棒状链霉菌F613-1的诱变及其发酵工艺优化

该实验旨在获得克拉维酸高产菌株,并通过发酵条件优化提高其产量。以棒状链霉菌（Streptomyces clavulans）F613-1为出发菌株,通过紫外和亚硝基胍（NTG）联合诱变及含链霉素固定培养基筛选并在对突变菌株添加发酵前体研究基础上,通过单因素试验和响应面法优化其摇瓶发酵条件。结果表明,成功筛选一株棒状链霉菌衍生菌株,克拉维酸产量较出发菌株提高19.9%;添加1.5%甘油和0.15%谷氨酸可大幅缩短突变株发酵时间;突变株前36 h时25 ℃培养,后37 h时29 ℃培养,发酵pH值为7,克拉维酸产量达5.44 g/L,较出发菌株提高了55.8%。棒状链霉菌高产菌株的摇瓶发酵条件优化效果显著,为进一步提高克拉维酸生产提供依据。     

微波-亚硝基胍复合诱变筛选纤维素酶高产菌株

以一株产纤维素酶的黑曲霉菌株D2为出发菌,进行了微波-亚硝基胍复合诱变,筛选到遗传性状稳定的高产纤维素酶突变菌株N14,其最适生长pH值为5.0～6.0、最适生长温度28℃～30℃,酶解反应的最适pH值为5.0、最适温度50℃.通过单因素和正交试验确定了突变株N14的最佳液态产酶条件是:麸皮为碳源、酵母膏为氮源、碳氮比4:1、起始pH值为6.5,接种量6%,发酵温度30℃,发酵时间3 d.在上述条件下,菌株滤纸(FPA)酶活最高,达363.5 U/mL,是出发菌株的3.5倍.     

高产β-葡萄糖苷酶酵母菌的诱变选育及对刺梨果酒香气特性的影响

为分析β-葡萄糖苷酶对刺梨果酒香气特性的影响,以一株产β-葡萄糖苷酶异常威克汉姆酵母（Wickerhamomyces anomalus, W.anomalus）C4菌株为出发菌株,采用化学诱变剂甲基磺酸乙酯对其进行化学诱变,以进一步提高其β-葡萄糖苷酶活性。将W.anomalus C4菌株、突变菌株W.anomalus E3菌株纯种或与酿酒酵母以混合发酵形式发酵刺梨果酒。对硝基苯基-β-D 吡喃葡萄糖苷显色法（p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside,p-NPG）检测刺梨果酒发酵过程中β-糖苷酶活性变化;顶空固相微萃取-气相质谱联用法测定各组刺梨果酒挥发性香气成分。甲基磺酸乙酯诱变得到一株产β-葡萄糖苷酶性能稳定,酶活为（55.05±0.74）U/L的突变菌株W.anomalus E3。与W.anomalus C4菌株相比,W.anomalus E3菌株的酶活提高了31.70%。在刺梨果酒发酵过程中,W.anomalus β-葡萄糖苷酶活性逐渐增大,第10 d达到最大值,然后迅速降低。接种W. anomalus C4、及其突变菌株E3可降低刺梨果酒包括总酸、挥发酸、pH在内的酸度值以及总糖含量;同时还可增加刺梨果酒中挥发性酯类、醇类物质的种类和含量以及主要香气成分风味活性值（OAV）。因此,接种产β-葡萄糖苷酶W. anomalus菌株有助于调节刺梨果酒的香气特性,增加刺梨果酒的复杂性和丰富度。     

具高乙醇耐受力酵母菌的选育及其在猕猴桃果酒中的应用

以呼市周边各旗县果园的果实和土壤中筛选出的具有乙醇耐受力酵母菌株HJ-1为实验菌株,猕猴桃为原料,探究了猕猴桃果酒的发酵工艺。通过紫外诱变处理后经TTC法筛选、杜氏小管筛选等四级筛选,挑选正向突变酵母菌株,并应用于猕猴桃果酒发酵。后经单因素实验与正交实验,研究了发酵温度、接种量、初始pH等因素对猕猴桃果酒品质的影响。经紫外诱变最终筛得一株高乙醇耐受力正向突变菌株HJ-1E,其乙醇耐受力可达18% vol,产酒精能力为11.9% vol。猕猴桃果酒生产的最佳工艺为菌株接种量3.5%,初始pH5.7,SO₂添加量70 mg/L,发酵温度为21℃。诱变所得正向突变菌株HJ-1E在此发酵条件下生产的猕猴桃果酒果香浓郁,酒体醇厚,酒精度为13.3% vol,为猕猴桃果酒的酿造提供了参考。     

