甘草内生菌Z4菌株的分批发酵动力学研究

【目的】对陕北野生甘草的内生菌Z4菌株进行分批发酵,研究并建立其菌体生长、抑菌物质生成及基质消耗的动力学模型。【方法】采用分批发酵法,每12h测1次Z4菌株在发酵过程中的菌体生长、抑菌物质生成及基质消耗的试验值,共测15次;基于Logistic方程和Luedeking-Piret方程,建立Z4菌株分批发酵的动力学模型;利用DPS软件求解模型参数,并对模型拟合效果进行验证。【结果】Z4菌株菌体生长模型的拟合效果较好,抑菌物质生成的模拟值于发酵后期略高于试验值,基质消耗的模拟值与试验值在发酵前期有小的偏差,但均基本反映了Z4菌株分批发酵过程的动力学特征。【结论】甘草内生菌Z4菌株分批发酵中菌体生长与抑菌物质生成的关系属于生长偶联型,有直接的相关性。     

蓝莓酒分批发酵动力学研究

为建立蓝莓酒分批发酵动力学模型,以"蓝丰"为原料,研究初始p H值、接种量对蓝莓酒发酵酒精量的影响;不同初始含糖量对菌种量、产酒量、残糖量的影响。通过对符合菌体生长的Logistic方程、产物生成的Luedeking-Piret方程和基质消耗的物料衡算方程进行最优参数估计和非线性拟合,分别得到了相应的动力学模型和最佳模型参数值,并对动力学模型的拟合曲线进行分析,发现模型的计算值与实验值能较好地拟合,说明本试验建立的分批发酵动力学模型能较好地反映蓝莓酒分批发酵过程。     

凝结芽孢杆菌液体分批发酵的动力学方程构建

采用20 L发酵罐平台对饲用凝结芽孢杆菌W-02菌株进行分批发酵，实时监测发酵液的溶氧含量、吸光度、pH值、活菌数和可溶性总糖含量，在此基础上采用Logistic方程和Luedeking-Piret方程分别拟合了菌体生长和可溶性总糖消耗的动力学方程，获得了该菌株分批发酵的动力学方程模型和参数。结果表明：菌体生长模型为■;可溶性总糖消耗模型为■;2个模型计算的模拟值与验证试验的试验值拟合度均较好，平均相对误差均小于10%。该结果为凝结芽孢杆菌实际生产中发酵过程自动化监测和实时控制提供了依据。     

Streptomyces spiroverticillatus生产变构霉素发酵动力学研究

在15 L发酵罐内,对Streptomyces spiroverticillatus生产变构霉素的分批发酵动力学特性进行了研究。在发酵过程中在线检测了发酵液的pH、溶氧以及温度,还对发酵产物量、菌体量、总糖含量进行离线检测。基于Logistic方程和Luedeking-Piret方程,建立了变构霉素分批发酵动力学模型。根据发酵试验数据确定了模型参数,得到菌体生长动力学模型、变构霉素生产动力学模型以及总糖消耗动力学模型。在相应的条件下,经验证,实验值与模型的拟合值接近,拟合度分别为0.9922,0.9897,0.9934,表明该动力学模型在初始总糖浓度67.2606～74.8759 g/L、接种量8% (V/V)、搅拌速率150 r/min以及通气量1.1 vvm的发酵条件下能较正确描述变构霉素发酵过程。     

耐辐射短梗霉发酵黑色素动力学模型

【目的】研究耐辐射短梗霉MF1黑色素分批发酵动力学。【方法】描述短梗霉分批发酵黑色素过程中细胞生长、产物积累、糖消耗的变化规律。基于Logistic方程和Luedeking-Piret方程分别建立黑色素发酵过程菌体生长、黑色素产生及葡萄糖消耗随时间变化的数学模型,对实验值与模型进行了验证比较。【结果】动力学模型计算值结果与实验值拟合良好,较好地反映了短梗霉黑色素分批发酵过程的动力学特征。计算获得菌体最大黑色素生产能力为1.523×10-4g/g葡萄糖·g干菌体·h。【结论】该动力学模型为天然菌株黑色素的中试放大,大规模生产及应用奠定了基础。     

