普鲁兰多糖发酵条件研究

研究了出芽短梗霉在500L罐中发酵条件对出芽短梗霉发酵的影响,确定了普鲁兰多糖在500L罐中最佳发酵条件:前48h,pH3.5,搅拌速度300r/min,罐压0.2MPa,通气量30L/mim;后48h,pH6.5,搅拌速度200r/min,罐压0.1MPa,通气量15L/min;在此条件下,普鲁兰多糖产量52g/L,即糖转化率65%,发酵液颜色为淡乳黄色.     

淀粉质原料在普鲁兰多糖生物合成中的作用及生理机制

为了考察不同淀粉质原料对出芽短梗霉生物合成普鲁兰多糖的影响,本文分别选用来源于木薯、玉米、马铃薯、红薯和小麦等作物的淀粉作为碳源发酵生产普鲁兰多糖。结果发现,木薯淀粉有利于普鲁兰多糖的生物合成,最高产量达到23.96 g/L;红薯淀粉则不利于普鲁兰多糖的合成,显著（P<0.05）降低了普鲁兰多糖的产量和分子量。进一步地,对普鲁兰多糖分批发酵动力学参数和生理学指标进行分析比较,发现木薯淀粉提高了普鲁兰多糖合成关键酶活性和胞内前体物质尿苷二磷酸葡萄糖的含量,进而提高了普鲁兰多糖的合成能力和产量;而红薯淀粉则提高了普鲁兰多糖降解酶活性,显著（P<0.05）降低了普鲁兰多糖的分子量。对普鲁兰多糖分批发酵碳源成本进行估算,发现利用木薯淀粉合成普鲁兰多糖的碳源成本只有葡萄糖对照组的56.6%。该研究结果为普鲁兰多糖的廉价高效生产提供了可行的技术参考。     

碳源对出芽短梗霉发酵生产普鲁兰多糖的影响

原糖发酵生产普鲁兰多糖对于蔗糖的深加工具有重要意义。本研究考察了不同碳源底物对出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)发酵生产普鲁兰多糖的影响。结果表明,原糖发酵生产的普鲁兰多糖产量要比白砂糖、葡萄糖和淀粉高16%~53%,且多糖颜色较浅;通过正交试验优化后,发酵培养基的普鲁兰多糖产量可以达到12.39 g/L,多糖转化率可以达到26.65%。     

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。     

基于遗传算法进化的人工神经网络(GA-ANN)对葡萄糖发酵生产普鲁兰多糖的条件优化

基于遗传算法进化的人工神经网络,以葡萄糖为原料,对出芽短梗霉产普鲁兰多糖的发酵培养条件进行优化。首先通过单因素试验和Plackett-Burman实验筛选显著因素,再进行Box-Behnken实验建立数据样本,最后利用Matlab建立神经网络模型寻找最优解。结果表明,葡萄糖和酵母抽提物对普鲁兰多糖的合成具有显著的正效应,K₂HPO₄对普鲁兰多糖的合成具有显著的负效应。遗传算法-人工神经网络的决定系数与相对误差分别为0.998 8与1.72%。最终优化获得普鲁兰多糖发酵的最佳培养基组分为葡萄糖150 g/L,酵母抽提物7.1 g/L,MgSO₄·7H₂O 1.4 g/L,K₂HPO₄ 7 g/L,NaCl 7 g/L,自然pH。在此条件下,普鲁兰多糖的产量为83.25 g/L,较优化前提高了79.73%。经济分析表示优化后的培养基成本较优化前降低了约70%。该研究结果为普鲁兰多糖的工业化生产提供了数据支撑,有助于提升普鲁兰多糖在行业中的竞争力。     

