乳杆菌Lactobacillus sp.lxp发酵高产L-乳酸研究

筛选得到一株乳杆菌Laetobaeillus sp．,进行发酵生产高浓度L-乳酸的研究。考察了种龄、接种量、温度和不同pH调节剂对乳酸发酵的影响。结果表明：最佳种子培养时间为15h;最佳接种量为15％;最适培养温度为42℃;与氨水和氢氧化钠相比,碳酸钙更适于作为发酵过程的pH调节刺;以葡萄糖为碳源,添加豆粕水解液和玉米浆作为辅料,2L罐培养120h,L-乳酸质量浓度可达202 g/L,糖转化率91．3％,L-乳酸占发酵液中总酸含量98％以上。     

四环素抗性重组鼠李糖乳杆菌的构建

将含有鼠李糖乳杆菌同源序列的自杀质粒pUC-ldhD-Ter转化到鼠李糖乳杆菌JCM 1553中,成功获得2株含四环素抗性的重组鼠李糖乳杆菌GL-1和GL-2。采用PCR技术鉴定重组菌株染色体基因组上含有四环素抗性基因Ter;生长曲线说明四环素抗性基因的插入对鼠李糖乳杆菌的生长没有较大影响。抗性菌株GL-1和GL-2在含10%葡萄糖的摇瓶发酵培养基发酵结果显示:37℃,200 r/min发酵40h,菌体密度OD₆₀₀最大达到25.49和24.66,残糖含量为0.60%和0.63%,L-乳酸最高产量为93.956 g/L、93.693 g/L,葡萄糖转化率达到94.82%、94.56%,与原始菌株没有显著区别。     

鼠李糖乳杆菌遗传转化方法的优化

采用原生质体电转化和PEB电转化方法向鼠李糖乳杆菌LA-04-01中导入外源基因。在培养过程中使用甘氨酸和青霉素辅助溶菌酶处理细胞制备原生质体,得到300个/μg的转化子。使用PEB缓冲液处理细胞,使转化率稳定达到6×105个/μg,建立了针对鼠李糖乳杆菌简便高效的转化方法,为进一步的基因操作提供了便利。     

鼠李糖乳杆菌LV108及其发酵乳免疫调节作用的比较

目的 探讨鼠李糖乳杆菌LV108及其发酵乳对免疫抑制小鼠免疫功能的调节作用。 方法 将BALB/c小鼠随机分为5组,每组10只,即空白组(正常小鼠)、模型组(免疫抑制小鼠)、药物组(免疫抑制小鼠食物中添加左旋咪唑)、LV108菌悬液组(免疫抑制小鼠食物中添加LV108菌悬液)和LV108发酵乳组(免疫抑制小鼠食物中添加LV108发酵乳),除空白组外其余组构建免疫抑制小鼠模型。干预4周后,分别测定各组小鼠体质量和脏器指数,血清中白细胞介素2(IL2)、肿瘤坏死因子α(TNFα)和免疫球蛋白G(IgG)含量,血清溶血素含量、耳肿胀度和肝、脾巨噬细胞吞噬能力。 结果 相比模型组,LV108菌悬液组和LV108发酵乳组小鼠体质量增长速度、脏器指数、血清IL2与IgG水平、血清溶血值、耳肿胀度和巨噬细胞吞噬能力显著升高(均P结论 LV108菌体及发酵乳对免疫抑制小鼠具备较全面的免疫调节作用,均可提高小鼠的自身免疫力;LV108发酵乳对小鼠的免疫调节作用强于LV108菌体。     

L-乳酸脱氢酶在大肠杆菌BL-21(DE3)中的表达

为了在大肠杆菌中构建利用葡萄糖生产L-乳酸的途径,以鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)LA - 04 -01基因组为模板,设计引物扩增L-乳酸脱氢酶基因L-ldh.将该基因连接到表达栽体pET-28a(+)上,并转化大肠杆菌Top10.通过卡那霉素抗性平板筛选,提取重组质粒pET28a-L-ldh并测序,结果正确.将pET28a-L-ldh转化大肠杆菌BL-21( DE3),通过卡那霉素抗性平板筛选,得到产乳酸的大肠杆菌基因工程菌.经IPTG诱导后,SDS-PAGE电泳,检测到目的蛋白条带,L-乳酸脱氢酶比酶活力达到9.44 U/mL.该基因工程菌通过摇瓶发酵,L-乳酸产量达到3 g/L,成功构建出一条在大肠杆菌中生产L-乳酸的新途径.     

