乙醇对法夫酵母发酵合成虾青素的影响

利用摇瓶培养法夫酵母JMU-MVP14菌株,通过乙醇传感器检测乙醇含量,研究乙醇对法夫酵母细胞生长及虾青素合成的影响。结果表明,在10 g/L和20 g/L葡萄糖初始培养基中分别添加1～2 g/L乙醇时,均可提高虾青素的产量;而添加高浓度乙醇,则会抑制细胞生长和虾青素的合成。以10 g/L葡萄糖为初始培养基,控制发酵中恒定乙醇浓度为2 g/L,虾青素质量浓度可达到50.1 mg/L,比只添加2 g/L乙醇提高了20.3%,且虾青素细胞产率达到13.1 mg/g,葡萄糖的利用率能达到77.2%以上,说明恒定乙醇控制策略更有利于法夫酵母虾青素的合成。在10 g/L初始葡萄糖浓度,恒定乙醇浓度2 g/L,并每24 h补加5 g/L葡萄糖的优化条件下,虾青素产量最大值达到55.3 mg/L,虾青素细胞产率为19.7 mg/g,比对照组(14.1 mg/g)提高了39.7%。     

豆腐黄浆水中补加乙醇和葡萄糖发酵虾青素的研究

在豆腐黄浆水中补加乙醇和葡萄糖发酵虾青素进行了研究,结果表明,黄浆水中添加6g/L乙醇,可提高生物量、虾青素含量以及虾青素产量,但发酵周期有所延长;黄浆水中添加10g/L葡萄糖,有利于酵母菌的生长和提高虾青素产量。     

乙醇促进法夫酵母虾青素合成的机理及其代谢调控

采用代谢通量分析的方法,分析乙醇促进法夫酵母生物合成虾青素的代谢调控机理。研究发现,乙醇促进法夫酵母细胞代谢中丙酮酸、乙酰辅酶A代谢节点处的通量,使流向虾青素合成途径的通量增加,是对照组通量的2.3倍,进而促进了虾青素的合成。根据代谢调控机理,对法夫酵母菌株JMU-MVP14合成虾青素代谢途径的α-酮戊二酸和5-磷酸核酮糖代谢节点进行调控,结果表明:在培养环境中添加0.5 g/Lα-酮戊二酸,能促进法夫酵母细胞生长,生长量提高0.4 g/L。添加3 g/L的谷氨酸时,法夫酵母总类胡萝卜素产量达67.9 mg/L,是对照试验总类胡萝卜素产量的1.7倍。     

利用法夫酵母JMU-MVP14联产发酵虾青素和功能性低聚糖的研究

为了提高法夫酵母JMU-MVP14的利用价值,探索在高产发酵虾青素的基础上联产发酵虾青素和功能性低聚糖.用高效液相色谱及液-质联用技术对法夫酵母JMU-MVP14发酵液中低聚糖成分进行鉴定,考察糖的种类、蔗糖的添加量、取样时间、发酵温度及pH对法夫酵母JMU-MVP14产低聚糖的影响.用7L罐研究联产发酵虾青素和低聚糖的工艺可行性.结果表明,法夫酵母JMU-MVP14合成的低聚糖为新科斯糖和蔗果三糖.法夫酵母JMU-MVP14合成低聚糖的最佳条件是:蔗糖质量浓度80～110g/L,温度22～25℃,pH 5.0～7.0;在7L罐中发酵至72 h时补充蔗糖溶液至80 g/L,发酵74～78 h时新科斯糖和蔗果三糖的含量达到峰值,新科斯糖、蔗果三糖及总低聚糖含量分别达到10.22、2.82和13.04g/L.此时,虾青素的体积产率、细胞产率分别为42.45mg/L和5.84 mg/g.本文提供了一种提高法夫酵母利用价值的途径,用法夫酵母JMU-MVP14可同时发酵虾青素和功能低聚糖.     

关键酶抑制剂对法夫酵母合成虾青素的代谢调控

本文研究烟碱、辛伐他汀、N-甲基吗啉、异烟肼、β-紫罗兰酮5种抑制剂对法夫酵母合成虾青素过程中各中间类胡萝卜素及虾青素含量的影响,以及乙醇对抑制效果的影响。通过高效液相色谱检测发现,5种抑制剂对JMU-VDL668和JMU-MVP14合成类胡萝卜均有抑制作用。其中,法夫酵母JMU-VDL668含有95%左右的虾青素,添加烟碱和异烟肼后β-隐黄质比例明显提升。添加辛伐他汀后,JMU-MVP14虾青素合成途径中的中间类胡萝卜素基本转化为虾青素,虾青素的比例从82.37%提至98.64%。另外,研究发现乙醇对辛伐他汀、N-甲基吗啉引起的代谢抑制有补救作用,而与烟碱、β-紫罗兰酮组合时有叠加的抑制效应。     