茁芽短梗霉P1012产普鲁兰多糖的条件优化

研究了培养基组分(蔗糖、米糠和L-抗坏血酸)及发酵条件(pH、温度、接种量和转速)对茁芽短梗霉P1012(Aureobasidium pullulans P1012)产普鲁兰多糖的影响,以期提高普鲁兰多糖的产量。研究对培养基组分进行单因素试验及优化发酵条件,再结合正交试验考察了三因素(米糠、蔗糖和L-抗坏血酸)两水平对普鲁兰多糖产量的影响,从而优化茁芽短梗霉P1012发酵工艺,并通过上5 L发酵罐发酵培养验证。试验确定最佳培养基配方为蔗糖70 g/L、米糠3 g/L和L-抗坏血酸3 g/L。发酵条件控制为温度28℃、p H 5.0、接种量4%以及转速200 r/min。经5 L发酵罐培养后,测定普鲁兰多糖产量达到43.77 g/L,糖转化率为62.53%。发酵液pH由5.00升至6.56,黏度达到52.10m Pa·s,具有特别的芳香气味。获得茁芽短梗霉P1012的发酵工艺参数,为进入工业化生产提供依据。     

pH值对普鲁兰多糖发酵的影响及其机理分析

探究不同pH值条件对出芽短梗霉CGMCCNO.7055合成普鲁兰多糖的影响。同时通过测定合成普鲁兰多糖的前体尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG)含量及其相关酶磷酸葡萄糖变位酶(phosphoglucomutase,PGM)和UDPG焦磷酸化酶(Uridine diphosphate glucose pyrophosphorylase,UGPase)活性来分析普鲁兰多糖合成机理。结果发现一种双阶段调控pH值的方法,即第一阶段,发酵开始后24 h(OD6200.5)控制初始pH 6.0;第二阶段,发酵24 h后(OD6200.5)调控pH值到5.0并维持恒定,此阶段磷酸葡萄糖变位酶(PGM)和UDPG焦磷酸化酶(UGPase)活性最高。采用该方法使普鲁兰多糖产量达到(92.5±2.41)g/L,生物量达到(13.87±0.89)g/L,经相关性检验发现该发酵条件下普鲁兰多糖产量与尿苷二磷酸葡萄糖含量呈显著负相关关系。     

出芽短梗霉最佳培养条件的研究

本文研究了出芽短梗霉Aureobasidium pullulans发酵生产普鲁兰多糖时的氮源、碳源及发酵条件，得出了菌株产普鲁兰多糖的最佳碳氮比及最适培养条件，结果表明，在本研究条件下，该菌株葡萄糖转化率可达60％以上，多糖产量达到6.0％以上。     

溶氧控制条件对双孢菇发酵产胞外多糖的影响

以双孢蘑菇(Agaricus bisporus MJ-0811)为实验菌种,采用5L自控式发酵罐培养研究溶氧控制条件(搅拌转速和通气量)对双孢菇发酵过程的影响,考察发酵过程中菌体生物量、胞外多糖产量、相对溶氧、葡萄糖含量的变化。结果表明:搅拌转速和通气量对双孢菇的菌体生长和胞外多糖分泌具有显著的影响,并得出较佳的培养条件为:温度25℃、搅拌转速160r/min、通气量0.9vvm,此条件下,培养5d,菌体生物量最高达20.81g/L,胞外多糖产量最高达3.75g/L。     

无机氮源对出芽短梗霉发酵普鲁兰多糖分子量的影响

以出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)CGMCC No.11062为出发菌株,研究五种无机氮源对普鲁兰多糖产量、结构、纯度及分子量的影响。结果表明:无机氮源种类对普鲁兰多糖产量和分子量产生显著影响,未影响普鲁兰多糖结构和纯度。其中,以硫酸铵(1.5 g/L)为唯一氮源时普鲁兰多糖产量达到32.84 g/L,重均分子量(Weight-average Molecular Weight,Mw)最大,为799823ku。硫酸铵浓度对普鲁兰多糖的产量和分子量影响显著,而未显著影响普鲁兰多糖结构。随着硫酸铵浓度的增加,普鲁兰多糖产量和分子量同时增加;当硫酸铵浓度为1.5 g/L时,普鲁兰多糖的产量出现最大值,为32.45 g/L;而当硫酸铵浓度为2.1 g/L,普鲁兰多糖重均分子量(Mw)最大,达到1236958 ku。所有制得的普鲁兰多糖纯度在95%~99%之间。这些研究可为不同分子量普鲁兰多糖生产提供技术指导。     

