静息细胞生物转化甘油生产甘油酸

在单因素试验基础上,利用响应面设计法对日本葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter japonica)HD1025静息细胞转化甘油合成甘油酸的条件进行优化,并建立了各因素与甘油酸产量之间的数学模型。结果表明,采用静息细胞转化法生产甘油酸取得了较好的效果,且静息细胞浓度、甘油浓度、反应时间以及温度等对甘油酸产量均有不同程度的影响。响应面预测产甘油酸的最佳工艺为静息细胞浓度0.67%、甘油浓度160.74 g/L、温度30.10℃、p H值7.0、反应时间3 d,此时甘油酸产量为33.83 g/L,与响应面极值吻合,表明优化方案达到了预期效果。     

响应面分析法优化甘油催化生产1,3-二羟基丙酮

对弗托氏葡萄糖酸杆菌(Gtuconobacter frateurii)HD924发酵生产1,3-二羟基丙酮(DHA)发酵培养基进行优化.单因素试验结果表明,培养基中CaCO3、玉米浆和甘油浓度对发酵影响显著,利用响应面分析法对培养基成分进行优化,并建立了各因素与DHA产量之间的数学模型.在CaCO3 2.14 g/L、玉米浆23.26 g/L、甘油106.85 g/L条件下,二羟基丙酮最大估计值为82.09 g/L,优化后的DHA产量比优化前提高了25.76％,与响应面预测极值基本相符.     

响应面法优化高山被孢霉产花生四烯酸的合成培养基研究

[目的]对高山被孢霉利用合成培养基液体发酵产花生四烯酸(ARA)的发酵液组分进行优化。[方法]对培养基中的碳源进行了优化,对单一碳源、复合碳源进行筛选,并优化了它们的起始浓度。利用单因素试验对多种无机氮源进行了筛选。对具有显著效应的葡萄糖、甘油、酵母粉和氨基酸混合物4个因素进行最陡爬坡试验后,利用响应面中心组合设计对显著因素进行了优化。[结果]最佳碳源组合为葡萄糖80 g/L+甘油20 g/L。以酵母粉为氮源,以氨基酸混合物为生长因子添加到培养基中,可促进高山被孢霉发酵液中ARA的积累。最佳合成培养基组分为:葡萄糖80 g/L,甘油12 g/L,酵母粉20 g/L,氨基酸混合物0.3 g/L。对优化后的合成培养基进行了验证,摇瓶发酵培养7 d后检测其产量,测得平均产量为7.084 1 g/L,与预测值接近。[结论]该研究结果可为进一步提高ARA在工业化生产中的得率提供研究基础。     

1株高产甘油酸菌株的筛选与鉴定

利用平板显色法,从腐烂的水果中筛选出1株能够转化甘油产生甘油酸的菌株。根据生理生化、形态学鉴定以及16S rDNA基因序列结果的分析,确定该菌株的生物学分类地位。该菌株属于醋酸杆菌科(Acetobacteraceae)葡萄糖酸杆菌属(Gluconobacter)日本葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter japonicus),将其命名为HD1025。初步发酵试验表明,该菌株能够以150 g/L甘油为底物生产49.47 g/L的甘油酸。     

响应面法优化产琥珀酸发酵培养基

[目的]提高琥珀酸产量。[方法]在单因素试验确定显著因素的基础上,采用响应面法优化琥珀酸放线杆菌JNUBE0709的发酵培养基,利用Design-Expert软件对优化的结果进行二次回归分析。[结果]单因素试验确定碳源麦芽糖的浓度为50 g/L,氮源酵母膏的浓度为25 g/L,酸碱中和剂MgCO3的浓度为40 g/L。响应面法优化得麦芽糖、酵母膏、MgCO33个显著因素的最佳浓度分别为51.1、24.5、40.4g/L,此条件下琥珀酸的产量达33.45 g/L,比优化前提高了14.28 g/L,与模型预测值33.68 g/L基本吻合。麦芽糖与酵母膏的交互作用不显著(P>0.05),MgCO3与麦芽糖、酵母膏的交互作用均显著(P<0.05)。[结论]响应面法优化琥珀酸放线杆菌发酵培养基后的琥珀酸产量比优化前提高了74.49%。     

