pH值对聚唾液酸分批发酵的影响及补料发酵

研究了不同pH值对聚唾液酸发酵过程中菌体生长和产聚唾液酸的影响.发酵初期pH自然下降时有利于菌体生长,菌体生长对数期较长,最大菌体干重可达6.9g/L;发酵中后期pH控制在6.4时有利于聚唾液酸的延续合成,合成对数期比其它pH条件下的合成对数期延长了11h.动力学特性表现为部分相关模式,而在其它pH条件下,动力学特性表现为相关模式.对聚唾液酸的流加补料发酵进行了初步研究,最终使菌体干重达到11.16g/L,聚唾液酸产量达到2.606g/L.     

高产γ-氨基丁酸富锌乳酸菌的分批及补料发酵研究

以短乳杆菌BS2为研究对象,根据已优化的培养条件,使用15L发酵罐进行分批及分批补料发酵实验,在严格控制条件下观察γ-氨基丁酸(GABA)的生物转化过程,克服摇瓶发酵的不足。采用初始pH值为5,发酵期间不控制pH值的条件下进行分批发酵;而后通过发酵期间控制pH值为5的条件下再次进行分批发酵,GABA含量得到有效提高,而谷氨酸钠和葡萄糖分别在32h和44h基本耗尽;然后采用初始pH值为5,发酵期间控制pH值不变的条件下分别在32h补入谷氨酸钠,44h补入葡萄糖,其中,补加550g/L葡萄糖200mL,630g/L谷氨酸钠200mL。补料发酵时,两者流加速度均为11.1mL/min,流加18min。流加结束后培养基中葡萄糖和谷氨酸钠含量达到18g/L以上,基本达到在初始发酵时的质量浓度,而谷氨酸钠在56h基本耗尽,GABA产量达到22.5g/L,最后在56h第2次补加谷氨酸钠,操作同上,GABA产量在104h达到33g/L以上。     

pH控制策略及pH反馈流加培养法提高罗氏产碱杆菌的聚羟基丁酸产量

通过控制不同的pH以及利用pH反馈来控制培养基的流加方式等方法提高罗氏产碱杆菌的生物量及聚羟基丁酸(PHB)的产量。根据罗氏产碱杆菌在分批培养及不同流加培养基的实验中,确定了pH反馈流加培养基的方法。利用该方法在发酵过程中补加400 g/L的葡萄糖和100 g/L的酵母浸粉,并且将该过程的pH控制在6.7~6.9。在此条件下罗氏产碱杆菌的干重达到22.52 g/L,PHB浓度可到13.61 g/L。罗氏产碱杆菌的生物量及PHB浓度分别提高了12.44%和5.07%,结果表明采用pH反馈控制培养基的流加方式可以提高PHB的产量。     

乙酸与钾离子强度对聚唾液酸合成及过程分子质量变化的影响

聚唾液酸是由大肠杆菌K235合成的一种Group Ⅱ型胞外多糖。发酵液中有机酸积累、pH控制方式和K_2HPO_4对聚唾液酸合成和分子质量有较大影响。该研究发现,代谢累积有机酸及外源乙酸胁迫使得聚唾液酸产量和分子量降低;相比摇瓶所需100 mmol/L的K_2HPO_4,在发酵罐控制pH发酵时,20 mmol/L左右的K_2HPO_4可以获得较高的聚唾液酸分子量和产量;在发酵16 h后把氨水变成KOH流加来控制pH,并补入适量胰蛋白胨作为有机氮源,聚唾液酸产量有所提高,而且在发酵结束前较长时间内聚唾液酸的产量和分子质量维持稳定状态。     

PH值及底物对副干酪乳杆菌发酵生产苯乳酸的影响

在7.5 L发酵罐中研究pH值及流加苯丙酮酸和葡萄糖对副干酪乳杆菌W2分批发酵产苯乳酸（phenyllacticacid,PLA）的影响。结果表明：发酵液初始pH值、底物葡萄糖和苯丙酮酸对菌体生长和产物产量都有影响。控制发酵液pH值为6.5,采用间歇流加苯丙酮酸及连续流加苯丙酮酸和葡萄糖,发酵36 h后PLA产量分别达到1.148 g/L和2.121 g/L,苯丙酮酸的转化率分别为62.19%和47.2%,与分批发酵相比分别提高41.72%和161.53%。     