菊粉酶产酶菌株的诱变选育及产酶条件的研究

以克鲁维酵母（Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ）野生株为出发菌株,经紫外线处理筛选到一株产菊粉酶较高的突变株ＵＶ－Ｇ－４０－３,并对其进行了发酵条件的研究,在菊糖３％、蛋白胨３％、酵母膏１％、ｐＨ５．５、３６℃,装量３０ｍｌ／３００ｍｌ,２４０ｒ／ｍｉｎ摇瓶培养３３ｈ,酶活比野生株提高近一倍,为１３．９Ｕ／ｍｌ。     

微生物多糖结冷胶的发酵过程优化

利用玉米浆和尿素作为廉价氮源进行结冷胶的发酵生产,通过对发酵过程中的初糖浓度、通气量和搅拌转速进行优化,获得具有生产成本优势的新工艺。结果表明:结冷胶发酵的最佳初糖浓度和通气量分别为40g/L和1 vvm;最佳的搅拌转速控制策略为延滞期(0～12 h)400 r/min,对数期(12～32 h)800 r/min,稳定期(32～40 h)400 r/min。在上述条件下,结冷胶产量、黏均分子量和发酵液表观黏度分别为16.7 g/L、625.8 kDa和7495 cP。     

无载体固定化米根霉半连续发酵产L－乳酸工艺研究?

为了选择米根霉半连续发酵产L-乳酸工艺参数,通过单因素试验和正交试验,对接种量、CaCO3添加时间、温度、装液量及转速进行了优化,并采用培养基重复发酵,建立米根霉半连续发酵工艺。其中摇瓶半连续发酵条件为：孢子接种量4%,种子接种量10%,发酵开始时添加CaCO3,装液量为20%～30%,0～36h时发酵温度28～30℃、36～72h时发酵温度32～34℃,转速200r/min。7L磁力搅拌发酵罐半连续发酵工艺条件为：搅拌转速为300r/min,通气量为1.25L/(L·min),温度为32℃。发酵罐重复发酵稳定,产L-乳酸最高达到86%。为米根霉半连续发酵产L-乳酸的工业化生产提供了研究基础。     

猴头菌转化银杏叶提取物(EGB)工艺条件的研究

在前期优化培养基的基础上,本实验比较了摇瓶的温度、pH、装液量和发酵罐培养的通气量、转速和培养时间等不同培养条件对猴头菌转化EGB生物活性的影响。结果显示,含有0.5%的EGB培养基中,猴头菌转化EGB温度为25～30℃,初始pH范围为5.5～6.5,此时对非酶糖基化反应的抑制率较高。同时添加10g/LCaCO3可稳定pH,提高发酵液对非酶糖基化反应的抑制率。20L发酵罐转化EGB最佳工艺条件为72h前通气量为8L/min,72h后为4.8L/min,转速为120r/min。     

利用菊芋菊粉制备R,R-2,3-丁二醇发酵工艺条件的优化

为了提高Paenibacillus polymyxa ZJ-9发酵菊芋菊粉制备R,R-2,3-丁二醇的产量、减少生产成本,考察了发酵温度、pH、接种量和溶氧(搅拌转速)对菌体生长繁殖、菊粉的利用率和R,R-2,3-丁二醇合成的影响。实验结果表明,Paenibacillus polymyxa ZJ-9发酵的最适温度、pH和接种量分别为30℃、6.0和8%。通过对不同搅拌转速条件下的菌体比生长速率μ_x和产物比合成速率μ_p分析,制定了一种两步溶氧控制策略发酵生产R,R-2,3-丁二醇:在发酵前24h,控制搅拌转速调控为240r/min有利于菌体生长,而24h后,控制发酵液搅拌转速调控为160r/min,能有效促进R,R-2,3-丁二醇合成,在上述条件下,R,R-2,3-丁二醇的产量高达27.83g/L,比恒定搅拌转速条件的最大值提高了10.15%。     