法夫酵母发酵过程的pH值控制策略及对虾青素合成的影响

为了探索p H值条件对法夫酵母产虾青素的影响,对虾青素高产菌株法夫酵母JMU-MVP14罐上发酵p H值条件及控制策略进行优化,结果表明:7 L罐分批培养时,较高p H值有利于菌体生长以及其他类胡萝卜素(如β-隐黄质和β-胡萝卜素)的积累,较低p H值有利于虾青素的合成。当p H值恒定控制在5.0时,虾青素的产量达到最大值137.7 mg/L;p H值为3.0和4.0时,虾青素的细胞产率高,分别达到了6.42 mg/g和7.17 mg/g。在此基础上,分阶段控制p H值,即第1阶段(0~72 h)将p H值控制在5.0,第2阶段(72~144 h)将p H值控制在4.0,结果显示该发酵策略有利于虾青素的合成,至发酵终点其虾青素产量和细胞产率分别达到150.1 mg/L和7.11 mg/g,均高于对照组。     

高产虾青素红法夫酵母菌株的选育和发酵参数优化

目的:选育出高产、稳产虾青素的红法夫酵母菌株,并对培养基进行参数优化。方法:以红法夫酵母(P.Rhodozyma 02)为出发菌株,分别进行紫外-氯化锂(UV-Li Cl)和~(60)Co-γ诱变,从中筛选出高产虾青素的突变株作为基因组重排育种的出发菌株;经过五轮原生质体融合,筛选得到的基因组重排最优菌株。通过富含虾青素合成前体的天然促进剂的添加及对发酵培养基的参数优化,得到最佳培养基条件。结果:最终筛选得到高产、稳产虾青素的融合菌株F5-9,在此基础上优化得到最佳培养基参数条件为葡萄糖30.0 g/L,蛋白胨3.0 g/L,酵母浸出粉7.0 g/L,(NH_4)_2SO_45.0 g/L,Mg SO_4·7H_2O 2.75 g/L,KH_2PO_41.5 g/L,Ca Cl_2·2H_2O 0.2 g/L,胡萝卜汁150 mg/L,最终虾青素的产量高达(83.39±1.03)mg/L,是原始出发菌株的17.56倍。结论:采用传统诱变和基因组重排技术,能显著提高虾青素产量,培养基中添加虾青素前体物质胡萝卜汁能进一步促进虾青素产量的提高。     

两阶段法培养红法夫酵母生产虾青素

在法夫酵母生长过程中,培养基组成是影响细胞生长和虾青素产量的重要因素。文中通过正交设计和响应面优化方法分别对红法夫酵母生长阶段培养基和虾青素合成阶段的培养基进行了优化研究。结果表明,碳源和氟源浓度对红法夫细胞的生长及虾青素的合成有明显影响,浓度为20 g/L的葡萄糖有利于细胞的生长;而50 g/L左右的葡萄糖和高C/N有利于虾青素的合成。在此基础上提出了两阶段发酵方案。经过两阶段发酵,红法夫酵母生物量和虾青素产量达到16.8 g/L和15.015 mg/L,分别比分批培养提高了56.3%和28.7%。     

佐夫色绿藻高产虾青素的诱导条件及发酵工艺优化

本研究了不同诱导条件及光发酵罐培养工艺对混养佐夫色绿藻的影响,通过参数优化提高了藻细胞生物量和虾青素积累量。本研究首先系统地比较了在摇瓶系统中不同混合碳源和过氧化氢浓度对佐夫色绿藻的生长和虾青素积累的影响,并在光发酵罐中研究了恒定高光强、低光强-高光强以及低光强-高光强-补加过氧化氢三种不同发酵工艺对佐夫色绿藻积累虾青素的影响。结果表明:采用20 g/L葡萄糖和2.50 g/L醋酸钠作为混合碳源取代单一碳源,可以获得最高6.50 g/L生物量,并且添加107.50 mg/L过氧化氢可以将虾青素含量提高到3.23 mg/g,产量最高为72.47 mg/L,是空白组虾青素产量的1.80倍,有效促进了佐夫色绿藻细胞生长和虾青素积累。在5 L光发酵罐中,以20 g/L葡萄糖和2.50 g/L醋酸钠作为混合碳源培养佐夫色绿藻,通过低光强-高光强-补加过氧化氢的组合方式,可获得较优的虾青素含量(3.82 mg/g)和产量(41.41 mg/L),相较于恒定高光强培养,分别提高了36.92%和92.96%。本研究通过诱导条件和发酵工艺优化有效提高了混养佐夫色绿藻生物量和虾青素产量,为利用光发酵罐培养色绿藻生产虾青素提供基础。     

混合培养对雨生血球藻虾青素产量的影响

研究了不同光照强度及添加不同葡萄糖量进行混合培养对雨生血球藻虾青素产量的影响.研究表明,单位体积培养液虾青素产量因光照强度和葡萄糖添加量不同而不同,在光照强度为2500lx以及葡萄糖添加量为3g/L时,虾青素产量最高.光照强度和葡萄糖添加浓度对虾青素产量具有交互影响.通过中心组合试验,确定混合培养条件下达到最高虾青素产量所需要的葡萄糖添加量及光照强度分别为3.1616g/L和2605.66lx.此时的虾青素产量为41.06mg/L,是自养培养时的2.02倍.     