液体发酵纤维素酶霉菌的选育及产酶条件研究

从酿造大曲中分离到一株产较高纤维素酶的霉菌,该菌株经紫外线-亚硝酸盐复合诱变选育出突变菌株GY3-2,其CMC和FPA酶活力比出发菌株分别提高了79.38%和52.69%,且传代稳定性较好。对该突变株进行液体发酵培养条件的研究表明,在培养温度30℃,初始pH值为9.0,Tween-80浓度为0.2%条件下培养120h,产酶活力最高,CMC酶活力为58.880U/mL,FPA酶活力为22.991U/mL。     

异甘露聚糖酶生产菌的诱变育种及固态发酵条件的优化

为了提高异甘露聚糖酶活性,对实验室保藏的一株分泌异甘露聚糖酶的枯草芽孢杆菌K-6(Bacillus subtilis K-6)进行紫外诱变育种,并优化一株正突变株的固态发酵条件。出发菌株枯草芽孢杆菌K-6的酶活力为206.0U/mL,经紫外线诱变处理后,挑选在培养基上透明水解圈较大的菌株进一步复筛,获得枯草芽孢杆菌K-6-9高产突变株,酶活力为349.3U/mL,高于出发菌株69.6%。连续5代发酵,K-6-9的酶活力范围为343.0～350.3U/mL,表明该突变菌株产酶性能稳定。以K-6-9为菌种,采用单因素试验和正交试验进行最佳固态发酵产酶条件的优化,结果表明：该突变株的固态发酵适宜发酵条件为：发酵时间72h、接种量3%、初始pH 7.5、装料量25g/250mL;培养基组成为：酵母细胞壁添加量8%、料液比1:1.2、麸皮添加量40%,此优化条件下固态发酵K-6-9菌株产酶酶活力最高达601.6U/mL。     

等离子体诱变凝结芽孢杆菌提高木糖利用能力高产L-乳酸

为进一步提高凝结芽孢杆菌发酵木糖生产L-乳酸的产量和转化率,以实验室保存的一株能利用木糖产L-乳酸的野生型凝结芽孢杆菌菌株NL01为出发菌株,通过等离子体诱变育种技术和平板菌落初筛、摇瓶复筛,最终得到一株木糖耐受力强、L-乳酸产量高、遗传特性稳定的正向突变菌株NL-CC-17。该突变菌株是目前已报道的木糖耐受力最高的菌株。当以100 g/L的木糖为底物,50 ℃发酵72 h后,L-乳酸产量达到82.30 g/L,糖酸转化率为92.37%,L-乳酸产量较出发菌株提高21.51%,糖酸转化率提高了16.00%。通过初步优化发酵条件,确定该菌株最佳发酵温度为50 ℃,实验范围内最佳发酵pH值为5.5。     

产胞外谷胱甘肽酿酒酵母的诱变选育及发酵优化

为获得一株能产胞外谷胱甘肽（glutathione,GSH）的突变株,对酿酒酵母GAQ4进行紫外迭代诱变处理,最终筛选得到突变菌株UV3-10,其胞外谷胱甘肽含量为18.56 mg/L,是出发菌株GAQ4胞外谷胱甘肽含量的2.52倍。为进一步提高胞外谷胱甘肽含量,通过单因素试验优化突变株UV3-10发酵条件,得到其最优摇瓶发酵条件为发酵周期48 h、发酵温度34℃、摇瓶转速140 r/min、摇瓶装液量75 mL/300 mL、初始pH值为6.5;优化后其胞外GSH含量达到52.05 mg/L,是发酵条件优化前胞外GSH含量的2.80倍。     

柠檬酸产生菌诱变选育及发酵的研究

以分离到的一株黑曲霉Aspergillus niger W1-1为出发菌株,经紫外线、硫酸二乙酯(DES),~(60)Co-γ射线等诱变因子交替处理,筛选出一株产柠檬酸较高的突变株A. niger W1-2,柠檬酸产率由2.9％提高到12.83％以选出的突变株W1-2为发酵用试验菌种,研究了糖源、糖浓度、氮源、氮浓度、培养基初始pH值、培养温度等因素对其产酸的影响,并确定了其最佳发酵条件;蔗糖浓度14％,NH_4Cl 3g/1,培养基初始pH值4.0,培养温度30℃,在此条件下,发酵7天,产酸达12.8％。     