双底物指数流加和双阶段溶氧控制对谷氨酸棒状杆菌生产L-异亮氨酸的影响

为了实现L-异亮氨酸的高效生产,提高谷氨酸棒状杆菌YILW生产L-异亮氨酸的产量和生产强度,在详尽分析磷酸盐和玉米浆初始浓度对L-异亮氨酸发酵影响的基础上采用了双底物(玉米浆、磷酸盐)指数流加与双阶段溶氧相结合的控制策略进行L-异亮氨酸发酵。结果表明,最佳磷酸盐和玉米浆浓度分别为1.5 g/L和35 mL/L,此条件下分批补料发酵菌体生物量和L-异亮氨酸产量分别为27.66 g/L和25.89 g/L。在生长阶段进行双底物指数流加并结合双阶段溶氧控制,发酵60 h菌体生物量和L-异亮氨酸产量分别为32.29 g/L和31.32g/L,较优化前分别提高16.73%和20.97%。     

丙酮酸钠与流加发酵结合对唾液酸产量的影响

利用微生物发酵法生产唾液酸,凭借其原料价格低廉,唾液酸收率高,产品质量稳定,易于实现连续化生产等优势而备受关注。探讨不同含量的前体物质丙酮酸钠对大肠杆菌K235发酵产唾液酸的影响,以及结合流加发酵进一步提高终产物产量的策略。以唾液酸质量浓度和菌体干质量为参数,通过单因素试验和一次性补料方法分别确定丙酮酸钠的最佳添加量和最佳补料期。试验结果表明,用三口烧瓶模拟发酵罐,在发酵初期添加4 g/L的丙酮酸钠,其发酵液经酸水解后,唾液酸产量达到4.10 g/L。用3.7 L自动生物发酵罐验证,唾液酸产量达到5.24 g/L,比不添加丙酮酸钠时唾液酸的产量提高了146%。丙酮酸钠在发酵8 h时一次性补料,发酵罐中唾液酸的产量达到6.47 g/L,比在单一的分批培养模式中添加丙酮酸钠提高了23.5%。     

基于高通量生物反应器和分段式pH反馈补料技术发酵生产L-赖氨酸

利用高通量生物反应器,以在线监测的p H为直接反馈补料信号,以葡萄糖、氨水和硫酸铵混合溶液为流加液进行补料发酵生产L-赖氨酸。当流加液中葡萄糖含量均为360 g/L时,对流加液中硫酸铵添加量、氨水添加量和发酵培养基接种量进行了单因素优化,确定一段式流加培养最佳条件为氨水添加量180 m L/L、硫酸铵添加量40 g/L、接种量为5 m L/45 m L培养基。分段式补料培养研究结果表明,在赖氨酸发酵的不同阶段采用不同配比的流加液进行分段式培养可以进一步提高赖氨酸的产酸浓度,同时降低残糖和残铵氮含量。三段式p H反馈补料发酵可以将赖氨酸产酸浓度提高到(56.85±0.98)g/L,与二段式和一段式相比分别提高8.65%和23.64%。     

赖氨酸发酵工业化研究——赖氨酸流加发酵中氮源浓度的选择及控制模式

以黄色短杆菌(Brevibacteriumflavum)WSHL1为产生菌,研究确定了2.5L罐赖氨酸流加发酵中氮源浓度的初始值及过程控制模式。首先分析了不同初始有机氮源浓度对赖氨酸流加发酵过程菌体生长、产物积累以及微生物稳定性的影响,并得到适宜的初始有机氮源浓度为20g/L;在流加糖液中添加10g/L的有机氮源使发酵产酸和产物对耗糖转化率分别达到109.0g/L和38.5%。在分析pH值反馈控制铵离子浓度时的发酵液硫酸铵浓度变化过程的基础上,提出了葡萄糖浓度反馈控制铵离子浓度的基质流加模式。对铵离子浓度采取复合反馈控制方式后,发酵64h,赖氨酸盐酸盐浓度和产物对葡萄糖的转化率分别达到119.0g/L和40.2%。     