高产虾青素红法夫酵母的选育和工艺优化

虾青素是目前世界上公认的一种抗氧化性能最强的抗氧化剂,研究表明:天然虾青素具有抗癌症、抗衰老、增强免疫力等重要的生理功能,而且对人体绝对安全无害,因此,在水产养殖、饲料、食品和医药工业中得到广阔的应用。本文通过两轮紫外诱变和光复活交替处理的方法,诱变选育虾青素的高产菌株,最终获得3株高产菌株;诱变菌株产虾青素的能力相对于原始菌株提高了46%。在筛选高产菌株的基础上,进一步又对其发酵工艺进行了优化,红法夫酵母的最佳培养条件为葡萄糖15g/L,酵母浸粉7.5g/L,磷酸二氢钾2.5 g/L,氯化钙3 g/L,硫酸镁0.5 g/L;在50L发酵罐中培养72h,最终虾青素的产量基本稳定在70mg/L左右。     

摇瓶培养条件对红法夫酵母突变菌株UV-801e-SO15产虾青素的影响

利用响应面法研究了培养条件和培养基组成对红法夫酵母突变株UV-801e-S015虾青素产量的影响,结果表明,温度和碳氮源浓度是影响生物量和虾青素产量的主要因素,适合生物量的积累的发酵温度为23℃,而20℃则有利于虾青素的合成,且两者最适培养基的组成也不同.以此确定了以发酵60h为界,将发酵分为两阶段,不同阶段采用不同的培养基和培养温度的发酵方法,实验证明,该方法可有效提高突变株的虾青素产量、生长速率和生物量.     

耐Mn~(2+)高产柠檬酸菌株的选育及其特性分析

诱变选育耐锰离子(Mn2+)的高产柠檬酸菌株,并研究了突变株的特性。采用紫外和亚硝基胍复合诱变,以含不同浓度Mn2+的培养基进行筛选,同时考察了不同浓度Mn2+对突变株柠檬酸发酵、关键酶酶活力及呼吸途径的影响。在以葡萄糖为唯一碳源进行摇瓶发酵时,突变株柠檬酸产量比野生菌株提高了92.4%,突变株UV-141对高浓度Mn2+有一定的耐受性,且Mn2+对其发酵生产柠檬酸有促进作用,与不添加Mn2+时相比,添加300 mg/L Mn2+时,柠檬酸产量及葡萄糖最大比消耗速率分别提高了107%和16.7%;乌头酸酶最高酶活下降了15.8%,NAD+-(NADP+-)异柠檬酸脱氢酶对Mn2+不敏感且在整个发酵过程中始终处于较低水平,有利于柠檬酸的积累;当侧系呼吸链(AOX)受到水杨基氧肟酸(SHAM)抑制时柠檬酸产量显著下降,而添加Mn2+则能够削弱其对柠檬酸产量的影响。突变株柠檬酸产量明显高于野生菌株,Mn2+能促进突变株葡萄糖代谢加快、乌头酸酶酶活下降,同时能削弱SHAM对AOX途径的影响,从而促进柠檬酸的大量积累。     

红发夫酵母利用黄浆水发酵产虾青素的研究

对红发夫酵母利用黄浆水发酵产虾青素的动态过程进行了研究，结果表明：发酵约16h生物量达最大值为5．84g／L；发酵60h-72h虾青素产量达最大值为2．43mg／L．虾青素的含量达最大值为512μg／g干菌体。通过比较黄浆水与合成培养基的发酵，发现黄浆水培养红发夫酵母获得的生物量、虾青素产量分别是合成培养基的1．85倍、1-30倍，而虾青素的干细胞含量为合成培养基的71％。     

氮饥饿/过氧化氢协同胁迫促进法夫酵母合成虾青素

虾青素是一种强抗氧化剂,在细胞抵御外界环境胁迫方面起到重要作用。研究了氮饥饿/过氧化氢协同胁迫对法夫酵母合成虾青素的影响,结果表明:低含氮量有利于虾青素的合成,随着碳氮比的降低,虾青素的合成受到抑制,最佳的碳氮比为3∶0.6,每克干细胞虾青素的含量最高达0.32mg/g;在此基础上添加5mmol/L过氧化氢协同胁迫法夫酵母可进一步提高虾青素的产量,在发酵24h(对数生长期)加入3mmol/L的H2O2,36h补加2mmol/L,虾青素产量达到0.59mg/g,比空白对照提高63.9%。     