美味牛肝菌产胞外多糖分批发酵的动力学模型研究

采用分批发酵方法研究了美味牛肝菌胞外多糖的合成特性。结果表明,美味牛肝菌多糖合成和菌体生长呈部分生长偶联型。根据Logistic和Luedeking-Piret方程分别建立了美味牛肝菌发酵过程中菌体生长、胞外多糖生成和基质消耗的动力学模型,并利用1stOpt软件对模型参数进行了非线性拟合,将模型拟合值与试验值进行比较,得3个模型的拟合度分别为0.996、0.987、0.996。     

链霉菌702产红谷霉素分批发酵动力学研究

以链霉菌702 D34为供试菌株,对链霉菌702产红谷霉素分批发酵动力学模型进行研究。建立了该菌株分批发酵合成红谷霉素的菌体生长、产物合成和葡萄糖消耗的动力学模型,并对模型参数进行了非线性回归。结果表明,预测值与实验值有良好的拟和性,说明所建数学模型能较好地描述实际合成红谷霉素的分批发酵过程。     

微生物谷氨酰胺转胺酶(MTG)分批发酵模型的建立

在本文中，以本实验优化好的工艺条件，建立了关于微生物谷氨酰胺转胺酶分批发酵的数学模型方程细胞生长的动力学方程、产物合成的动力学方程和底物消耗的动力学方程。并对所建立的动力学方程进行了生物统计分析，结果表明所建立的模型具有一定的可信度。     

灵芝三萜类化合物分批发酵的动力学模型研究

利用DPS软件,研究了灵芝三萜类化合物在摇瓶培养和发酵罐分批发酵中的动力学特征。结果表明:菌丝体质量浓度曲线均为典型的S型曲线;菌体生长动力学模型均符合Logistic方程;发酵罐培养的菌体生长速率快,生物量大。     

基于在线生理参数的黑曲霉生产葡萄糖酸钠发酵动力学模型

对黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的发酵过程进行研究,并通过在线参数分析,发现在线生理参数摄氧率(OUR)和呼吸熵(RQ)可以用来表征发酵过程中底物葡萄糖消耗速率和得率的高低。基于此发现,将在线生理参数摄氧率(OUR)和呼吸熵(RQ)成功用于葡萄糖酸钠发酵动力学特性表征和分析,得到了葡萄糖酸钠发酵过程中葡萄糖消耗率和得率及葡萄糖酸生成的动力学方程,并对方程参数进行最优参数估计和非线性拟合。通过计算值与试验数据的比较,发现试验值和计算值可以很好地拟合。该模型可以很好地应用于葡萄糖酸钠发酵工艺优化预测及后续放大过程。     

超声场强化和常规提取罗汉果甜苷动力学模型研究

[目的]获得从罗汉果中提取甜苷的动力学模型。[方法]通过比较超声波辅助法和常规提取法的甜苷提取效果,并采用2种超声波动力学模型和1种常规动力学模型进行验证。[结果]在优化试验条件下,超声辅助提取的效率比常规提取高,该过程符合动力学方程：lnC=γlnt＋λ,而常规提取符合ln C∞C∞-C=Kt＋ln C∞C-∞C0方程。[结论]超声波频率过高,提取温度过高,提取时间过长时超声波提取过程将不受动力学控制。     

热风微波耦合干燥牛蒡动力学模型研究

热风微波耦合干燥可以很好地保护干后物料的品质,并且减少物料的干燥时间。利用Newton、Henderson and Pabis、Lagarithmic、Page、Wang and Singh等5种干燥模型方程,对热风微波耦合干燥过程中牛蒡含水率随时间的动态变化进行模拟,并通过试验对各模拟结果进行验证。结果表明,Lagarithmic方程模拟的结果与实际含水率变化较为接近。     

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.     

