Establishment of Kinetics Models for Batch Fermentation Process of β-mannase with Bacillus licheniformis HDYM-04

In order to improve the yield of β-mannase and to investigate the rules of fermentation production, a high-yield β-mannase producing strain, Bacillus licheniformis HDYM-04, was used to investigate the kinetics models based on the optimal fermentation conditions: HDYM-04 strain was fermented at 37℃ for 30 h with agitation speed at 300 r/min and aeration rate at 3 L/min in a 5 L fermenter, the initial addition amount of konjac flour was 2%(w/v), the initial pH of medium was 8.0, and the inoculum concentration was 6.7%(v/v). Three batch fermentation kinetic models were established(cell growth kinetic model, substrate consumption kinetic model,product formation kinetic model) bases on Logistic and Luedeking-Piret equations.To be specific, cell growth kinetic model wasdX dt=0.431X(1-X15.522), substrate consumption kinetic model was-dS dt=1.11dX dt+0.000 2dP dt+0.000 8X, and product formation kinetic model wasdP dt=133.1dX dt+222.87X. The correlation coefficients R2of the three equations were 0.990 21, 0.989 08 and 0.988 12, respectively, which indicated a good correlation between experimental values and models. Therefore,the three equations could be used to describe the processes of cell growth, enzyme synthesis and substrate consumption during batch fermentation using B. licheniformis strain HDYM-04. The establishment of batch fermentation kinetic models(cell growth kinetic model, substrate depletion kinetic model, product formation kinetic model)could lay the theoretical foundation and provide practical reference for the application of HDYM-04 in fermentation industry.     

内生枯草芽孢杆菌E1R-J发酵条件的优化

细菌E1R-J是一株对小麦全蚀病、小麦白粉病和小麦条锈病有拮抗作用的小麦内生芽孢杆菌,笔者对其产菌的发酵培养条件进行了初步研究.发酵培养基为酵母粉0.6%,蛋白胨0.6%,NaCl 0.3%,K2HPO40.02%.最佳发酵条件为pH 4.5～9.0,菌株都可以生长,转速150 r/min,温度34℃,种子液的接种量为2%,通气量是空气与培养基的比例2:5,最佳种子液菌龄是20～34 h,作为生防用菌最佳菌龄为48～73 h.在以上条件下,细菌的发酵产量最大,细菌浓度为5.2×107cfu/mL左右.     

多黏芽孢杆菌HD-1产β-甘露聚糖酶的条件优化

采用DNS比色法,通过单因素试验和正交试验对多黏芽孢杆菌(Bacillus polymyxa)HD-1产β-甘露聚糖酶的培养基主要成分和培养条件进行优化。结果表明,该菌种产β-甘露聚糖酶的最适培养基为魔芋粉0.75%、酵母膏1.00%、磷酸二氢钾0.04%、硫酸镁0.05%,培养基初始p H 9.0;最适培养条件为接种量6%,培养温度31℃,培养时间27 h。在此优化条件下,多黏芽孢杆菌产β-甘露聚糖酶活性可达72.6U/m L。     

青霉QM-1产酸性β-甘露聚糖酶液体发酵条件研究

[目的]为酸性β-甘露聚糖酶生产菌株的开发与应用提供技术参考。[方法]以单因子试验和正交试验对青霉QM-1（Penicillium sp．）液体发酵产酸性β-甘露聚糖酶条件进行研究。[结果]产酶最适培养基配方：麸皮＋魔芋粉（2：1）10．0g／L,NaNO3 2．0s／L,KH2PO4 1．5g/L,MgSO4·7H2O 0．3g／L,H2O 1000ml。最适培养条件为：起始pH值6．0,装液量为50ml／250ml三角瓶,转速为175r／min,在35℃下培养4d,最高酶活力达86．3IU。该菌所产粗酶液最适反应温度为60℃。[结论]麸皮和硝态氯能有效促进青霉QM—1产酸性β-甘露聚糖酶,且所产的β-甘露聚糖酶有一定的温度耐受性。     

1株青霉固体发酵产酸性β-甘露聚糖酶条件优化

[目的]为产酸性β-甘露聚糖酶菌株的开发与应用提供技术依据。[方法]以1株青霉QM-1为出发菌株,通过单因素试验和正交试验对其固体发酵产β-甘露聚糖酶的条件进行优化。[结果]该株青霉产β-甘露聚糖酶的最适培养基配方为:0.5 g魔芋粉,20.0 g麸皮,1.5 g蛋白胨,0.3 gKH2PO4,0.03 gMgSO4.7H2O,初始pH值为5.5,反应pH值为5.8,含水量为60%。该株青霉产-β甘露聚糖酶的最适培养条件为:将在30 g基础培养基放在250 ml三角瓶中,接入菌种在35℃下培养3 d后,最高酶活力可达1 455.63 IU。[结论]当反应pH值为5.2～6.0时,-β甘露聚糖酶能维持较高的活性,这表明该菌所产β-甘露聚糖酶为酸性。     

产β一甘露聚糖酶细菌的筛选及产酶条件的优化

为了筛选高产卢一甘露聚糖酶的细菌菌株,利用刚果红染色法从土壤中筛选分离到l株产β一甘露聚糖酶菌株MM5。通过形态观察、生理生化试验及16SrDNA序列分析进行鉴定,确定其为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。菌株MM5产甘露聚糖酶的活力达到1594U／mL,以MM5为出发菌株,通过紫外诱变得到诱变菌株L...     

