌种,通过固态发酵玉米秸秆生产类胡萝卜素。将类胡萝卜素产量作为发酵指标,通过对培养基含水量、培养基初始pH值、氮源添加量、碳源添加量、无机盐添加量、培养基装量的单因素试验和正交试验确定最优培养基条件:秸秆用量10 g,干豆渣(氮源)用量3 g,麸皮(碳源)用量4 g,MgSO4添加量0.4%(与秸秆量比W/W),pH值约为5.5,培养基含水量为60%,培养基装量为12.5 g/250 mL,最佳发酵条件为接种量20%(好食脉孢菌∶红酵母=1∶1),培养温度28℃,培养时间96 h。通过优化后的类胡萝卜素产量为224.75μg/g。     

不同浓度碳源和氮源对灰树花胞外多糖液体发酵产量的影响

以灰树花(Grifola frondosa)BUAGF-02 菌株为材料,研究葡萄糖和蛋白胨浓度对液体发酵产多糖的影响。研究以可溶性淀粉、葡萄糖、酵母提取物、蛋白胨等基础发酵培养基,碳源试验葡萄糖浓度分别为5、10、15、20、25 g/L,氮源试验蛋白胨浓度为1、1.5、2、2.5、3 g/L,25℃、170 r/min 振荡培养10 天,离心收集发酵液和菌丝体,采用醇沉法收集多糖,菌丝体和多糖烘干后称重。葡萄糖浓度在20 g/L 时,胞外多糖产量最高,达到0.3 g/100 mL;其浓度25 g/L时菌丝体干重最高,为1.82 g/100 mL。蛋白胨浓度3 g/L时,胞外多糖产量最高,为0.2 g/100 mL;其浓度2.5 g/L 菌丝体干重最高,为1.26 g/100 mL。研究为进一步开展灰树花胞外多糖液体发酵与利用提供了参考。     

植物乳杆菌Zhang-LL高密度发酵的研究

本试验旨在通过优化培养条件提高植物乳杆菌Zhang-LL发酵培养液中的菌体浓度,为获得高活菌数的益生菌产品奠定基础。对植物乳杆菌的发酵培养基中的氮源进行单因素筛选,选取501油菜籽蛋白胨作为MRS培养基的替代氮源。基于优化的培养基成分,采用单因素及4因素3水平L9(34)正交试验优化发酵条件,确定最优发酵条件为;501油菜籽蛋白胨含量为3.0%、温度34℃、p H 6.5、接种量7%,发酵罐流加15%Na2CO3,转速为150 r/min;在此优化条件下,发酵液活菌数可达1.07×1010CFU/m L。     

黑曲霉发酵麦麸生产β-葡萄糖苷酶的培养基组成的优化

以黑曲霉为发酵菌株,研究其β-葡萄糖苷酶液体发酵的最佳培养基组成。通过对不同碳源、氮源、磷酸盐、金属离子、氨基酸、表面活性剂等单因素研究,发现麦麸、(NH_4)_2SO_4和KH_2PO_4对产酶有促进作用。3因素二次通用旋转组合设计试验得到该菌株产β-葡萄糖苷酶的优化培养基组成为:麦麸28.4 g/L,(NH_4)_2SO_41.2 g/L,KH_2PO_42.0 g/L,发酵液β-葡萄糖苷酶酶活达到(1 493.90±12.09)U/mL。     

干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)HDS-01产甘露聚糖酶条件研究

旨在提高分离自东北酸菜发酵液中的干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)HDS-01产酶水平,为甘露聚糖酶的分离纯化和工业生产奠定基础,以MRS为初始培养基,设置不同培养基组分及发酵条件进行单因素试验,用DNS法和平板菌落计数法分别测定酶活和L. casei HDS-01生长量。试验实验结果表明L. casei HDS-01产甘露聚糖酶的最优条件如下:最适碳源及浓度为0.8%的果胶,最适氮源及浓度为0.2%的酵母提取物和硝酸铵,无机盐种类及浓度包括0.2%的柠檬酸铵、0.1%的磷酸氢二钾、0.9%的乙酸钠,最适装液量为100 mL/250 mL,最适接种量为7%,最适培养温度为37℃,初始pH 5.5。按照上述最适条件,在摇床转速为140 r/min条件下培养36 h后,酶活可达72.7±0.30 U/mL,较优化前的产酶水平提升了6.51倍。     

拟康氏木霉产胞外多糖发酵培养基及培养条件的研究

以生物量和胞外多糖产量为指标,采用单因素和正交试验对摇瓶培养的拟康氏木霉(Tricho-dermapseudokoning)的液态发酵条件进行优化。优化后的拟康氏木霉发酵控制参数为:最佳培养基配方为麦麸30g/L,玉米粉30g/L,葡萄糖7.5g/L,KH2PO41g/L;发酵培养时间为6d;培养基的初始pH值为5.0～6.0;发酵温度为30±1℃。最佳培养条件下菌丝干重及胞外多糖的产量分别5.272g/L、0.622g/L。