富硒灵芝菌株的选育及发酵性能研究

[目的]选育富硒灵芝高产菌株并研究其液体发酵性能。[方法]应用添加Na2SeO3的培养基筛选富硒能力较强、菌体生物量及菌体多糖产量均较高的菌株,并研究其发酵性能。[结果]筛选到菌株Ganoderma lucidumZ-4-25,在液体培养基中添加浓度0.08%的Na2SeO3即能有效促进菌体生长,在浓度0.16%的Na2SeO3液体培养基中培养192 h,灵芝菌粉有机硒含量达到13 000μg/g菌体。在添加浓度0.08%的Na2SeO3条件下,10 L发酵罐发酵216 h,菌体生物量干重达到26.82 g/L,灵芝菌粉有机硒含量达到9 800μg/g菌体。[结论]该研究为富硒灵芝的液体发酵生产奠定了基础。     

戊糖乙醇发酵菌种的选育及菌种特性的研究

[目的]选育能利用木糖产乙醇的菌株。[方法]从自然界中分离、筛选能够发酵戊糖产生乙醇的酵母菌株,并对所得菌株进行发酵性能研究。[结果]选出了1株能利用木糖产乙醇的菌株b-11。其特性研究结果表明,菌株b-11耐乙醇浓度为5%,对数生长期为12～18 h,在50 g/L的木糖发酵培养基中发酵48 h时乙醇浓度达到最高值3.105 9 g/L,木糖利用率达82.52%,糖醇转化率是理论转化率的16.36%。[结论]该研究为利用木质纤维素生产燃料乙醇提供了参考。     

甜高粱汁发酵乙醇的培养基优化

[目的]优化甜高粱汁发酵乙醇的培养基。[方法]以Co-158酵母菌为试验菌株,通过单因素试验和正交试验研究不同氮源和无机盐对酒精发酵的影响。[结果]适宜的发酵培养基为：硫酸铵6g/L,硫酸镁6g/L,氯化钙10g/L,磷酸二氢钾0.3g/L;在此条件下,酒精体积分数可达9.0%。[结论]为采用甜高粱汁为原料发酵法生产酒精提供参考。     

基于响应曲面法优化桑黄黄酮发酵条件

桑黄是一种珍贵的药用真菌,通过响应面分析法对桑黄的发酵培养基进行优化,进而提高该菌株黄酮类活性物质的产量。利用不同碳源、不同氮源对桑黄进行液体发酵,测定胞内黄酮产量,筛选出最佳种类的碳源和氮源。进一步通过单因素试验考察不同浓度碳、氮源及培养基初始pH值对胞内黄酮产量的影响。利用响应面分析法对桑黄黄酮发酵培养基进行优化,获得黄酮产量最高的培养基组合。结果表明,桑黄产黄酮的最佳碳源是麦芽糖,最佳氮源是酵母提取物。优化后黄酮发酵培养基中的麦芽糖浓度为46.5 g/L,酵母提取物浓度为6.0 g/L,培养基初始pH值为4.32,优化后培养基黄酮产量达到(65.3±2.5) mg/L。获得了桑黄黄酮发酵的最佳培养基,为进一步研究桑黄黄酮生物合成调控以及提高桑黄黄酮含量奠定了基础。     

一株产多糖真菌的筛选、鉴定与发酵条件优化

以马铃薯汁（PDA）培养基为筛选培养基，从自然界枯枝腐木中筛选产多糖真菌，经平板初筛、摇瓶复筛获得最优菌株TL-8，胞外多糖产量达1.1 g/L。经形态观察和分子生物学鉴定，TL-8菌株鉴定为白囊耙齿菌（Irpex lacteus）。在发酵基本培养基初始条件下，分别以培养条件（如温度、摇床转速、pH值、发酵时间等）和培养基成分（如氮源、碳源）作单因素优化，并根据单因素优化结果筛选影响较大的因素进行正交试验优化，以确定白囊耙齿菌TL-8产胞外多糖的最优发酵条件。结果表明：在发酵基本培养基的基础上，采用乳糖（12 g/L）和葡萄糖（28 g/L）作复合碳源，采用酵母膏（6.0 g/L）和豆渣粉（9.0 g/L）作复合氮源，pH值6.0，摇床转速160 r/min，装液量为100 mL/250 mL，培养温度30℃的条件下培养8 d，白囊耙齿菌TL-8的生物量达15.78 g/L，胞外多糖产量达5.49 g/L。     