斯达氏油脂酵母高产油发酵培养条件的优化

【目的】通过摇瓶发酵,对斯达氏油脂酵母的产油发酵条件进行优化。【方法】利用单因素试验,确定最佳碳源、氮源、初始pH值、无机盐的质量浓度;利用4因素3水平正交试验,优化碳源质量浓度、氮源质量浓度、接种量、培养温度等参数;同时考察发酵时间对斯达氏油脂酵母生长及油脂产量的影响。【结果】单因素试验结果表明,以葡萄糖为碳源时,斯达氏油脂酵母发酵生物量及油脂产量明显高于其他碳源;以(NH4)2SO4为氮源时,则生物量、油脂产量均最高;最佳初始pH值为6.0~6.5;无机盐离子的最适添加质量浓度为:MgSO4.7H2O 1.5 g/L,KH2PO43.0 g/L。碳源质量浓度、氮源质量浓度、接种量、培养温度4因素3水平正交试验的极差分析结果表明,培养温度对斯达氏油脂酵母的生物量和油脂产量的影响最大。斯达氏油脂酵母发酵培养基的最优组合为:葡萄糖90g/L,(NH4)2SO43.5 g/L,接种量10%,培养温度28℃。在摇瓶发酵过程中,发酵培养144 h时菌体生物量、油脂产量均最高,OD600值也较高。【结论】在优化条件下对斯达氏油脂酵母进行摇瓶发酵,获得的菌体生物量最高可达16.35g/L,较优化前提高了25.19%;油脂产量为4.94 g/L,较优化前提高了97.84%;菌体含油率最高可达302.1 g/kg。     

响应面法优化黄色短杆菌c-11产L-丝氨酸发酵培养基

[目的]利用响应面法对黄色短杆菌c-11发酵培养基进行优化,以提高L-丝氨酸产率.[方法]先采用Plackett - Burman实验法对发酵培养基8个因素(蔗糖、酵母膏、硫酸铵、KH2 PO4、MgSO4、生物素、VB1和碳酸钙)的效应进行评价,筛选出主要因素.之后采用最陡爬坡试验逼近主要因素(蔗糖、酵母膏和硫酸铵)的最大响应区域.在此基础上,采用Box - Behnken结合响应面法(RSM)确定主要因素的最佳水平,并通过二次方程回归分析.[结果]蔗糖浓度为83 g/L、酵母膏浓度为31 g/L和硫酸铵浓度为29 g/L时,此时模型稳定点预测值L-丝氨酸产量为22.27 g/L,验证值为22.65 g/L,预测值与验证值之间吻合较好.[结论]优化后的发酵培养基使c-11菌株的L-丝氨酸产量提高了28.11;.     

两株细菌纤维素产生菌发酵条件优化初探

[目的]对分离获得的二株菌巴氏醋杆菌(ZHC菌)和葡萄糖酸杆菌(TAⅢ菌)的纤维素发酵工艺进行优化研究.[方法]采用单因素实验法和正交试验法,对两株菌进行发酵条件的初步优化,并对优化后的培养基进行产细菌纤维素的验证实验.[结果]单因素碳源实验表明,两株菌都能较好利用的碳源有葡萄糖、甘油、D-果糖、蔗糖,其中以甘油效果最佳;单因素氮源实验表明,两株菌对硫酸铵的利用效果都较差,蛋白胨和酵母膏为最佳复合氮源;验证实验表明:ZHC菌以培养基:甘油3;、蛋白胨1;、酵母膏0.45;、磷酸氢二钠0.2;,30℃,接种量5;,静置发酵10 d时,细菌纤维素产量达4.24 g/L.TAⅢ菌以培养基:甘油4;、蛋白胨1.2;、酵母膏0.45;、磷酸氢二钠0.3;,30℃,接种量5;,静置发酵10 d时,细菌纤维素产量达3g/L.[结论]在利用巴氏醋杆菌(ZHC菌)和葡萄糖酸杆菌(TAⅢ菌),发酵生产细菌纤维素时,甘油是最佳碳源选择,蛋白胨和酵母膏为最佳氮源选择.     

里氏木霉发酵培养基的响应面法优化

为了得到里氏木霉(Trichoder mareesei)发酵的最佳培养基,应用Plackett-Burman设计法对影响里氏菌丝体产量的关键因子进行了筛选,并进一步采用响应面分析法对影响菌丝产量的关键因素最佳水平进行了研究。结果表明,影响里氏木霉菌丝体产量的关键因素为鱼蛋白胨和甘油的浓度。通过响应面分析法的拟合和推算,得到在鱼蛋白胨和甘油浓度分别为1.414 3和2.439 3 g/100 m L时模型预测发酵最佳产量为85 g/100 m L,验证值为81 g/100 m L,预测值与验证值吻合较好,约是原始培养基产量(60g/100 m L)的1.35倍。     

