生物工程设备课程建设的思考与实践

生物工程设备是生物工程专业的核心课程。本文结合教改实践,阐述了华东理工大学生物工程设备课程的历史沿革、挑战与机遇,以及课程体系、教材建设、课堂教学、实践环节、师资队伍建设等的教改实践,并对该课程建设中存在的问题和可能遇到的困境,提出了解决的设想。     

中心组合设计优化梅岭霉素发酵培养基

应用中心组合设计对梅岭霉素发酵培养基进行优化。通过部分因子实验对发酵培养基进行评估，确认玉米粉、淀粉和酵母粉是影响梅岭霉素发酵水平的关键因子，通过快速登高法搜索关键组分的适宜浓度范围。在此基础上，采用中心组合设计方法，基关键因子的数学模型，确定关键组分的最佳浓度与优化后的培养基并进行实验验证。经上述优化过程，梅岭霉素发酵单位从51．3μg/ml提高到至231．8μg/ml。     

柠檬酸钠对肌苷发酵过程代谢流分布的调节

基于物料的质量守恒定律和中间代谢物的拟稳态假设,定量研究了柠檬酸钠对肌苷发酵过程不同时段代谢流分布的影响.结果表明,添加的柠檬酸钠能够抑制存在于EMP途径和TCA循环之间的“碳源溢流”.在24 h以后, EMP途径的代谢通量平均降低33％,HMP途径通量平均增加76％,肌苷合成途径通量平均增加77％,最终产苷由17.44 g•L^-1提高到24 g•L^-1, 增幅达37.6％.     

凝结芽孢杆菌的筛选及发酵特性的研究

本研究探讨了六株凝结芽孢杆菌耐高温和高效利用玉米粉生产L-乳酸的特性。首先通过平板初筛后,获得了HL1、HL3、HL4、HL5四株菌。然后进行50、53、55℃发酵培养,结果表明HL5的温度耐受性更强。再以玉米粉糖化液为底物进行5L罐50℃分批发酵,发现HL5的L-乳酸产量、产率以及转化率均最高,分别为115g/L、3.59g/L/h、100.1%。基于上述结果,选择HL5作为适合的耐高温L-乳酸生产菌株。最后本文考察了HL5对玉米粉、木薯粉和纤维素来源糖化液的利用情况,它们的产酸速率分别为4.19、3.75、5.00g/L/h,说明HL5对三种来源糖类均能利用。因此,HL5为乳酸的工业生产提供了菌种基础。     

红曲色素高产菌株的高通量选育

该文结合24深孔板微型化培养和酶标仪检测,建立了红曲色素高产菌株的高通量筛选方法,此法简单、快速、准确且自动化水平较高.确定最佳培养条件为装液量1.2mL/孔(每孔体积为10mL),接种量9％;找出红曲色素最大吸收峰值,确定酶标仪检测波长为530nm;通过紫外-氯化锂复合诱变处理,经过高通量筛选获得9株正突变株,其中菌株D39微孔板发酵色价达42.7U/mL,比出发菌株提高了46.2％;将D39分离纯化并用摇瓶验证,得到纯菌株D39-4的摇瓶发酵色价为206.5U/mL,比出发菌株提高了51.1％,具有很好的工业应用前景.     

增强细胞渗透性对酿酒酵母ATP合成活力的作用研究

研究了一株啤酒酵母在不同培养条件下生长的细胞渗透性及其ATP合成活性,实验检测了氧限制条件下生长酵母的的细胞渗透性,并选用有机溶剂、超声波和气流干燥等通透方法,对培养细胞的渗透性进行了增强处理,考察细胞的渗透性变化对其ATP生产活性的作用。结果表明：渗透性较差的细胞,其ATP生产活力也相对较低,催化腺苷（Ado）生产活性的作用,结果表明：渗透性较差的细胞,其ATP生产活力也相对较低,催化腺苷（Ado）生产ATP转化率低于20％的培养细胞(A-细胞）经通透处理后,转化率能提高30％－100％;渗透性较好、转化率较高的培养细胞（M－细胞）经通透处理后,其完成ATP合成反应的时间相对能缩短1－2h,催化反应速度明显提高。经通透化处理的细胞能更有效地解释胞内物质和表现出较高的乙醇脱氢酶（ADH）和已糖激酶（HK）活性,其ATP生产活性得到不同程度的提高。     

杂交瘤细胞流加培养中葡萄糖和谷氨酰胺的代谢控制

对底物限制的流加培养中杂交瘤细胞HB 58的生长、代谢和单抗生成进行了研究。葡萄糖或 谷氨酰胺限制引起比生长速率下降。葡萄糖限制时,乳酸生成减少,细胞对葡萄糖的得率增 加,乳酸对葡萄糖的得率降低,说明葡萄糖更多地参与三羧酸循环。谷氨酰胺限制时,氨和丙氨酸生成减少,细胞和氨对谷氨酰胺的得率增加,丙氨酸对谷氨酰胺的得率减小,说明谷氨酰胺更多地参与脱氢反应,其有效利用率得到提高。     

发酵工程实验教学改革探索与实践

华东理工大学国家精品课程发酵工程课程建立了“基础、综合、创新”三个层次的发酵工程实验体系.在多年的发酵工程实验教学中,我们形成了导向明确的实验设计、多层面互动的教学方法、多角度的综合评价体系和功能实用的实验教学辅助手段.本文从一线教学实践的角度予以总结,详述了发酵工程实验教学改革的具体措施和经验体会.