重离子诱变对木聚糖酶产生菌产酶的影响

以1株由青藏高原牦牛粪中分离出的链霉菌为出发菌株,该菌株在发酵培养基中能产生胞外木聚糖酶(3 227.346 U/mL)。以此菌株为出发菌株,对其进行重离子辐照诱变处理,从大量突变株中筛选出木聚糖酶高产菌株SZ10-7,其酶活力达到5 338.42 U/mL,与出发菌株相比较,突变株SZ10-7的酶活力提高了1.65倍。对突变株SZ10-7的发酵条件进行了优化研究,结果表明,该菌株的木聚糖酶活力得到进一步提高,达到5 850.20U/mL,其最适发酵条件为:培养基(g/100 mL)为玉米芯∶麸皮(体积比1∶1)5,酵母膏0.8,K2 HPO4.3H2 O 0.1,MgSO4.7H20 0.5,NaCl 0.3,pH 7.0,培养温度25℃振荡培养时间96 h,实验结果表明,重离子辐照诱变技术是一种有效的微生物诱变育种新技术。     

耐高酒精野生酵母菌株的筛选及其特性研究

以从内蒙古各旗县果园的果实和土壤中分离得到的200株酵母菌为出发菌株,经四级筛选最终得到一株酒精耐受力为16%vol的菌株K1-2,并对该菌株的发酵特性与生物学特性进行了研究。结果表明,该酵母菌的最适生长pH值为5.5,最适生长温度为28 ℃,最高可耐受600 mg/L的SO2,在葡萄糖含量为60%的条件下仍可生长。发酵5 d后糖醇转化率可达68.45%,产酒精度为6.4%vol,表明该菌株是一株具有良好酒精耐受性与发酵性能的酵母菌株,除拥有较高的耐SO2与耐高糖能力以外,还具备较强的产酒精能力,有很高的应用价值。     

耐酸酵母菌株在沙棘果酒中的应用研究

以耐酸酵母YM1-1E为试验菌株,沙棘原浆为原料,经单因素及正交试验,研究了沙棘与水的配比、配料初始pH、接种量、SO2添加量、发酵时间及发酵温度对沙棘果酒品质的影响。结果显示,沙棘果酒的最优发酵工艺为沙棘原浆与水的体积比为1:6,酵母菌接种量3.0%,SO2添加量105 mg/L,沙棘发酵液初始pH 5.3,24 ℃发酵10 d。在此优化发酵条件下,酿造的沙棘果酒酒精度为12.7%vol,感官评分为89.0分。果酒果香浓郁、入口酸甜、酒体醇厚。     

野生蓝莓保健果酒的工艺优化

以实验室保藏的产酯酵母T1及耐酸酵母菌株YM1-1为试验菌株,野生蓝莓为原料,通过单因素及正交试验研究了初始pH值、菌种复配比例、接种量、发酵温度、SO2添加量等对蓝莓保健酒品质的影响,确定了最佳的主发酵工艺。结果显示,蓝莓果酒的最佳主发酵工艺为SO2添加量60 mg/L,产酯酵母∶耐酸酵母接种比例1∶2（V∶V）,接种量6.0%,果胶酶添加量30 mg/L,发酵初始pH值3.8,发酵温度26 ℃。在此条件下发酵得到果香浓郁、口感醇厚的低酒精度蓝莓酒,其酒精度为4.2%vol,残糖量为5.0 °Bx,感官评分为87分,花青素含量为368.5 mg/L,糖醇转化率为33.6%。     

MSN4基因的过表达对酿酒酵母耐受性的影响研究

以实验室现有菌种AY12a为出发菌株,URA3基因作为筛选标记,利用胞内重组,在MSN4基因的N端加上强启动子PGK1p以实现基因的过表达,最终通过多聚酶链式反应（PCR）验证,成功构建突变株AY12a-msn4。结果表明,该突变株具有一定的耐高温性能,在55 ℃条件下热击后仍能正常生长。同时将突变株AY12a-msn4与出发菌株AY12a进行玉米高温浓醪发酵,并测定发酵完成后的酒精度、残糖、48 h细胞存活率、CO2失重及发酵时间。结果表明,突变株AY12a-msn4发酵液酒精度提高3.85%,48 h细胞存活率上升,残糖含量下降14.5%。     