融合重组菌Streptomyces sp. FEEL-1产ε 聚赖氨酸的发酵培养基优化

对Streptomyces sp. FEEL 1产ε 聚赖氨酸的发酵培养基(M3G)中的6种主要成分进行了PB CCD的响应面优化。PB实验表明,酵母粉、KH2PO4和MgSO4对ε PL产量影响显著,结合最陡爬坡试验和中心组合实验构建出各因素的最佳浓度:葡萄糖50 g/L,酵母粉7.54 g/L,(NH4)2SO4 5 g/L,KH2PO4 1 g/L,K2HPO4 248 g/L,MgSO4 2 g/L,ZnSO4 0.03 g/L,FeSO4 0.03 g/L,该条件下ε PL摇瓶产量能达1.62 g/L。在此基础上对微量元素ZnSO4,FeSO4进行了单因素实验的优化,发现ZnSO4对ε PL产量几乎没有影响,而0.06 g/L的FeSO4则可以进一步使ε PL产量提高至1.73 g/L,较M3G培养基提高了57.2%。在5 L发酵罐中进行控制pH的分批发酵,ε PL产量达到8.76 g/L,较其在M3G培养基提高了41.1%。     

透明质酸摇瓶发酵培养基的优化

[目的]优化透明质酸摇瓶的发酵培养基。[方法]利用Plaekett-Burman设计及响应面分析法(RSM)对透明质酸产生菌摇瓶发酵培养基进行优化,确定影响透明质酸产量的关键因子。[结果]影响透明质酸产量的关键因子为葡萄糖和酵母膏,葡萄糖最佳浓度为55.78 g/L,酵母膏的最佳浓度为23.43 g/L;在此条件下,发酵液透明质酸的平均产量为0.219(OD400nm)。[结论]通过对培养基的优化,透明质酸产量得到提高,试验值与预测值基本一致。     

响应面法优化促植物生长枯草芽孢杆菌CK15产芽孢条件

[目的]优化枯草芽孢杆菌CK15的发酵条件,提高其芽孢产量。[方法]通过单因素试验优化碳源种类及浓度、氮源种类及浓度、无机盐种类、装液量、摇床转速、初始p H、温度、接种量,采用Plackett-Burman试验筛选出培养基中的显著因素,再利用Box-Behnken试验确定3个因素的最佳浓度。[结果]在玉米粉10.7 g/L、豆粕粉24.4 g/L、CaCO_3 7.4 g/L、NaCl 5.0 g/L、MnSO_4　0.4 g/L、KH_2PO_4　1.0 g/L、装液量50 m L/250 m L、转速为200 r/min、初始p H 7.2、温度30℃、接种量2.0%条件下,芽孢产量达到7.4×109cfu/m L,比优化前提高了80.49%。[结论]响应面法有效提高了枯草芽孢杆菌CK15的芽孢产量。     

响应面法优化蛹虫草液体培养条件

研究了碳氮源种类及其浓度对蛹虫草液体培养的影响,得出葡萄糖和蛋白胨为蛹虫草培养的最佳碳氮源。利用响应面分析法,对葡萄糖浓度、蛋白胨浓度、培养时间3个因素进行优化,得到蛹虫草液体培养的最佳的培养条件为：葡萄糖浓度33.30g/L、蛋白胨浓度12.50g/L、发酵时间为8d,在此条件下菌丝体生物量达到18.05g/L,多糖产量为1.13g/L。     

红枣汁乳酸菌发酵生产γ-氨基丁酸的研究

以红枣汁作为发酵对象,旨在生产富含γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)功能性成分的乳酸菌饮品。通过对5种乳酸菌进行筛选,探究谷氨酸钠(sodium glutamate,MSG)、氮源、可溶性固形物、MgSO₄、KH₂PO₄单因素添加量对GABA质量浓度的影响,采用响应面法对各单因素添加量进行优化,以提高GABA产量,并分析红枣汁发酵前后主要指标。结果表明,添加5 g/L MSG、11 g/L氮源、可溶性固形物20%、0.4 g/L MgSO₄、15 g/L KH₂PO₄时,GABA产量为412.54μg/mL;发酵后的红枣汁中总酸质量浓度上升至20.63 g/L,还原糖质量浓度下降至69.82 g/L,总酚在60 h时最大值为3181.64 mg/L,氨基酸含量明显增加。     