地衣芽孢杆菌发酵培养基的优化

[目的]对地衣芽孢杆菌发酵培养基进行优化,并在此基础上确定最佳培养条件,为实现其工业化生产提供参考。[方法]借鉴谷春涛等关于地衣芽孢杆菌TS-1液体培养发酵条件的研究成果,对培养基进行澄清,并运用单因素试验和4因素3水平正交试验对其培养基进行改进,对地衣芽孢杆菌发酵条件进行优化以得到其最佳温度、pH值和接种龄。[结果]4种因素对地衣芽孢杆菌发酵影响的显著性次序为：玉米浆〉豆饼粉浸汁〉蛋白胨〉葡萄糖。培养基的最佳配比为：玉米浆0．45g,蛋白胨1．50g,豆饼粉浸汁为1：15,葡萄糖1．50g。最适宜种龄为18h,接种量8％,起始pH值7．5,最佳温度37．5℃,此条件下地衣芽孢杆菌对数生长期在14～20h,发酵周期为22～24h。活菌数每单位提高近1亿个,发酵周期比经验周期缩短10h。[结论]试验得出了地衣芽胞杆菌发酵培养基的最佳配比及最佳培养条件,在此条件下培养,收获菌体量大大提高,降低了生产成本,更有利于其大规模工业化生产。     

地衣芽孢杆菌β-1,3-1,4葡聚糖酶基因的克隆及序列分析

β-葡聚糖是以β-1,3和β-1,4混合糖苷键连接形成的D-葡萄糖聚合物,主要存在于单子叶禾本科谷实中.有些微生物会产生降解β-葡聚糖的β-1,3-1,4-葡聚糖酶.将β-葡聚糖酶基因在食品级宿主菌中表达对动物饲料工业具有十分重要的应用价值.实验以地衣芽孢杆菌为材料,提取其总DNA,扩增其β-1,3-1,4葡聚糖酶基因序列,将该片段克隆到pMD 19-T载体进行测序,并将测序结果进行BLAST比对.发现其与GenBank中的两段基因序列具有较高的同源性.     

一株地衣芽孢杆菌的性质研究及发酵培养基优化

[目的]研究实验室自分离的地衣芽孢杆菌KL6作为微生物饲料添加剂的可行性,并对其发酵培养基进行优化,确定最佳培养条件,为工业化发酵提供依据。[方法]运用表型试验对其进行生理生化评价及产酶评价;运用4因素3水平正交试验和单因素试验对其培养基进行改进,并对其发酵条件进行优化。[结果]地衣芽孢杆菌KL6的D-葡萄糖产酸试验、硝酸盐还原试验、淀粉水解试验等均呈阳性;4种因素对活菌数影响的显著性次序为:MnSO4>NaCl>酵母粉>蛋白胨,对芽孢数影响的显著性次序为:MnSO4>蛋白胨>酵罐放大培养,最佳放罐时间应在14～16 h,获得的菌体数量约101.63×109个/ml,芽孢率为97.11%。[结论]体外评价试验表明,地衣芽孢杆菌KL6具有作为微生物饲料添加剂的潜力;发酵培养基及条件优化试验表明,地衣芽孢杆菌KL6能够适于高密度液体发酵。该试验为以KL6为基础的微生物饲料添加剂的开发和大规模发酵培养提供了理论依据。     

地衣芽孢杆菌生防菌株SDYT-79发酵条件优化

探讨地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)SDYT-79菌株液体发酵条件,为提高其活性次级代谢产物的产量提供技术支持。通过单因子试验和正交试验,对该菌株的最适发酵培养基成分及发酵条件进行优化。结果表明:地衣芽孢杆菌SDYT-79菌株培养基各组分的最佳配比为:蔗糖3.0%、蛋白胨0.3%、酵母膏2.0%、氯化钠0.3%,最佳发酵培养条件为:初始pH值9.0、培养温度24℃、培养时间36h、250mL三角瓶装液量120mL、接种量体积分数0.5%~1%。在最佳发酵培养基和培养条件下,SDYT-79菌株抑菌能力提高14.3%。     

甘露聚糖酶基因3'端缺失研究

[目的]初步研究甘露聚糖酶基因3’端对甘露聚糖酶功能的重要性。[方法]以甘露聚糖酶的二级结构为基础,用PCR扩增的方法获得3’端特异性缺失的甘露聚糖酶DNA片段,连接到载体上,表达并鉴定酶的活性。[结果]删除甘露聚糖酶基因3’端246bp后甘露聚糖酶依然具有酶活性。[结论]甘露聚糖酶基因3’端的部分序列不是酶具有功能所必需的。     

混菌发酵降解茶皂素的条件优化

以茶皂素为研究对象,以茶皂素的降解率为评价指标,利用地衣芽孢杆菌与铜绿假单胞菌混合发酵降解茶皂素,分别探讨接种比例、发酵时间、发酵温度、摇床转速及接种量对其降解的影响,再通过曲面响应设计实验对发酵条件进行优化。结果表明,影响降解率显著性次序为：发酵时间>发酵温度>接种量>摇床转速>接种比例,得到最佳的优化条件为：混菌接种比例1:2（v/v）,发酵时间12.8d,发酵温度30.68℃,摇床转速150r/min,接种量为8.81%,在此条件下进行发酵,茶皂素的降解率达到（73.76±0.63）%。说明混菌对茶皂素的降解有着较明显的效果。