桑葚酒用非酿酒酵母的筛选及特性研究

为筛选出适合桑葚酒发酵的非酿酒酵母,改善桑葚酒的口感及香味,以桑葚及桑园土壤样品中筛选得到的72株酵母菌为出发菌株,经杜氏管发酵、酒精发酵与感官品评进行初筛。将初筛得到的酵母分别与酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）BO213按1∶1的比例接种到桑葚汁中发酵,通过感官品评与理化分析优选出一株非酿酒酵母JM-7,经鉴定该酵母为异常威克汉逊酵母（Wickerhamomyces anmalus）。其与菌株BO213混酿的桑葚酒感官评分为90.2分,总酯含量为3.21 g/L,还原糖含量为3.9 g/L,酒精度、总酸、挥发酸含量分别为11.7%vol、7.97 g/L、0.51 g/L。研究菌株JM-7生长曲线及耐受性发现,该酵母生长速率快,5 h即进入对数期,36 h达到稳定期,最高菌体浓度为4.5×108 CFU/mL,对温度、pH、SO2都有较好的耐受性,在16～36 ℃、pH 2～10、SO2质量浓度0～100 mg/L均能正常生长,但对酒精的耐受性较差,在酒精度为8%vol时生长受到抑制,在12%vol时不能生长。     

基于途径分析的产甘油有孢汉逊酵母菌株的选育

以葡萄汁有孢汉逊酵母（Hanseniaspora uvarum）GF-23为出发菌株,对其甘油的合成代谢途径进行分析并提出育种策略。 对 菌株GF-23进行诱变筛选,最终得到一株耐高渗高产甘油的葡萄汁有孢汉逊酵母突变菌株GY-1。结果表明,突变菌株GY-1的耐氯化 钠质量浓度达到50 g/L,在酵母浸出粉胨葡萄糖（YPD）培养基中培养2 d时,甘油产量为0.44%,是出发菌株的3.33倍;接种在葡萄汁中 发酵6 d后,甘油产量达到0.49%,是出发菌株的4.45倍。 葡萄发酵液中的残糖量为3.03 g/L,酒精度为3.86%vol,说明突变菌株GY-1能 够适用于葡萄酒的发酵。 对突变菌株连续传代5次以上,其遗传性状稳定且甘油产量均无明显变化。     

优良降酸酵母菌的筛选及发酵性能

以能够降解L-苹果酸的酿酒酵母FM-cs-08为出发菌株,分别进行紫外诱变和60Co诱变,旨在诱变得到降酸能力显著提高又具有良好发酵性能的酿酒酵母菌。最终筛选得到诱变菌株FM-cs-08-2U,降L-苹果酸比率达到（29.48±0.21）%,比出发菌株提高了（25.44±0.89）%。对诱变菌株FM-cs-08-2U的耐受性及发酵特性进行研究,结果表明该菌株耐受最低pH值为2.5,耐受最高SO2质量浓度为800 mg/L。用FM-cs-08-2U发酵蓝莓果酒,得到果酒残糖量（3.70±0.10）g/L,pH值为3.18±0.01,有机酸含量（8.64±0.02）g/L,酒精度（12.00±1.00）%,结果证明菌株FM-cs-08-2U适合酿造蓝莓果酒。     

紫外诱变选育出芽短梗霉高产普鲁兰糖白化突变菌株

为了发酵获得无色素普鲁兰糖,对菌株Aureobasidium pullulan NG进行紫外诱变,成功获得一株高产普鲁兰糖的白化突变株UVMU3-1。将突变菌株与野生菌株比较发现,其菌体生长能力和分化能力未发生显著改变。突变菌株产出的多糖经红外光谱鉴定为普鲁兰糖,罐发酵实验表明突变菌株产糖能力强于野生菌株。在未经培养基和培养条件优化的情况下,罐发酵的糖转化率可以达到52.78%。突变株UVMU3-1可作为工业发酵普鲁兰糖的潜力菌株。     

常压室温等离子体诱变选育耐酸酿酒酵母菌株

利用常压室温等离子体(ARTP)诱变方法对实验室保藏的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)SC-62进行诱变,通过试验确定最佳诱变条件为处理时长80 s,此条件下菌株SC-62致死率84%。将诱变获得的菌株进行初筛、复筛和发酵性能测定。结果显示,筛选出一株耐酸性强、发酵性能优良的正突变菌株A-107,其在pH为2.5的发酵培养基上培养6 d后测得的发酵力[6.21 g CO2/(100 mL·24 h)]和酒精产量(11.52%vol)较出发菌株SC-62分别提高了37%和30%,突变菌株A-107可耐受16%乙醇、100 g/L NaCl、500 g/L葡萄糖,耐受性和遗传稳定性良好。