马铃薯淀粉水解条件优化及油脂酵母培养研究

以马铃薯淀粉为底物,葡萄糖含量为评价指标,通过响应面法优化淀粉酶解工艺,将水解液用于发酵生产微生物油脂。最佳酶解条件为马铃薯淀粉质量浓度20 mg/mL,加酶量为干淀粉质量3.2%,α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶的质量比2.2∶1,pH 4.1,酶解时间4.1 h,得到最高葡萄糖含量为15.06 mg/mL。向此水解液中添加一定氮源和无机盐用于油脂酵母菌株Y004-2培养,在250 mL三角瓶中其生物量为14.43 g/L,油脂产量5.16 g/L,在5.0 L发酵罐中生物量为14.27 g/L,油脂产量5.10 g/L,其生物量和油脂产量均略高于以葡萄糖为碳源;且菌株Y004-2在以马铃薯淀粉水解液为碳源的培养基中所得油脂的组成与以葡萄糖为碳源的培养基中所得油脂的脂肪酸组成相同。     

用于微生物油脂发酵的木薯淀粉水解工艺的优化

为了提高木薯淀粉的发酵产脂能力,采用正交实验和均匀设计法对木薯淀粉酶法水解工艺进行了优化,结果表明α-淀粉酶量、糖化酶量和液化温度对木薯淀粉水解有显著影响。当淀粉酶量为756 U/g,糖化酶量为602 U/g,液化温度为92°C,其水解DE值达到97.3%。以该水解液进行皮状丝胞酵母B3(T.cutaneum B3)油脂发酵时,其生物量和油脂产量分别为16.38 g/L和7.22 g/L,比葡萄糖作为碳源的生物量和油脂产量高46.25%和41.12%,利用木薯淀粉水解液作为新型发酵碳源生产微生物油脂是一种理想的途径。     

链霉菌产磷脂酶D发酵培养基的优化

为得到产磷脂酶D的最优培养基组成,以一株分离至土壤的链霉菌为研究对象,以菌体浓度和酶活为测量指标,进行单因素和正交试验。以各种碳源、氮源为考察因素,分析各因素对产磷脂酶D的影响,确定最佳碳源和最佳氮源分别为玉米淀粉、大豆蛋白胨和酵母粉。在单因素试验的基础上进行正交试验,确定最佳碳源和氮源的配比。在正交试验结果基础上,通过单因素实验确定无机盐K2HPO4和MgSO4的添加量。最终确定其最佳配方为:玉米淀粉10 g/L,大豆蛋白胨10 g/L,酵母粉5 g/L,K2HPO42 g/L,MgSO40.3g/L。用该配方培养菌株24 h后,酶活达到最高为3.53 U/mL,是优化前的1.63倍,为产磷脂酶D链霉菌大规模发酵提供了依据。     

红曲霉固态发酵产木聚糖酶培养基的响应面优化

研究了碳源、氮源、无机盐对红曲霉M2固态发酵产木聚糖酶酶活的影响。在单因素实验的基础上,采用响应面实验设计对红曲霉固态发酵产木聚糖酶的培养基进行了优化,并建立了玉米粉、牛肉膏、K2HPO4变化的二次回归方程,探讨了各因子对木聚糖酶酶活的影响。最终确定适宜的培养基条件为:玉米粉添加量为1.90g、牛肉膏添加量为0.55g、K2HPO4添加量为0.10g;在该条件下可得到红曲霉M2产木聚糖酶的最大酶活,预测值为1550.62U/g,对实验结果进行验证,得到木聚糖酶酶活为1545.38U/g。     

碳源对烟曲霉WHSW-01产壳聚糖酶的诱导条件优化

为提高烟曲霉WHSW-01产壳聚糖酶的能力,首先确定了该菌产壳聚糖酶受碳源的诱导作用。通过在以壳聚糖为基础碳源的培养基中添加不同碳源,考察该菌细胞生长及产酶的情况,确定了壳聚糖水解液对烟曲霉WHSW-01产壳聚糖酶具有最好的诱导作用。通过考察壳聚糖水解液添加量及添加时间对烟曲霉WHSW-01产壳聚糖酶的影响,探讨了壳聚糖水解液对烟曲霉WHSW-01产壳聚糖酶的最佳诱导条件:发酵12 h后添加发酵液总体积40%的壳聚糖水解液对烟曲霉产壳聚糖酶进行诱导,有利于壳聚糖酶的产生,在此条件下烟曲霉发酵产酶高峰期壳聚糖酶酶活为6.78 U/m L。     