一株产油酵母菌摇瓶产油发酵条件的优化

以产油酵母突变菌株Y1m为试验菌株,通过单因素试验对突变菌株Y1m发酵条件进行了优化。结果表明,该突变菌株最适发酵产脂条件为发酵时间5 d,100 mL摇瓶装液量20 mL,发酵液初始pH 6.0,种子液接种量为10%,温度27℃,产脂培养基中硫酸锌含量为0.5 mg/L,氯化钙含量为0.3 g/L,氯化铁含量为0.5 mg/L,硫酸铜含量为0.05 mg/L时,突变菌株Y1m在上述条件下油脂产量最高。     

发酵抑制物和环境因子对游离及固定化酵母发酵的影响

研究固定化酵母和游离酵母在耐受副产物及产物乙醇抑制方面的表现,结果表明,固定化酵母耐受各种发酵抑制物能力均好于游离酵母,无论固定化酵母还是游离酵母发酵,其外源性添加发酵抑制物的临界浓度为甲酸4 g/L,乙酸4 g/L,乳酸15 g/L,乙醇40 g/L。另外固定化酵母耐受环境高糖渗透压及温度变化的能力同样强于游离酵母,在发酵初始糖浓达到100 g/L时,经36 h发酵,其发酵醪液中乙醇浓度为30.37 g/L,而游离酵母发酵乙醇浓度仅为23.65 g/L。在环境温度升至50℃时,游离酵母几乎不发酵,醪液中乙醇浓度仅为0.07 g/L,而固定化酵母发酵最终乙醇浓度为3.75 g/L。     

响应面法优化突变株L.plantarumP1881的发酵培养基

通过Box-Behnken试验设计方法,对产苯乳酸突变菌株Lactobacillus plantarumP1881的发酵培养基进行优化.优化后的发酵培养基组成为:葡萄糖25 g/L,酵母浸粉35 g/L,K2HP04 2.2 g/L,MgS04 1 g/L,MnS04 0.3g/L,吐温-80 3 ml/L.此时苯乳酸产量为0.588g/L.     

氮源与无机盐对高浓度酒精发酵的影响

在完全合成培养基条件下 ,就尿素、硫酸铵 2种氮源和硫酸镁、磷酸二氢钾、氯化钙 3种无机盐对 1株产高浓度酒精的酿酒酵母的间歇发酵影响进行了初步研究。结果表明 ,与尿素相比硫酸铵是较好的无机氮源 ,发酵终了酒精浓度可达 119.9g/L;并初步得到该株酵母发酵所需各无机盐的临界浓度分别为 :硫酸镁 5 g/L,磷酸二氢钾 5 g/L(或 <5 g/L) ,氯化钙 5 g/L。     

氨基葡萄糖发酵条件研究

对基因工程菌JZ2316发酵的接种量、pH及诱导剂IPTG添加时间等条件进行了研究。结果表明,该菌株的最佳发酵条件为:培养基组成为葡萄糖0.500 0 g/L、磷酸二氢钾0.667 0 g/L、一水柠檬酸0.355 0 g/L、七水硫酸镁0.250 0 g/L、二水氯化钙0.002 5 g/L、消泡剂0.025 0 g/L、微量元素母液(包括七水硫酸铁5.00 g/L、硼酸0.10 g/L、六水氯化钴0.10 g/L、一水硫酸锰0.33 g/L、七水硫酸锌3.80 g/L、二水钼酸钠0.10 g/L、硫酸钴0.10 g/L)0.010 0 g/L,流加糖为60%葡萄糖(质量体积比),pH为6.9,接种量为10%,发酵OD_(600 nm)达到28添加诱导剂。     