产ε-聚赖氨酸菌补料分批发酵工艺的研究

探讨了白色链霉菌产ε-聚赖氨酸补料分批发酵工艺中,p H调控方式、碳源、氮源、转速调控方式对ε-聚赖氨酸菌体生长和产物合成的影响。结果表明:通过在发酵中后期控制搅拌转速400r/min,葡萄糖初始浓度为50g/L,氨水流加控制p H为4,流加补料培养基中硫酸铵浓度控制为6%的工艺条件下,可获得ε-聚赖氨酸产量20.6g/L,生物量24.4g/L,分别比优化前提高了155%和37.2%。     

Lactobacillus plantarum 163产细菌素食品级培养基筛选及发酵条件优化

为获得Lactobacillus plantarum 163最佳食品级培养基,首先筛选出Lb. plantarum 163食品级培养基配方,即白菜汁200 mL/L、番茄汁50 mL/L、葡萄糖10 g/L、K2HPO4 2 g/L,蒸馏水补足至1 L。Plackett-Burman试验设计筛选出Lb. plantarum 163食品级培养基配方的关键因子,即接种量、K2HPO4添加量、pH值和大白菜汁添加量。通过Box-Behnken试验构建了Lb. plantarum 163食品级培养基二次多项式模型,得到理想发酵条件,即K2HPO4 1.89 g/L、大白菜汁341.5 mL/L、接种量3.56%、pH 6.95,其抑菌活性比优化前增加30%以上。     

大肠杆菌离子束诱变结合呼吸商在线实时调控高产聚唾液酸

Escherichia coli ATCC13027能产生聚唾液酸（polysialic acid,PSA）,为实现其产业化应用,采用菌种诱变结合发酵工艺优化以提高PSA产量。首先采用低能氮离子束注入诱变获取不同产量的变异菌株,然后比较3 株不同产量菌株在发酵过程呼吸商（respiration quotient,RQ）的变化规律,最后根据玉米浆干粉脉冲式补入对RQ的影响制定相应的补料策略。结果表明：离子束注入量选择10×1014 ion/cm2时,得到1 株PSA产量高达3.94 g/L的突变株,比出发菌株产量提高了36.81%。通过比较3 株菌的RQ变化规律发现PSA生产速率最高时对应RQ值最低,而脉冲式补入玉米浆干粉对RQ会产生显著影响（P＜0.01）,因此在50 L罐上发酵16 h后开始流加玉米浆干粉将RQ控制在0.8,最终PSA产量达到12.83 g/L,比对照提高了45.30%,比出发菌株产量提高了88.95%。本研究为PSA产业化提供了优良的菌株及在线实时调控PSA生产的思路,为PSA产业化提供一定理论支持。     

以蔗糖为原料明串珠菌发酵生产甘露醇

肠膜明串珠菌CGMCC 1.10327为发酵菌株,质量浓度为2%的蔗糖为底物,采用分批发酵,研究甘露醇的生成。为了优化甘露醇的生成,分别考察了添加5 g/L的葡萄糖、3种盐(K2HPO4、乙酸钠、柠檬酸铵)、不同的初始pH和加入0.2%的CaCO3对产甘露醇的影响。结果表明,葡萄糖的加入有助于提高甘露醇的产量。3种盐(K2HPO4、乙酸钠、柠檬酸铵)对甘露醇的生成有明显的影响,当分别为2 g/L、5 g/L和2 g/L时,甘露醇的产量最高。最佳的初始pH=6。向培养基中加入0.2%的CaCO3,甘露醇的产量明显的降低。     

粘红酵母苯丙氨酸解氨酶合成条件优化

首先利用Plackett-Burman设计及最陡爬坡试验对在摇瓶中对粘红酵母合成苯丙氨酸解氨酶的培养基和培养条件进行优化筛选,然后通过单因子试验确定最适诱导物。在此基础上,进行发酵罐葡萄糖浓度、产酶pH值以及诱导物添加时间的优化。结果显示优化的发酵培养条件为葡萄糖1g/L,蛋白胨35g/L,NaCl 5g/L,KH2PO4 0.25g/L,（NH4）2HPO4 1.5g/L;接种量4%;初始pH值为5;控制产酶pH值为7;诱导物为L-苯丙氨酸,分别在发酵8h和26h时添加;在上述优化条件下,最高比酶活为40.85U/g,比未优化前提高了7.3倍。     

