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。     

甘蔗糖蜜发酵合成茁霉多糖条件的研究

以生物量和多糖产量为依据，在确定以甘蔗糖蜜发酵合成茁霉多糖的初始发酵培养基基础上，研究影响甘蔗糖密发酵合成茁霉多糖条件的因素。研究结果表明甘蔗糖蜜为原料发酵合成茁霉多糖的生物合成条件是：接种量为15％，发酵温度为30℃，在充足供氧的条件下发酵时间为144h。     

康宁木霉M7138分批发酵生产木聚糖酶的动力学模型

以康宁木霉M7138为出发菌株,研究其发酵生产木聚糖酶过程中菌体生长与代谢规律.以Logistic和Luedeking-Piret方程为基础,根据实验数据X(t)、S(t)、P(t),获得Xm、μm、α、β等模型参数,通过非线性拟合,分别建立M7138发酵生产木聚糖酶过程中的菌体生长动力学模型、底物消耗动力学模型和产物合成动力学模型.模型预测值与实验值的比较表明,模型具有良好的适用性,M7138合成木聚糖酶的发酵属于部分生长偶联型.     

一株产纤维素酶丝状真菌兼性厌氧液体发酵动力学的研究

为考察一株产纤维素酶丝状真菌兼性厌氧液体发酵动力学特征,对其进行多次分批发酵试验,并应用Logistic方程和Luedeking-piret方程,获得了该丝状真菌菌体分批发酵过程中细胞生长动力学模型、底物消耗动力学模型及产物酶合成动力学模型以及各模型的参数,并对试验实测值与模型值进行了验证比较。结果表明,模型计算值与试...     

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。     

多抗菌素发酵动力学研究

通过测定菌丝体干重、多抗菌素含量和底物浓度,研究链霉菌NJYHWG66382发酵动力学方程。结果表明,这3个动力学模型能较好的解释发酵试验结果,选择Logistic模型来描述链霉菌生长曲线,利用Leudeking-Piret方程描述多抗菌素合成的动力学过程,发现该链霉菌生产多抗菌素的发酵类型属于部分生长偶联型;最后使用Leudeking-Piret-Like方程描述底物消耗的动力学规律。     

不同微量元素对出芽短梗霉发酵的影响

以实验室保存的出芽短梗霉UV60为菌株,研究了CrCl3、ZnSO4、MnSO4和C5H11NO2Se在出芽短梗霉液体发酵过程中对短梗霉多糖产量及生物量的影响。经过单因素及正交试验获得了最优的微量元素组成,即0.5 mg/L CrCl3、0.15 g/L ZnSO4、0.2 mg/L MnSO4、15μg/L C5H11NO2Se。采用上述优化的微量元素浓度,多糖产量为28.9 g/L,较优化前多糖产量明显提高,为短梗霉多糖的发酵生产提供了参考依据。     

马铃薯淀粉水解液对茁霉多糖发酵的影响

以马铃薯为原料,采用双酶法制备的水解液为碳源,对出芽短梗霉D1-11的多糖发酵工艺进行了筛选.通过碳源和二价阳离子的单因素试验发现,经β-淀粉酶制备的水解液较SNase303糖化酶制备的水解液更适合做茁霉多糖的发酵碳源,且脱盐脱色处理会提高多糖的产率.DE值50%的β-淀粉酶糖化液经脱色脱盐处理,在水解液碳源浓度80g.L-1时多糖产量最高,为21.98g.L-1,CaCO3在0.1g.L-1时多糖产量最高,为21.11g.L-1;均匀试验确定的摇瓶培养最佳发酵工艺为:CaCO30.06g.L-1,碳源82.25g.L-1,装液量26.62%,接种量11.99%,pH7.5,茁霉多糖产量可达28.90g.L-1.     

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。     

一株茁芽短梗霉的分离鉴定及产多糖研究

[目的]筛选具有产普鲁兰多糖能力的茁芽短梗霉(A ureobacidium pullulans)菌种,为普鲁兰行业提供菌种资源.[方法]从鄱阳湖国家湿地公园的草地上采集9份土壤样品,采用稀释平板涂布法,结合对菌落和菌株形态特征观察及18S rDNA序列对比分析筛选茁芽短杆霉野生菌株.发酵培养测定菌株的普鲁兰产量和颜色,并运用红外光谱(FT-IR)法分析普鲁兰多糖的分子结构.[结果]从9份土样中分离得到5株菌株,其中只有菌株AP23具有酵母、菌丝体等多态性,该菌株的18S rDNA序列与已知序列DQ242509(A.pullulans)、DQ278883(A.pullulans)的同源性均达100％,可确定为茁芽短梗霉.发酵培养测定菌株AP23的普鲁兰产量为6.72 g/L,糖转化率达22.4％.FT-IR分析表明茁芽短梗霉多糖是由α-糖苷键连接的D-吡喃葡萄糖残基组成的普鲁兰.[结论]茁芽短梗霉AP23具有良好的生长特性,可作为诱变高产普鲁兰多糖的出发菌株加以利用.     