KNO_3对红发夫酵母生物合成虾青素的影响

比较了红发夫酵母(Phaffiarhodozyma)以KNO3、NaNO3、(NH4)2SO4及蛋白胨为氮源的细胞生长及虾青素合成过程,重点研究了KNO3对红发夫酵母生物合成虾青素的影响。结果表明:低浓度KNO3(0·1~0·9g/L)有利于细胞生长及虾青素合成,而高浓度KNO3(3·0~9·0g/L)抑制细胞生长及虾青素合成。当培养基中含有0·3g/LKNO3时,红发夫酵母的发酵过程不仅表现出细胞二次生长及虾青素二次合成现象,而且发酵周期较长,可获得较高的生物量和干细胞虾青素含量,分别为8·13g/L和0·993mg/g。     

营养强化混养条件下提高色绿藻生物量和虾青素产量

本研究在混养条件下,系统地比较了葡萄糖浓度、氮源种类以及不同碳氮比对色绿藻生物量和虾青素产率的作用规律。目的是在短时间内达到最高生物量同时获得较高含量的虾青素,为建立色绿藻高密度快速扩种和诱导积累虾青素应用技术提供科学依据。研究结果表明:在混养条件下,当葡萄糖浓度一定时,硝酸钠是细胞生长所需的最优氮源,6 d可达到最高生物量浓度9.23 g/L,平均比生长速率为0.24/d,虾青素产量为12.38 mg/L,虾青素占总类胡萝卜素的比例高达46.94%。至于不同碳氮比、葡萄糖浓度对色绿藻生物量和虾青素生产的影响,当葡萄糖浓度为30 g/L、C/N比为34为细胞生长的最优条件,生物量浓度最高为11.28 g/L,平均比生长速率高达0.32/d;虾青素含量显著优于其他组(p0.05),虾青素的产量为21.77 mg/L,虾青素占总类胡萝卜素的比例进一步提高到52.71%。本研究结果对于色绿藻高密度快速生长并积累大量虾青素的放大技术开发具有重要的指导意义。     

二十碳五烯酸高产菌株的诱变选育及柠檬酸对其油脂合成的影响

利用UV-LiCl复合诱变腐霉出发菌株,通过低温培养和苏丹Ⅱ染色镜检初筛、摇瓶发酵复筛,获得1株二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid,EPA)高产菌株腐霉H6,经20℃-15℃二阶段培养168 h,所得生物量、油脂含量和EPA含量分别为23.50 g/L、17.54%和15.36%,EPA产量为633.17 mg/L,较出发菌株(263.80 mg/L)提高了140.02%,且产量、性状稳定。添加不同浓度柠檬酸对腐霉H6油脂合成调控的研究表明,发酵中期添加1.5 g/L柠檬酸可显著增加葡萄糖的利用率,提高油脂含量和EPA含量,EPA产量达890.49 mg/L,与对照相比提高40.64%。发酵实验表明腐霉H6极有潜力开发成为工业化生产菌种。     

补料工艺对乳杆菌CHU-R产虾青素的影响

天然虾青素具有极强的抗氧化性,为满足虾青素的市场需求、实现其大规模工业化生产,有必要研发一种简单高效的发酵工艺。采用产虾青素乳杆菌CHU-R为供试菌株,在5 L反应器中以分批发酵为对照,分别进行以过程pH、总糖消耗、过程DO为补糖依据的补料分批发酵。相对分批发酵,3种补料方式均可显著提高植物乳杆菌CHU-R的生物量和虾青素积累量,其中以过程DO为补糖依据的补料分批发酵中乳杆菌CHU-R的生物量和虾青素积累量可达到最高,分别为39.73 g/L及1.88 g/L,比对照分别提高2.6和2.8倍。该发酵全程保持较高的溶氧量和较低却足够的糖浓度,有利于乳杆菌CHU-R生长和虾青素积累,同时可为虾青素工业化生产提供数据参考和理论指导。     

D-苯基乳酸高产菌株发酵罐发酵条件研究

研究了D-苯基乳酸高产菌株在5 L发酵罐中全细胞转化苯丙酮酸钠合成D-苯基乳酸的条件,分别考察了溶氧量、表面活性剂、底物补加方式等对D-苯基乳酸产量的影响。结果表明:最适溶氧为40%,控制p H值为7.0分批补加底物得到D-苯基乳酸的产量为18.76 g/L,较未控制p H值发酵提高7.22%;添加1%吐温80时,D-苯基乳酸产量达到了18.59 g/L,比未加表面活性剂发酵提高了6.98%。在此基础上,将底物匀速流加得到D-苯基乳酸的产量提高到19.43 g/L。