Xanthomonas ampelina发酵培养基组成的优化

本文采用正交实验的方法优化了Xanthomonas ampelina TS206发酵培养基的配方,从而达到了提高冰核活性细菌发酵所得的生物量和细菌的冰核活性的目的。实验结果表明较优化的培养基配方为:牛肉膏3.0g/L、蛋白胨5.0g/L、甘油25.0g/L、蔗糖20.0g/L、山梨醇2.0g/L、酵母粉20.0g/L、玉米浆20.0g/L、K2HPO4 1.5g/L、pH=7.0;最终发酵液的生物量达到8.2g/L(干重),冻滴率达到81%。     

低色素出芽短梗霉G-58发酵的初步研究

研究了培养基组分和培养条件对低色素出芽短梗霉变异株G-58发酵的影响。最佳培养基组分是（g/L）：蔗糖50，（NH4）2SO4 0．6，K2HPO4 6，MgSO4 0．4，NaCl4，酵母膏0．4，初始pH6．5；在此条件下，G-58多糖产量24.5g/L，即糖转化率49％，发酵液颜色乳白无色素。     

芽孢杆菌M-21产β-甘露聚糖酶发酵条件研究

从土壤中分离筛选出产β-甘露聚糖酶的芽孢杆菌(Bacillus sp.)M-21,通过单因素实验和正交优化实验,确定了其最佳发酵产酶条件。菌株的产酶最适培养基组成包括(g/L)碳源:瓜尔豆胶4,复合氮源:豆粉20、(NH4)2HPO45,其他无机盐组分:K2HPO4.3 H2O1、MgSO4.7 H2O 0.5、NaCl 0.5、CaCl20.1、FeSO4.7 H2O0.001。产酶最适培养条件:培养基初始pH8.0,接种量4%,装液量50 mL/250 mL三角瓶,32℃180 r/min振荡培养36 h。此条件下酶活力最高可达1 487 U/mL。     

Bacillus subtilis CICC 20034产脂肪酶的培养条件研究

目的优化Bacillus subtilis CICC 20034产脂肪酶的培养组分和发酵条件,为后续深入研究提供数据资料。方法优化不同碳源、氮源、金属离子和培养基复配发酵培养组分;优化培养温度、pH、培养时间进一步提升菌株产酶能力。结果最佳利用碳源为甘油,无机氮源比有机氮源更有利于脂肪酶生产,优化培养组分为：10gm甘油,10g／LNH4Cl,8g／LNa2HPO4·12H2O,2g／LK2HPO4,0．5g／LMnSO4。最适培养pH6．0,温度30℃,发酵周期28h。结论通过前期优化筛选,获得脂肪酶活性达24．16U／mL,为后续深入优化和代谢调控提供了良好的数据资料。     

正交实验设计优化茁霉多糖发酵工艺

采用正交实验设计方法对出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)生产茁霉多糖的发酵工艺进行了优化。首先,采用单因素实验确定生产影响茁霉多糖产量的培养基组成成分和发酵条件,然后进行培养基正交实验,得到最优的培养基组合,并用此培养基进行发酵条件的正交实验,获得生产茁霉多糖最优的发酵条件。最优的培养基组成为:蔗糖100g/L、玉米浆3g/L、K2HPO42g/L和NH4NO30.4g/L,最优的发酵工艺为:初始pH6.0、装液量10%、接种量3%、种龄72h、发酵时间6d、摇床转速180r/min、发酵温度29℃。优化发酵工艺条件下茁霉多糖的产量为34.98g/L。     

响应面法优化短短芽孢杆菌FM4B的发酵培养基

采用Plackett-Burman法考察发酵培养基中各组分对抗真菌活性物质产量的影响。结果表明：葡萄糖、蔗糖、K2HPO4的质量浓度对抗真菌活性物质产量影响显著。再采用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,并结合Box-Behnken响应面法对3个主要因素进行分析,得到优化的发酵培养基组成(g/L)：葡萄糖6.1、蔗糖31.3、蛋白胨23.1、K2HPO4 0.825、MgSO4·7H2O 0.5。采用该法优化所得的培养基,其抑菌圈面积增加了42%。