玉米秸秆发酵生产乙醇的工艺研究

[目的]研究玉米秸秆被稀硫酸预处理后,经纤维素酶转化,并利用混合茵发酵生产乙醇的工艺条件。[方法]以唐山丰润当年产玉米秸秆为研究对象,用1．0％的稀硫酸预处理,用里氏木霉生产纤维素酶,在纤维素酶、热带假丝酵母、酿酒酵母共同作用下采用同步糖化共发酵法生产乙醇。[结果]结果表明,纤维素酶生产的最适条件为：玉米秸秆由稀硫酸处理后,滤渣中添加适量营养,接入1．8×10^7～1．9×10^7个／g底物Tr／choderma reesei TJK-108孢子悬浮液,于30℃固态培养7d。最适发酵条件为：发酵温度31℃,发酵周期72h,转速120r／min,纤维素酶用量35IU／g（对底物）,热带假丝酵母与酿酒酵母的接种比2：1,酵母菌接种量为10％。在最适发酵条件下,乙醇产率为0．150g/g（乙醇／玉米秸秆）,比其他试验组产率都高。[结论]玉米秸秆是价廉易得和来源丰富的可再生资源和能源,被纤维素酶转化后可以生产乙醇部分替代石油,这不仅有利于环境保护和资源再利用,而且可减少温室气体的排放和缓解化石能源的危机。     

耐热纤维素酶基因工程菌发酵条件优化

[目的]为耐热纤维素酶基因工程菌的规模化生产奠定基础。[方法]采用正交试验对内切纤维素酶重组菌的发酵条件进行优化,测定菌体生长的生物量、内切纤维素酶活性。[结果]结果表明,重组菌的最佳发酵条件为:添加10.0 g/L麸皮、10.0 g/L硫酸铵、10.0 g/L玉米浆、1.5 g/L碳酸钙,产酶量达69.42 U/ml。在重组菌产酶期添加20 g/L的乳糖时单位发酵液中的酶活性最高,是未优化前产酶量的2.1倍。[结论]研究耐热纤维素具有重要的实用价值。     

1株益生蜡样芽孢杆菌发酵培养基优化研究

[目的]通过优化蜡样芽孢杆菌的发酵培养基,提高蜡样芽孢杆菌的生物量。[方法]在初始发酵培养基的基础上,通过单因素试验和正交试验确定蜡样芽孢杆菌发酵培养基的最适碳氮源和碳氮比。[结果]优化后的发酵培养基为:葡萄糖15.00 g/L,可溶性淀粉40.00 g/L,蛋白胨10.00 g/L,玉米浆干粉30.00 g/L,硫酸铵3.00 g/L,磷酸氢二钾5.00 g/L,磷酸二氢钠5.00 g/L,硫酸镁1.25 g/L,硫酸锰0.60 g/L,氯化钙2.00 g/L。优化后蜡样芽孢杆菌在50 L不锈钢发酵罐中的发酵液活菌数达1.6×1010cfu/m L,较优化前提高了1个数量级。[结论]优化后的蜡样芽孢杆菌发酵培养基大大提高了该菌的生物量,为工业化放大生产提供了参考。     

响应曲面法优化大肠杆菌XD-12发酵培养基的研究

[目的]采用响应面法优化大肠杆菌XD-12发酵培养基,以提高转氨酶的转化得率。[方法]在单因素试验基础上,采用响应曲面法对菌种的发酵培养基进行了优化研究。[结果]最佳的培养基组成为：葡萄糖10.0 g/L,玉米浆28.3 ml/L,蛋白胨9.3g/L,MgSO_4 0.5g/L,NaCl 0.5g/L,pH值7.2,在此条件下,酶转化得率的预测最优值为93.8%,实际平均值为93.0%。[结论]模型能够较好地预测实际发酵情况,用于大肠杆菌发酵产酶培养基的优化是可行的。     

利用菠萝酒合成细菌纤维素的发酵培养基优化

为了提高菠萝酒醪生产细菌纤维素的产量,运用Plackett Burman试验设计法对7个相关影响因素的效应进行评价,筛选出有显著效应的3个因素: MgSO₄、FeSO₄和无水乙醇,然后采用Box Behnken的中心组合试验设计和响应面分析方法(RSM)确定上述3个因素的最佳含量。经优化后的发酵培养基为：酵母膏7 g/L,K₂HPO₄ 0.5 g/L,MgSO₄ 20 g/L,FeSO₄ 0.6 g/L,ZnSO₄ 3 g/L,柠檬酸0.3 g/L,无水乙醇9.4 mL/L。在此优化培养基条件下,菌株M₄₃₈发酵生产细菌纤维素湿膜平均产量为376.8 g/L,是优化前的3倍。可见,Plackett Burman试验和响应面分析相结合的试验方法用于优化发酵培养基科学且有效。     

