生防枯草芽孢杆菌210发酵工艺优化

采用响应面法,优化抗真菌的枯草芽孢杆菌210的发酵工艺,提高芽孢产量。结果显示,影响芽孢产量最主要的3个因素为玉米粉、蛋白胨和KH_2PO_4用量,最佳发酵培养基配方为:玉米粉10.75 g·L~(-1)、黄豆粉9.00 g·L~(-1)、蛋白胨6.97 g·L~(-1)、KH2PO40.66 g·L~(-1)、Na Cl 4.00 g·L~(-1)、MgSO_4·7H2_O 0.60 g·L~(-1)、Ca Cl_23.00 g·L~(-1)、MnSO_4·H_2O 0.60 g·L~(-1)。基于优化配方通过单因素优化试验,确定最佳发酵条件为:培养温度31℃、装液量30 m L·250 mL~(-1)、接种量4%。枯草芽孢杆菌210在上述优化后的条件下培养,芽孢产量达到1.64×10~(10)cfu·mL~(-1),较优化前提高6.5倍。     

枯草芽胞杆菌T-500产脂肽类抗生素的摇瓶发酵工艺优化

[目的]枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)T-500是1株对水稻纹枯病和稻瘟病均有良好防治效果的生防菌,通过优化其摇瓶发酵工艺,从而提高发酵液中脂肽类抗生素的含量,为T-500菌株生防制剂的开发提供技术支撑。[方法]以水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)为指示菌,利用酸沉淀法提取T-500菌株发酵液中的脂肽类抗生素,并进行脂肽抗生素粗提液的抑菌效果分析,筛选影响抑菌效果的发酵培养基主成分;随后通过Plackett-Burman试验设计、中心组合试验设计和响应曲面法,优化T-500菌株高产脂肽类抗生素的发酵培养基成分和发酵条件。[结果]T-500菌株高产脂肽类抗生素的最佳培养基为:黄豆饼粉7.00 g·L~(-1),蛋白胨4.92 g·L~(-1),酵母粉1.90 g·L~(-1),小麦粉5.00 g·L~(-1),玉米糊5.00 g·L~(-1),NaCl 1.00 g·L~(-1),MgSO_40.20 g·L~(-1),MnSO_45.0 mg·L~(-1),FeSO_40.5 mg·L~(-1)。最佳发酵培养条件为:装液量500 mL三角瓶装105 mL,接种量0.87%,发酵时间41.35 h,温度28℃,转速180 r·min~(-1)。利用最佳摇瓶发酵工艺,T-500菌株所产生的脂肽类抗生素对纹枯病菌的抑菌带最宽,达(11.23±0.15)mm,菌含量达(7.41±1.18)×109CFU·mL~(-1)。经摇瓶发酵试验和抑菌活性验证,理论预测值与实际值无显著差异。质谱和色谱检测表明:优化发酵工艺后产生的Surfactin含量较基础培养基提高了48.2%,Iturin含量较基础培养基提高了180.9%;优化发酵工艺后检测到了Fengycin的产生,但优化前未发现Fengycin的产生。[结论]利用响应曲面法成功优化了枯草芽胞杆菌T-500产脂肽类抗生素的摇瓶发酵工艺;优化后,T-500产脂肽类抗生素产量增加,抑菌活性增强。     