响应面法优化深黄被孢霉发酵生产花生四烯酸的培养基条件

为了降低深黄被孢霉YZ-124生产花生四烯酸的成本,研究了不同添加量的玉米黄浆水对发酵的影响,与葡萄糖培养基相比,在发酵培养基中添加一定量的玉米黄浆水对发酵产量无显著影响.在单因素实验的基础上,利用Design Expert设计了响应面实验,研究了葡萄糖浓度、不同添加量的玉米黄浆水和初始pH对花生四烯酸产量的影响.结果表明,最佳的培养基条件是葡萄糖浓度为90g/L、添加体积分数为25％的玉米黄浆水、初始pH6时,花生四烯酸(ARA)产量达到最大,为3.11g/L.     

响应面法优化微波辅助酶解制备抗性淀粉工艺研究

采用微波辅助酶解制备玉米抗性淀粉,以玉米抗性淀粉收率为指标,在单因素试验基础上,进行BoxBehnken试验设计,对耐高温α-淀粉酶添加量和酶解时间、普鲁兰酶添加量和酶解时间4个因素进行响应面优化试验分析。结果表明4个因素的影响主次关系为普鲁兰酶酶解时间耐高温α-淀粉酶酶解时间耐高温α-淀粉酶添加量普鲁兰酶添加量。响应面优化试验确定微波辅助酶解制备玉米抗性淀粉的最优工艺参数:耐高温α-淀粉酶添加量3 U/g干淀粉、酶解时间30 min,普鲁兰酶添加量8 U/g干淀粉、酶解时间4.5 h。     

绿色木霉液体发酵产纤维素酶的培养基优化

研究液体摇瓶发酵产纤维素酶的最佳培养基组成。通过单因素实验确定了培养基中氮源、碳源和诱导碳源的种类,采用正交试验确定了培养基中4种主要营养成分的组成。结果表明,摇瓶液体发酵产纤维素酶的最佳产酶培养基的种类和组成为：有机氮源蛋白胨和无机氮源硫酸铵的含量分别为11g／L和13g／L,葡萄糖6g/L,磷酸二氢钾10．5g/L,爆破的稻草为13．4g/L;纤维素酶的滤纸酶活为19．22U／mL。     

黑麦麸皮粉发酵生产L-乳酸的研究

主要以α-淀粉酶为主的多种酶协同作用对黑麦麸皮粉乳酸的影响进行了研究。发现添加α-淀粉酶、糖化酶、酸性蛋白酶和纤维素酶能提高黑麦麸皮粉的利用率，从而提高产酸水平，并设计了3因素3水平的正交实验。实验得出各种酶的最适添加量为α-淀粉酶：15U／g干淀粉，酸性蛋白酶：1U／g原料，纤维素酶：15U／g原料，糖化酶：80U／g干淀粉，L-乳酸产量达到25g／L。     

产低温淀粉酶海洋细菌HYM-7发酵条件研究

采用平板初筛和摇瓶复筛等方法,从秦皇岛渤海海域的海水样品中,分离获得产淀粉酶活力较高的菌株HYM-7,初步鉴定为解淀粉类芽孢杆菌(Paenibacillus.amylolyticus),设计单因素和正交实验,确定该菌的最佳发酵条件.结果表明:在装液量50mL液体培养基的250mL三角瓶中,采用单因素实验得最佳接种量为1%,最适产酶时间为48h,最适碳源为玉米淀粉,氮源为大豆粉,Ca2+和Mg2+可显著提高产酶量;采用正交实验得最适发酵培养基配方(g/L):玉米淀粉4、大豆粉10、可溶性淀粉2、MgSO4 0.2、CaCl2 0.4.对优化的发酵培养基进行验证,测得酶活力为34.62U·mL-1,较基础培养基酶活提高60.8%.     