多杀菌素发酵培养基的研究

【目的】以刺糖多孢菌C4-10-8B为试验菌株,对多杀菌素发酵培养基进行优化,以提高刺糖多孢菌的多杀菌素发酵产量。【方法】采用单因素和多因素试验,分别考察了不同碳源、氮源、前体、无机盐和微量元素对多杀菌素生物合成的影响,最后通过正交试验综合考察发酵培养基中各组分对多杀菌素产量的影响。【结果】葡萄糖是较优碳源,最佳质量浓度为40.0 g/L,当葡萄糖与糊精(质量比5∶2)复配时,多杀菌素产量较对照培养基提高18.35%;棉籽蛋白为最优氮源,25.0 g/L棉籽蛋白与15.0 g/L玉米蛋白胨或0.6 g/L硫酸铵复配时,多杀菌素产量分别较对照提高40.0%和45.3%;乙酸钠和谷氨酰胺质量浓度为1.0 g/L时,均能使多杀菌素产量较对照提高21.5%;K2HPO4对多杀菌素合成有明显的促进作用,在其质量浓度为2.5 g/L时,多杀菌素产量较对照提高24.5%;ZnCl2对多杀菌素合成也有促进作用,而MgSO4和CoCl2则显著抑制多杀菌素合成;通过2次正交试验获得最优发酵培养基,利用该培养基时多杀菌素产量可达395.54μg/mL,比对照提高了62.5%。【结论】多杀菌素生物合成的最优发酵培养基为:葡萄糖50.0 g/L,棉籽蛋白25.0 g/L,玉米蛋白胨20.0 g/L,(NH4)2SO40.8 g/L,谷氨酰胺1.25 g/L,乙酸钠0.8 g/L,NaCl 3.0 g/L,K2HPO42.5 g/L,FeSO450.0 mg/L,ZnCl225.0 mg/L,CaCO31.0 g/L。     

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。     

玉米秸秆酸解产糖条件的优化

选择了处理温度、硫酸浓度、固液比3个因素,以还原糖产量为指标,利用正交试验对玉米秸秆酸解产糖条件进行了优化,结果为处理温度120℃、硫酸浓度0.10 mol/L、固液比1:10(m/V,g:mL,下同)为较优预处理务件.经过试验验证,在优化后的预处理条件下还原糖产量提高了41.6％.     

1,3-丙二醇高产变异菌株的紫外诱变选育

在高效液相色谱同时检测多种组分的基础上,建立了高效液相色谱法测定克雷伯杆菌Klebsiella pneumomiae发酵甘油产物1,3-丙二醇(1,3-PD)含量的方法;同时应用单因素考查法确定较优的筛选高产1,3-PD生产菌株紫外诱变条件,并在逐步提高筛选平板培养基中甘油浓度(60～90g/L)的情况下经多轮诱变筛选,获得1株能够耐较高浓度甘油的高产1,3-PD的变异菌株.经考查,较优的紫外诱变条件为:紫外灯功率30W,照射距离34cm,菌体浓度108个·mL-1,稀释10-5倍后进行诱变筛选,较优照射时间为6min;经6轮诱变筛选,筛选出能够耐90g/L甘油的高产1,3-PD的变异菌株KVI-1,其1,3-PD的产量较原始菌株提高30%左右;变异菌株经6代遗传稳定性考察,甘油转化率均稳定在45%左右,1,3-PD产量稳定在40g/L左右,变异菌株KVI-1可作为生产工艺研究的出发菌株.     

高含量β-葡聚糖酿酒酵母培养基的优化

为了提高酿酒酵母中β-葡聚糖(SCG)含量,本研究对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiaeFFL01)培养基进行了优化。通过单因素试验评价了碳源、氮源、无机离子、酶激活剂等对酵母生物量及SCG的影响,运用二次回归旋转组合建立数学模型,通过响应面分析确定培养基各主要组分最佳含量为:葡萄糖31.1 g/L、蛋白胨19.1 g/L、酵母膏15.0 g/L、甘油9.7 g/L。优化培养基使SCG由原来的(0.664±0.013)g/L增加到(1.112±0.008)g/L。所建模型二次项显著水平P<0.01,证明培养基对SCG影响达极显著水平。     

产朊假丝酵母C-27利用甜高梁秸秆汁产SCP的培养基优化

应用二次正交旋转组合试验设计方法对产朊假丝酵母C-27产单细胞蛋白(SCP)的发酵培养基组分(甜高粱秸秆汁、葡萄糖、蛋白胨、MgSO4和KH2PO4)进行了优化.结果显示,甜高粱秸秆汁和蛋白胨的浓度对SCP的产量有显著的正效应,而其他组分未表现出显著的影响.产朊假丝酵母C-27产SCP最终的优化发酵培养基配方为:甜高粱秸秆汁220 mL/L、葡萄糖3.25 g/L、蛋白胨37.5 g/L、MgSO4 0.325 g/L 、KH2PO4 0.325 g/L.该优化的发酵培养基配方下SCP产量达8.72 g/L,比初始发酵培养基配方(甜高粱秸秆汁120 mL/L、工业葡萄糖20 g/L、工业蛋白胨20g/L、MgSO4·7H2O 2.0 g/L、KH2PO4 2.0 g/L)下的SCP产量(7.00 g/L)提高了24.57％.