枯草芽孢杆菌NTGB-178高产芽孢发酵工艺优化

[目的]优化枯草芽孢杆菌NTGB-178发酵工艺,为提高发酵液中的生物量与芽孢产量,降低该菌产品制剂生产成本提供技术支撑。[方法]采用响应面法(RSM)对NTGB-178发酵工艺进行优化。在单因素试验基础上,利用Plackett-Burman设计试验,筛选出影响NTGB-178芽孢产量的主要影响因子。利用最陡爬坡试验,确定逼近存在最大响应值的中心点。最后利用Design-Expert软件设计Box-Behnken试验,对其结果进行多元二次回归拟合,建立响应面方程,绘制响应面图,并对影响发酵产孢的主要因素及其交互作用进行响应面分析和评价,确定最优的液体发酵培养条件。[结果]麸皮、NaCl、初始pH为影响NTGB-178芽孢产量的主要因素,方程预测最优水平为:麸皮10.35 g·L~(-1),NaCl 4.41 g·L~(-1),初始pH6.07,其他条件分别为:玉米粉12.5 g·L~(-1),豆粕25.0 g·L~(-1),CaCO_31.0 g·L~(-1),MgSO_4·7H_2O 2.0 g·L~(-1),接种量4%,装液量65 m L/250 m L,培养温度36℃,摇床转速220 r·min~(-1),培养时间36 h。经验证,优化后发酵液中生物量为6.55×109CFU·m L~(-1),芽孢产量为6.16×10~9CFU·m L~(-1),芽孢产量较优化前提高了8.48倍。最后在中试培养条件下,发酵36 h后芽孢产量最高为7.33×109CFU·m L~(-1),验证了摇瓶优化条件的稳定性。[结论]采用单因素试验与响应面法相结合的方法优化发酵工艺,可显著提高NTGB-178的生物量与芽孢产量,此发酵工艺为芽孢杆菌NTGB-178工业化扩大生产奠定了基础。     

基于PB设计和BBD响应面法优化高山被孢霉 产花生四烯酸发酵培养基

使用响应面法对高山被孢霉生产花生四烯酸(ARA)的发酵培养基成分进行优化。以摇瓶发酵7 d的ARA产量为指标,在前期试验的基础上,利用Plackett-Burman法设计试验考察酵母粉、葡萄糖、玉米浆干粉、磷酸二氢钾、硫酸镁和氯化钙6个因素的影响;分析筛选出葡萄糖、酵母粉和玉米浆干粉3个主要因素,再以最陡爬坡路径试验逼近最大响应区域,最后用Box-Behnken中心组合设计三因素三水平试验,利用Design Expert 10软件进行二次回归分析计算得到ARA产量最高的培养基,其成分为酵母粉12.6 g·L~(-1),葡萄糖75.6 g·L~(-1),玉米浆干粉7.1g·L~(-1),磷酸二氢钾1 g·L~(-1),硫酸镁0.5 g·L~(-1),氯化钙0.5 g·L~(-1),pH 6.5。在该条件下,ARA产量达到了5.12 g·L~(-1),与预测值的5.17g·L~(-1)接近,相比优化前的初始培养基,ARA产量提高了27.3%。该结果为提高ARA生产水平提供了研究基础。     

地毯草黄单胞菌发酵生产黄原胶工艺条件优化

为了获得更高品质的黄原胶,优化黄原胶高产菌株地毯草黄单胞菌FJAT-10151的发酵工艺,通过单因素及正交设计对培养基(碳源、氮源和无机盐离子)和发酵条件(发酵时间、pH、装液量和接种量)进行优化,试验获得最佳发酵培养基为葡萄糖30g·L~(-1)、豆饼粉30g·L~(-1)、KH2PO42g·L~(-1)、pH值9.0。在装液量50mL/250mL、接种量8%培养条件下发酵72h,黄原胶产量达到21.0g·L~(-1),是初始培养条件产量8.65g·L~(-1)的2.43倍。优化发酵工艺后,黄原胶品质提高,丙酮酸含量从8.9%升高到16.3%,而蛋白质含量从15.27%降低到4.8%。     

内生枯草芽孢杆菌CN181发酵条件优化

为了提高枯草芽孢杆菌CN181菌株在发酵液中的数量,本试验通过采用单因子试验和正交试验对枯草芽孢杆菌CN181的发酵培养基和发酵条件进行优化和筛选。通过单因子试验得出,玉米粉为最适碳源,豆粕为最适氮源,K~+和Na~+为最适金属离子;正交试验法得到了发酵液中各组分的最佳含量,分别是:玉米粉15.0 g·L~(-1)、豆粕10.0 g·L~(-1)、K_2HPO_4 2.0 g·L~(-1)和NaCl 2.0 g·L~(-1);在确定了发酵培养基的含量后,对CN181菌株的最适培养条件进行了优化,其最佳条件为:发酵培养基的初始pH值8.0、250 m L摇瓶装液量30 m L、接种量2%(体积分数)、培养温度30℃、转速180 r·min-1、培养时间24 h。     