红法夫酵母与环状芽孢杆菌混合培养破壁提取虾青素的研究

环状芽孢杆菌能以红法夫酵母细胞壁为唯一碳源进行发酵产胞壁溶解酶,将红法夫酵母与环状芽孢杆菌混合培养,可使环状芽孢杆菌在生长的同时产酶并逐渐溶解酵母细胞壁,从而提取虾青素。通过对红法夫酵母与环状芽孢杆菌两阶段混合培养条件的优化,总结出红法夫酵母产虾青素及酶法破壁提取的适宜工艺为:培养基初始糖浓度为30g/L,环状芽孢杆菌的最佳接种时间为红法夫酵母培养60～72h,接种量为10mL/L(1010个细胞/mL),接种后最适培养温度为30℃,pH为6.5,总发酵时间为120h,在此条件下,红法夫酵母虾青素产量可达到8960.2μg/L,虾青素最终提取率可达到96.8%。     

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%。     

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。     

金属离子对法夫酵母产虾青素影响的研究

为了研究金属离子对法夫酵母产虾青素的影响并优化出有利于法夫酵母产虾青素的金属离子,用单因子实验方法研究不同离子对法夫酵母产虾青素的影响并用正交实验方法对金属离子进行了配比优化。在培养基中添加Zn2+和Mn2+能增加细胞干重,在培养基中添加Zn2+、Fe3+、Mn2+和Cu2+能使培养液中虾青素的浓度增加,在培养基中添加Fe3+和Cu2+能使细胞中虾青素的含量增加。在培养基中添加3μmol/L的Mn2+、1μmol/L的Zn2+、1μmol/L的Fe3+、5μmol/L的Cu2+有利于法夫酵母虾青素的合成,用这些金属离子批式培养法夫酵母,总细胞得率为0.349 g/g(葡萄糖),总虾青素得率为0.266 mg/g(葡萄糖),细胞内虾青素最高含量为0.81 mg/g。     

红发夫酵母产虾青素培养参数的优化

在摇瓶中应用二次正交旋转组合设计 ,研究了不同培养时间、接种量、种子液培养时间和装液量对红发夫酵母PhaffiarhodozymaAs2 15 5 7培养生产虾青素的影响 ,并对培养参数进行了优化。结果表明 ,接种量、培养时间和装液量对P rhodozymaAs2 15 5 7虾青素的合成有显著影响 ,最佳虾青素合成参数为 :装液量每瓶 2 5mL( 2 5 0mL摇瓶 ) ,摇瓶培养时间84h ,接种量 12 % ,种子培养时间 5 4h。     

红发夫酵母生长和虾青素积累培养参数的优化

在摇瓶中应用二次正交旋转组合设计研究了不同培养时间、接种量、种子液培养时间和装液量对红发夫酵母Phaffia rhodozyma As2.1557生长和细胞虾青素含量的影响,并对培养参数进行了优化.结果表明:接种量、培养时间和装液量对Phaffia rhodozyma As2.1557生长和虾青素积累有显著影响,最佳生长参数为:装液量每瓶30 mL(250 mL摇瓶),摇瓶培养时间96 h,接种量12%,种子培养时间60 h.     

pH-stat控制流加培养红发夫酵母产虾青素

通过酸碱流加培养、混合碳源-氨水流加培养、混合碳源-尿素流加培养等pH-stat控制流加培养红发夫酵母产虾青素。pH-stat控制流加培养与分批培养相比较,生物量及虾青素产量都有不同程度地提高。从提高虾青素产量和降低生产成本综合考虑,混合碳源-氨水流加培养是最理想的方法,培养96 h虾青素产量最高达到19.94 mg/L。     

基因组改组鼠李糖乳杆菌生产L-乳酸发酵培养基的优化

通过单因素试验确定了耐酸性强、高产L- 乳酸的改组菌株Lc-F34 的发酵最适碳源为葡萄糖、初始葡萄糖浓度为90～110g/L,淀粉葡萄糖水解物可以作为乳酸发酵的碳源;最适氮源为酵母抽提物,玉米浆次之,玉米浆可以部分或全部代替酵母抽提物作为乳酸发酵的氮源;适量的MgSO4 和MnSO4 对该菌株的发酵有刺激作用,MgSO4 最适浓度为0.3%,MnSO4 最适浓度为0.05%。