蔗糖糖蜜发酵生产L-苹果酸的研究

[目的]研究蔗糖糖蜜预处理、供氧、温度与N源对生产L-苹果酸的影响。[方法]以黄曲霉AF05为出发菌株,蔗糖糖蜜为主要生产原料,通过摇床培养考察糖蜜生产L-苹果酸的发酵条件。[结果]糖蜜预处理能减少糖蜜中有害物质对黄曲霉AF05生长的抑制作用并能促进L-苹果酸的合成,预处理后L-苹果酸含量提高了1倍;当500ml三角瓶装培养液70～100ml及摇床转速200～250r/min时,可获得L-苹果酸合成所需的适合溶氧水平;黄曲霉AF05合成L-苹果酸的最适温度为35℃,另外糖蜜培养基需添加1.0g/L硫酸铵为N源。[结论]糖蜜经预处理后,能稳定合成L-苹果酸。     

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。     

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.     

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。     

刺糖多孢菌分批发酵动力学研究

利用摇瓶培养试验研究了刺糖多孢菌Saccharopolyspora spinosa的分批培养过程中生物量、培养液pH、葡萄糖消长、多杀菌素含量等因素的变化规律。利用MATLAB软件对试验数据进行非线性回归,拟合出了细胞生长动力学模型、基质消耗动力学模型和产物生成动力学模型,得到了细胞生长量、残糖量、多杀菌素产量在发酵过程中随时间变化的规律,相关系数分别为0．98934、0．99266和0．98635．拟合曲线95％置信度区间分析的结果表明,该模型能够很好的反映出刺糖多孢菌分批发酵的过程．     

陶瓷载体固定化酵母细胞啤酒连续发酵动力学研究

采用陶瓷拉西环载体固定化酵母细胞,进行啤酒连续发酵,对发酵中的菌体生长、底物消耗、酒精生成等过程进行了动力学研究,建立了相应的动力学模型,并进行了参数拟合。发现当反应器体积为84.8 L、麦汁流量大于6.2 L/h时,拟合效果较好。     

响应面法优化蓝藻溶藻菌CZBC1发酵培养工艺

[目的]优化蓝藻溶藻菌——蜡样芽孢杆菌CZBC1的发酵培养工艺,为蓝藻溶藻菌制剂的工业化发酵生产提供技术支持.[方法]通过单因素试验筛选适合蜡样芽孢杆菌CZBC1生长的最适碳源和氮源,在单因素试验的基础上,采用中心组合试验设计(CCD)确定关键因子的最佳数量水平,并以Desig-Expert 8.0.5进行回归分析,通过响应面分析获得CZBC1的最佳发酵培养工艺参数.[结果]蜡样芽孢杆菌CZBC1的最佳碳源、氮源分别为麸皮+糖蜜(1:1)和酵母膏.以麸皮+糖蜜用量(A)、酵母膏用量(B)、pH(C)、培养时间(D)为因素变量,CZBC1芽孢数(lgN)为响应值,拟合得到二次多元回归方程为lgN=8.5019-0.2222A+0.0998B-0.1292C+0.3801D+0.2194AB-0.1133AC+0.1350AD+0.2049BC-0.0651BD+0.0638CD-0.1260A2-0.3152B2-0.0380C2-0.2533D2,其中,碳源(麸皮+糖蜜)用量与氮源(酵母膏)用量的交互作用、碳源用量与pH的交互作用、碳源用量与培养时间的交互作用、氮源用量与pH的交互作用对CZBC1芽孢数的影响均达极显著水平(P<0.01,下同).响应面分析优化得到的蜡样芽孢杆菌CZBC1最佳发酵培养参数:麸皮+糖蜜6.84 g/L,酵母膏3.36 g/L,pH 6.50,培养时间42 h.此条件下,CZBC1芽孢数的实际值为5.75×108 CFU/mL,与理论值(5.90×108 CFU/mL)间无显著差异(P>0.05),但极显著高于优化前采用营养肉汤发酵培养的芽孢数(1.28×107 CFU/mL).[结论]采用响应面法优化得出蜡样芽孢杆菌CZBC1最佳发酵培养工艺能有效提高菌株的芽孢数量,且模型拟合效果较好,可用于指导蓝藻溶藻菌制剂的工业化发酵生产.