云芝糖肽发酵条件的响应面法优化试验

云芝糖肽对烟草花叶病毒TMV有显著的抑制作用,是一种重要的抗病毒物质。为提高杂色云芝菌液态发酵多糖产量,通过响应面法优化杂色云芝菌液体发酵条件,得到最佳发酵条件:初始pH6.5、装液量100 mL·250 mL~(-1)、接种量10%、温度27℃、7 d、200 r·min~(-1)。优化后杂色云芝菌液体发酵的生物量为10.82 g·L~(-1),胞外多糖为1.98 g·L~(-1),较优化前生物量提升2.06倍,胞外多糖提升2.33倍。优化后多糖产量有大幅提高,可为进一步工业化应用提供技术参数。     

1株高产γ-聚谷氨酸菌株的选育及培养基筛选

从腐乳中分离筛选出1株产γ-PGA的菌株pga-1,经过菌落形态、革兰氏染色显微成像及细菌16Sr DNA基因序列分析,确定其为枯草芽孢杆菌(Bacdllus subtilis).对该菌的抗逆性、生长及发酵最佳培养基进行初步的研究和筛选.结果表明,经过3个月的冷冻保藏后该菌生长旺盛,表现较强的抗逆性和稳定性;摇瓶发酵产物纯化后经酸水解、高压液相色谱检测,表明其成分为单一谷氨酸,说明发酵产物为谷氨酸聚合物;用5种培养基进行最优种子培养基和发酵培养基筛选,表明培养基A生长量最大,为最佳种子扩繁培养基;富含谷氨酸钠的培养基C为最佳发酵培养基,发酵72 h后,γ-聚谷氨酸的产量最高达到28.9 g·L-1.     

基于响应曲面法优化贵州木霉NJAU4742产胞外木聚糖酶的研究

[目的]本研究旨在通过响应曲面法优化生物肥功能菌贵州木霉NJAU4742液体发酵过程中产胞外木聚糖酶的参数,为生产木霉固体菌种及其生物有机肥提供理论依据。[方法]采用单因子试验,获得不同单因子对菌株产胞外木聚糖的影响;利用Minitab 15.0软件设计Plackett-Burman试验并对试验结果进行分析,选出核心因子;再利用响应曲面法(response surface methodology)设计Box-Behnken试验完成核心因子的优化,并结合Design Expert 10.0软件分析试验数据,最终得出菌株产木聚糖酶的最佳条件;在最佳条件下,利用凝胶电泳分析胞外蛋白条带差异并测定蛋白含量。[结果]单因子试验结果表明:尿素与氯化钙含量、培养基初始pH值、温度、培养时间对菌株产木聚糖酶影响比较大,尿素和氯化钙最佳含量分别为0.25 g·L~(-1)、0.40 g·L~(-1),最佳初始pH值3.0、培养温度28℃、培养时间7 d。响应曲面优化试验确定尿素添加量、氯化钙添加量、初始pH值和磷酸二氢钾添加量为影响菌株产胞外木聚糖酶的核心因子,并确定液体发酵主要参数:尿素0.29 g·L~(-1)、氯化钙0.35 g·L~(-1)、磷酸二氢钾2.12 g·L~(-1)、初始pH值3.16、培养温度28℃、培养时间7 d、孢子接种量1.0×10~5CFU·mL~(-1)。凝胶电泳结果表明,发酵条件优化后部分区域蛋白含量明显增加。[结论]发酵过程参数优化后贵州木霉NJAU4742产胞外木聚糖酶活性达到19.86 U·mL~(-1),比没有优化前提高1.25倍,菌株胞外蛋白含量比原始培养条件培养提高1.50倍。     

蛹虫草工厂化生产栽培基质优化

为促进蛹虫草工厂化生产的发展,以虫草子座干重为指标,采用正交设计法优化蛹虫草固体培养基质。结果表明:蛹虫草工厂化生产最佳培养基质配方为小麦90%、豆粕10%,营养液为葡萄糖15g·L~(-1)、蛋白胨10g·L~(-1)、KH_2PO_41g·L~(-1)、MgSO_4·7H_2O 1g·L~(-1)、VB11g·L~(-1)、柠檬酸铵1g·L~(-1),料液比为1.0∶1.6。应用该配方,每一标准盆虫草子座干重产量可达62g以上。     