粉被虫草液体培养条件的优化

通过摇瓶液体培养正交试验获得了粉被虫草的液体培养条件,即蔗糖2.5%,马铃薯淀粉2%,黄豆0.5%,牛肉膏0.5%,酵母膏0.1%,K2HPO4 0.1%,KCl 0.02%,MgSO4•7H2O 0.05%,pH5～7,装液量(100ml/250ml摇瓶),加15颗玻璃珠作分散剂,5%接种量,旋转式摇床150r/min,28℃培养7d,达到最大菌丝干重31.86g/L,于9d获得最大胞内产物3.13g/L。同时,对摇瓶液体培养和生物反应器液体深层分批培养的动力学做了较系统的研究,无论生物反应器还是摇瓶,其培养过程中相对应的pH、残糖、氨基氮、菌丝干重、胞内产物等参数变化趋势基本一致,但生物反应器培养时间大大缩短,48h即可达到最大菌丝干重29.97g/L,54h达到4.95g/L的最高胞内产物产率。生物反应器设定培养温度28℃、装液量65%、接种量10%、0.2%的消泡剂、搅拌转速350r/min、通气量(12±3)L/min、罐压1.1MPa、初始pH6.5,培养基配方用食用蔗糖3%、蔗糖糖蜜2%、花生0.5%分别替代蔗糖、马铃薯淀粉、牛肉膏以降低成本。实验表明,粉被虫草的液体培养条件基本能达到工业发酵水平的要求。     

裂褶菌菌丝体与胞外多糖发酵条件研究

在7 L发酵罐上进行了裂褶菌发酵生产菌丝体和胞外多糖的研究,采用L_9(3~4)正交试验对发酵条件进行了优化。在7 L发酵罐上裂褶菌的适宜培养条件为:搅拌转速200 r/min、接种量10%(V/V)、通气量200 L/ h,在此条件下发酵120 h,获得的菌丝体和胞外多糖产量最高,分别为16.23 g/L和1.68 g/L。相关性分析表明,裂褶菌菌丝体产量与胞外多糖产量之间存在线性关系。     

一株解淀粉芽孢杆菌产糖条件的优化

为提高一株解淀粉芽孢杆菌LPL061胞外多糖(EPS)产量,采用单因素试验和响应面法,对该菌株的最适培养基成分和发酵条件进行优化。优化后培养基配方为：蔗糖22g/L、酵母膏18.4g/L、pH 7.0;发酵条件为：温度28℃、转速220r/min、接种量3%、发酵时间24h。优化后胞外多糖产量达4.46g/L,比优化前提高了1.51倍。     

锁掷孢酵母产胞外多糖发酵条件优化

为进一步提高酵母菌产酵母胞外多糖（EPS）的能力,该研究以近粉红锁掷孢酵母（Sporidiobolus pararoseus）PFY-Z1为出发菌株,筛选出其最适产糖发酵培养基,并以此为基础,联合应用单因素试验、Plackett-Burman（PB）试验和中心组合设计（CCD）试验,优化菌株产EPS的最佳发酵条件。结果表明,菌株最佳培养基配方为葡萄糖15 g/L,硫酸铵15 g/L,硫酸镁1.8 g/L,氯化钙0.28 g/L,磷酸氢二钾0.24 g/L,氯化钠0.6 g/L。菌株最佳培养条件为培养温度28 ℃、摇床转速210 r/min、接种量5%、装液量100 mL/250 mL、培养时间6 d,培养基初始pH值5.10条件下,EPS含量最高,为（4.60±0.13）g/L,是优化前的1.40倍。该研究为今后利用S. pararoseus PFY-Z1产胞外多糖奠定了基础,同时也为酵母菌EPS的工业化制备和生产提供了理论依据。     

玉米皮渣水解液高密度发酵生产微生物油脂的研究

研究玉米皮渣水解液高密度发酵生产微生物油脂的工艺条件,在10 L发酵规模水平上探讨了玉米皮渣水解液取代度、通气量、搅拌速度对生产微生物油脂的影响。在糖浓度6%,玉米皮渣水解液取代度0.8,通气量0.5 m3/(m3.min),搅拌速度200 r/min,发酵温度(28±1)℃,发酵周期96 h时,菌体生物量达19.43 g/L,油脂含量为42.37%,油脂产量为8.24 g/L。通过气相色谱分析微生物油脂的化学组成,主要成分为C16及C18脂肪酸,与植物油相似,同时转酯化制备的微生物柴油达到了国家标准。