牛大力微波干燥特性及其动力学模型分析

【目的】探究牛大力的微波干燥特性并分析其动力学模型,为完善牛大力微波干燥加工工艺提供参考依据。【方法】测定不同微波功率及不同切片厚度下的牛大力干燥曲线和干燥速率曲线,选用薄层干燥模型中常见的5种动力学模型（Newton、Lagarithmic、Henderson and Pabis、Wang and Singh和Page模型）对牛大力切片干燥模型进行线性拟合。【结果】牛大力的微波干燥曲线呈现加速和降速2个阶段,在同一微波功率下,牛大力切片厚度越小,干燥速率越快;在同一切片厚度下,牛大力微波功率越大,干燥速率就越快。在相同切片厚度、不同微波功率条件下和在相同微波功率、不同切片厚度条件下,牛大力切片干燥过程的水分比（MR）与干燥时间t呈非线性关系,说明模型Wang andSingh不适合用于描述牛大力切片的微波干燥特性;-lnMR与干燥时间t呈非线性关系,说明Newton、Lagarithmic和Henderson and Pabis模型也不适合用于描述牛大力切片的微波干燥特性;而ln（-lnMR）与干燥时间lnt呈线性关系,说明Page模型可用于描述和预测牛大力切片微波干燥特性。以SPSS 20.0对试验数据进行拟合,并求得牛大力微波干燥动力学模型的拟合方程ln（-lnMR）=-4.226-0.19H+0.001P+（1+0.027H+0P）lnt达极显著水平（P<0.01）,说明Page模型具有较高的拟合度,即Page模型适用于建立牛大力切片微波干燥动力学模型。经准确性检验,Page模型预测值与试验值拟合度较高,Pearson相关系数为0.999。【结论】Page模型能较好地反映和有效预测牛大力切片微波干燥过程的水分变化情况,适用于建立牛大力切片微波干燥动力学模型,且通过拟合方程能准确预测微波干燥过程某时刻牛大力切片的水分比。     

蚕病灵的药物动力学试验

试验采用微生物法,测定了家蚕食下蚕药“蚕病灵”后血液中的药物含量随时间变化的规律,经试验确定血清药物浓度-时间曲线符合一级吸收动力学和单室模型特征,其关系式为:C=9.768(e-0.145t-e-0.848t);实测血药浓度-时间曲线与理论血药浓度-时间曲线的相关系数r=0.9142,并求出了“蚕病灵”一系列药物动力学参数。     

牛源肠道益生菌的筛选与3株芽孢杆菌益生菌株的鉴定

[目的]从健康牛的粪便中筛选出对大肠杆菌（Escherichia coli）有较强抑制作用的芽孢杆菌,并对其进行鉴定。[方法]以大肠杆菌为指示菌进行初筛和复筛,采用SPSS软件对复筛结果进行显著性分析,以选择抑制大肠杆菌活性较强的菌株,经过形态观察、生理生化试验和16S rDNA全序列分析鉴定其种属：采用稀释活菌计数法测绘这些菌株的生长曲线,利用SPSS软件结合修正的Gompertz方程和Logistic方程对生长曲线进行拟合,以获得这些菌株的生长动力学参数。[结果]经过鉴定,筛选得到的对大肠杆菌有较强抑制作用的3株牛源芽孢杆菌均属于解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）;采用SPS软件拟合得到的生长曲线的相关系数（R）在0．985以上。[结论]筛选并鉴定了3株牛源肠道益生菌;采用SPSS软件可以较准确地预测这些菌株的生长动力学参数。     

耕作土壤的非交换性 K释放速率

采用氢质阳离子交换树脂连续提取法 ,结合生物吸 K实验 ,探讨了利用零级动力学、一级动力学、Elovich和抛物线模型描述耕作土壤非交换性 K释放效果、释放速率差异及其与非交换性 K有效性的关系 .结果表明 ,利用 Elovich模型拟合土壤非交换性 K释放方程的相关系数为 0 .982 * * - 0 .996 * * ,达极显著水平 ,且非交换性 K累积释放量的模型计算值与实测值间的标准差仅为 1.35- 2 .4 8,而零级、一级和抛物线模型拟合方程的相关系数相对较低 ,标准差则为 Elovich模型的 5- 9倍 .Elovich模型计算的不同时间土壤非交换性 K释放速率与黑麦草非交换性 K吸收量及生物总量呈极显著或显著正相关 ,表明利用 Elovich模型描述耕作土壤非交换性 K释放速率较为理想 .以伊利石为主的土壤非交换性 K释放速率 ,尤其是 2 4 h之前的释放速率 ,明显高于以高岭石或蒙脱石为主的土壤     

天然沸石对NH4＋吸附、解吸动力学的影响

通过室内分析的方法研究了天然沸石对NH4＋离子的吸附及解吸动力学影响。结果表明,天然沸石对 NH4＋的吸附和解吸动力学符合一级动力学方程、修正的 Freundlich方程、抛物线扩散模型和异分子扩散模型。沸石对NH4＋的解吸速度很快,在60 min内解吸完全。