聚-γ-谷氨酸对烟草种子萌发及苗期生长的影响

用不同浓度聚-γ-谷氨酸(γ-PGA)溶液对烟草种子进行不同时间浸种处理,通过种子发芽率、种子活力与种子酶活性的变化,筛选出γ-PGA浸种的最佳浓度和时间;还研究了不同浓度γ-PGA溶液灌根对烟草苗期生长的影响。结果表明,用0.10~0.30 g/L的γ-PGA溶液浸种1~3 d可以提高烟草种子的发芽率、种子活力,缩短出苗时间。处理后的种子淀粉酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性与对照相比均有不同程度的提高,以0.20g/L的γ-PGA溶液处理种子1 d效果最好。灌根试验表明,烟草苗期生长的最适γ-PGA浓度也为0.20 g/L。     

聚谷氨酸液态发酵条件优化

[目的]对一株产聚谷氨酸(γ-PGA)的枯草芽孢杆菌N-2的液态发酵培养基以及发酵条件进行优化。[方法]采用单因素试验和响应面分析法结合的方法,对枯草芽孢杆菌N-2的液态发酵培养基以及发酵条件进行优化。[结果]优化得到的最佳发酵培养基组分为蔗糖31.5 g/L,大豆蛋白胨4.0 g/L,L-谷氨酸44.3 g/L,KH2PO40.3 g/L,无水CaCl20.2 g/L,NaCl 3.0 g/L。优化得到的最适发酵条件为:pH 7.5,装液量30%,接种量7%,37℃发酵48 h,此时γ-PGA的产量最大可达18.7 g/L。[结论]为今后聚谷氨酸的性质研究奠定基础。     

微生物絮凝剂γ-聚谷氨酸的生产及应用研究进展

γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)是由L-谷氨酸或D-谷氨酸通过肽键结合形成的一种多肽高分子,具有良好的水溶性、生物相容性、水解性、生物可降解性、无毒等优良特性。文章综述了微生物合成γ-PGA生产工艺,如生产菌株、培养基优化、发酵工艺和固定化技术等,介绍了γ-PGA在废水处理方面的应用,并指出了其发展方向。     

γ-聚谷氨酸合成菌的鉴定及其对肥效的影响

从豆豉中分离到1株产γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)的菌株JG,通过菌株形态特征和16S r DNA序列对比分析,对该菌株进行了鉴定。同时对发酵产物进行了提纯,并添加不同比例聚谷氨酸到复合肥中,进行盆栽试验。结果表明,该菌株16S r DNA序列与Bacillus subtilis HQ 327126的同源性达到99%,确定该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。该菌株γ-PGA的发酵产量为40 g/L,对发酵产物进行提纯,获得含量为80%的γ-PGA。添加不同浓度γ-PGA的处理,芜青油菜叶绿素含量明显提高,添加0.02%~0.03%的γ-PGA,芜青油菜鲜重增加可达18.35%~19.57%,具有明显提高肥效的作用。     

手性拆分2-溴丙酸甲酯的菌株筛选及优化

2-溴丙酸甲酯是一种重要的农药中间体,其光学纯构型可用于多种手性农药的合成。该研究从自然界筛选出可以选择性水解拆分2-溴丙酸甲酯的菌株,并对此菌株进行菌种鉴定和发酵培养基优化,最终通过全细胞催化获得R-2-溴丙酸甲酯。经鉴定,该S-型水解酶菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),对映体过量值达85%以上。经单因素和正交试验分析,确定该菌株最佳培养基成分为麦芽糖20 g·L~(-1),蛋白胨30 g·L~(-1),MgSO_4·7H_2O 0.5 g·L~(-1),NaCl 1 g·L~(-1),玉米油10 mL·L~(-1)。最终脂肪酶活性为优化前的1.64倍,该方法可为多种手性农药单一对映异构体的合成提供初始光学纯原料,从而降低生产成本,并利于农药减量使用。     