复合益生菌芽孢杆菌发酵培养基及条件的优化

为了获取活菌数高、抗性强、经济效益好的益生菌制剂,对复合益生菌芽孢杆菌制剂的培养基配方及各项发酵工艺参数进行了优化。选取枯草芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌进行联合培养,并采用单因子试验和正交试验对其发酵培养基成分进行了优化,在此基础上对其发酵条件做了进一步优化。优化后最佳培养基成分为:废糖蜜初始pH值7.5,转速160 r/min,接种量8%,装液量40%。经优化后活菌数得到显著提高,达到6.62×1010CFU/mL。     

聚乙烯醇和海藻酸钠联合固定化汉逊德巴利酵母产3-羟基丙酸的研究

采用微胶囊固定化技术,利用聚乙烯醇、海藻酸钠和氯化钙制备汉逊德巴利酵母微胶囊,探讨了聚乙烯醇、海藻酸钠、氯化钙的浓度对汉逊德巴利酵母微胶囊的制备工艺及其产3-羟基丙酸量的影响。结果表明,随着聚乙烯醇、海藻酸钠和氯化钙浓度的分别增加,3-羟基丙酸含量先增加后减少。聚乙烯醇最佳浓度为10.0%,此时3-羟基丙酸含量为(20.01±0.66)g/L;海藻酸钠为最佳浓度为1.0%,此时3-羟基丙酸含量为(18.71±0.54)g/L;氯化钙最佳浓度为2.1%,此时3-羟基丙酸含量为(18.37±0.45)g/L。聚乙烯醇和海藻酸钠联合固定汉逊德巴利酵母制备微胶囊最佳工艺为10.0%聚乙烯醇,1.0%海藻酸钠和2.1%氯化钙,在此条件下3-羟基丙酸含量为(21.53±1.12)g/L。     

菊芋生料联合生物加工发酵生产燃料乙醇

[目的]在联合生物加工技术发酵菊芋生料生成乙醇工艺中,降低高浓度菊芋生料醪液的黏度,使菊芋发酵乙醇浓度达到或超过目前玉米乙醇的行业水平。[方法]利用马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus),通过添加辅助酶制剂、改变拌料水温及优化补料方式等方法,降低发酵醪液黏度,提高菊芋生料的浓度,从而提高发酵终点的乙醇浓度并缩短发酵时间。[结果]最佳工艺条件为:45℃水拌料,pH 5.0,添加0.10%酒精复合酶,发酵初始干粉浓度为240 g/L,分别在发酵12和24 h补料,菊芋干粉终浓度可达到300 g/L,发酵时间48 h,乙醇浓度达到91.6 g/L,乙醇对糖的得率为0.464,为理论值的90.6%。[结论]此工艺为菊芋乙醇工业化的生产提供了有利条件。     

响应面法优化酿酒酵母培养基的研究

[目的]采用响应面法研究优化酿酒酵母培养基的条件。[方法]在试验设计中,以KH2PO4、MgSO4和尿素为自变量,通过响应面回归分析和显著性检验,建立了乙醇产量的二次回归模型。再通过对乙醇产量的响应曲面分析,研究了3种无机离子对酿酒酵母发酵乙醇优化生产的最佳工艺条件。[结果]由响应面分析结果可知,回归模型存在稳定点（-2．4278、6．505631、1．753767）,稳定点的特征值表明稳定点为最大值点,即KH：P0。为0．2861g／L、MgSO。为0．97528155g／L和尿素为5．8768835g／L时,乙醇产量为123．9997g／L。采用上述优化的工艺条件进行的固定化酵母发酵试验表明,3次重复测得的乙醇产量的平均值为122．6074g／L,说明实际试验值与模型预测值基本一致。[结论]在酵母发酵生产过程中,向其培养基中添加KH2PO4 0．2861g／L、MgSO4 0．97528155g／L和尿素5．8768835g／L时,能使乙醇产量达到最佳值。