响应面法优化双孢蘑菇菌株W38液体菌种培养的研究

利用Design-Expert软件,在前期单因素试验的基础上,采用Plackett-Burman设计和中心组合设计对双孢蘑菇新菌株W38液体菌种培养基及培养条件进行优化。根据响应面分析法建立模型并确定其最佳的培养基和培养条件为:小米粉49.90g·L~(-1),黄豆粉13.60g·L~(-1),KH_2PO_4 2.00g·L~(-1),MgSO_4·7H_2O 1.067 5g·L~(-1),初始pH 6.5,发酵时间7d,发酵温度24℃,摇瓶转速180r·min~(-1)。在此条件下,双孢蘑菇菌株W38液体菌种的菌丝体每100mL生物量可达2.35g,与初始培养条件下的菌丝体生物量相比提高了3.05倍,平均菌丝生长速度加快了14.7%。     

一组耐低温纤维素降解菌系培养条件优化及产酶分析

针对东北寒区冬季沼气发酵水解效率低下问题,从土壤中定向筛选一组耐低温纤维素降解菌系LTF-27。利用间歇试验,通过Box-Benhnken中心组合设计和响应面分析法(RSM),优化其稻秆水解培养条件。反应装置有效体积300 mL,底物唯一碳源为2 g·L~(-1)水稻秸秆,温度控制在(17±1)℃、摇床转速100 r·min-1,培养13 d。通过单因素和中心组合试验确定主要影响因素及优化组合为水稻秸秆2 g·L~(-1),(NH_4)SO_41.5 g·L~(-1),NaCl 5 g·L~(-1),酵母浸粉1 g·L~(-1),MgSO_40.057 g·L~(-1),CaCO_31.49 g·L~(-1),K_2HPO_40.75 g·L~(-1)。优化后低温条件下稻杆降解率可达64.51%,提高10.2%。利用分光光度法对复合菌系LTF-27产酶结果分析表明,该菌系可将纤维素降解为简单糖完整纤维素酶系,酶系中3种关键酶产酶过程相似,β-葡萄糖苷酶酶活(最大值3.4 IU·mL~(-1))较内切葡聚糖酶活(Cx)(最大值8.5 IU·mL~(-1))、外切葡聚糖酶活(C_1)(最大值7.9 IU·mL~(-1))活性低。     

糙皮侧耳液体发酵产木聚糖酶的条件优化

通过糙皮侧耳液体发酵考察了其利用玉米秸秆产木聚糖酶的能力,结果表明:种子液最佳的接种时间为7 d,产酶发酵时间为5 d。进一步优化了糙皮侧耳液体发酵产木聚糖酶的条件为:玉米秸秆添加量为4 g·L~(-1),装液量为100 mL,pH值为8,转速为180 r·min~(-1);在此条件下可产木聚糖酶76.11 U·L~(-1),较未优化前提高了54.6%。     

粘红酵母RG-31产虾青素发酵条件优化

以粘红酵母RG-31为研究对象,通过单因素试验和正交试验对其合成虾青素的培养基和发酵条件进行初步的研究。试验结果表明:粘红酵母RG-31最适培养基为葡萄糖10 g·L~(-1)、牛肉膏3 g·L~(-1)、酵母粉5 g·L~(-1)、K_2HPO_4 1.5 g·L~(-1)、MgSO_4 0.5 g·L~(-1)、CaCl_2 0.2 g·L~(-1);最适培养条件为pH 6,培养温度28℃,转速240 r·min~(-1),培养时间60 h后,虾青素含量为7.41μg·mL~(-1),是优化前(2.84μg·mL~(-1))的2.61倍,生物量为20.5 g·L~(-1),是优化前(10.8 g·L~(-1))的1.90倍。     

γ-聚谷氨酸明胶膜对重金属离子吸附特性研究

利用蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)液体发酵制备γ-聚谷氨酸(Poly-γ-glutamic acid,γ-PGA),提取并制得γ-PGA溶液;以0.5 g/L的γ-PGA溶液与明胶交联制成明胶膜,未交联γ-PGA的明胶膜作空白对照,用原子吸收分光光度法检测金属离子消耗,研究γ-PGA明胶膜对Cu2+、Co2+的吸附特性。实验结果表明,Cu2+在pH为8、24℃、5 h时有最佳吸附量,饱和吸附量为12.34μg/mL;Co2+在pH 7、21℃、5 h时有最佳吸附量,饱和吸附量为19.50μg/mL;证实了γ-PGA与明胶交联制成的明胶膜具有吸附重金属(Cu2+、Co2+)的能力。