芽孢乳杆菌发酵葡萄糖制备D(-)-乳酸的研究

在国内首次报道了发酵法制备D(-)-乳酸,采用芽孢乳杆菌(Sporolactobacillus sp．)从葡萄糖发酵制备D-乳酸。该发酵为微需氧,发酵培养基组成(g/L):葡萄糖60,酵母膏6,玉米浆5,NH4NO3l,麸皮2,NaH2PO4 4,CaCO340。发酵液的初始pH为7．0.在最佳条件下,37℃发酵72h可产40．7g/L的D-乳酸,葡萄糖转化率67．83％。通过离子配位色谱分析,产物的D-乳酸光学纯度为96．04％e．e．。     

基因组改组提高干酪乳杆菌耐酸性生产L-乳酸

首先采用紫外线与亚硝基胍两种传统微生物诱变方法对干酪乳杆菌进行诱变,经低pH平板、碳酸钙平板和摇瓶试验获得了5株耐酸性提高的突变菌株.以获得的突变菌株为出发菌株,应用灭活双亲原生质体融合后致死损伤得到互补获得活性融合子的方法,对其进行基因组改组,经过低pH平板、碳酸钙平板和摇瓶筛选,获得4株可以在pH3.8平板上旺盛生长且产酸量较高的改组菌株.将改组菌株与原始菌株分别于pH 3.8和3.4的YE液体培养基中培养,改组菌株能够在原始菌株无法生存的pH条件(pH 3.4)下生长.在pH 3.8的条件下,对改组菌株与原始菌株的发酵特征进行比较,37℃发酵48小时后,改组菌株产酸量为原始菌株的2.4倍,表明基因组改组技术能有效提高多基因调控表型的进化.     

产L-乳酸凝结芽孢杆菌发酵条件的初步研究

对经N+离子注入筛选到的L-乳酸高产菌株BacilluscoagulansRS12-6的发酵条件进行了初步研究。主要研究了 通气量、温度及pH值等培养条件对菌体生长及产酸的影响。确定最佳培养条件及最佳碳源、氮源配比。     

一株乳杆菌对蒸汽爆破处理纤维物料的乳酸发酵研究

用筛选得到的一株乳酸杆菌ZJU-1(Lactobacillus sp．)对蒸汽爆破预处理纤维物料的乳酸发酵进行了研究,结果表明该菌株能对蒸汽爆破处理的纤维物料酶解液进行乳酸发酵,在还原糖质量浓度为52．1mg/mL时,乳酸量为42．1mg/mL;与纤维素酶的酶解过程相耦合,对蒸汽爆破处理的物料进行同时糖化乳酸发酵。其发酵周期比分步糖化发酵的过程周期短,在底物质量分数为80mg/mL,接种量为10％,温度为45％时,乳酸量为45．3mg/mL。     

ldhL-ldb0094基因敲除对保加利亚乳杆菌产L-乳酸的影响

以保加利亚乳杆菌Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus CICC21101为出发菌株,利用PCR扩增L-乳酸脱氢酶(ldhL)基因上下游序列ldhL1、ldhL2,获得ldhL基因缺失且包含上下游序列的片段,连接到乳酸菌专用温敏性基因敲除质粒pGhost4,将构建好的敲除载体电转入保加利亚乳杆菌CICC21101,低温筛选。结果表明,成功获得敲除ldhL基因的敲除突变株,敲除后的工程菌D-乳酸产量由30. 5g/L降为4. 8g/L,L-乳酸的产量由25. 4g/L增至58. 3g/L,光学纯度由54. 56%增至90%。同时发现ldhL-ldb0094基因的敲除致使ldhL-ldb1020表达的上调,D-乳酸脱氢酶(ldbD)基因表达量没有变化,ldhL基因敲除株的成功构建将为进一步研究该基因在保加利亚乳杆菌中的功能及后续高光学活性D-乳酸工程菌构建奠定基础。     

Growth and lactic acid production in batch culture of Lactobacillus rhamnosus in a defined medium

To facilitate metabolic analysis, batch fermentations of Lactobacillus rhamnosus were carried out in a new defined medium. Biomass at 10.5 g/l and lactic acid at 67 g/l with a YP/S of 0.84 were achieved. The maximum specific growth rate and the average productivity were 0.49/h and 2.48 g/l.h, respectively. These are comparable to those of this organism and related organisms in complex media. Preliminary amino acid studies were also conducted, highlighting the importance of serine, asparagine, glutamine and cysteine. Kinetic analysis revealed that lactic acid production was predominantly growth-associated with growth associated and non-growth associated lactic acid constants of 0.389 mol/g-cell and 0.0025 mol/g-cell.h, respectively. Finally a kinetic model has been included to describe the fermentation of L. rhamnosus.     

L-乳酸的发酵生产和聚L-乳酸的化学加工

L-乳酸广泛应用于食品、医药、日化和工业等各个领域。近年来随着石化资源的不断紧缺,众多化学合成的高分子材料的生产受到了限制。以生物质资源为基础的L-乳酸因此被大量用于加工生产成聚L-乳酸等环境友好型生物可降解材料。正是由于L-乳酸需求量的增大,如何高效低成本地生产L-乳酸显得尤为重要。系统综述了L-乳酸生产菌株的选育,用于L-乳酸发酵生产的廉价资源的开发利用,L-乳酸的发酵生产和L-乳酸的分离纯化等方面的研究进展。目前研究的热点和难点正是基于上述四个部分:菌种方面,以可以高效代谢利用廉价底物,且营养需求低的选育目标获得了多个优良的生产菌种,然而具备综合代谢优势的菌种还有待进一步选育;发酵底物方面,已开发利用多种廉价,来源丰富且易于菌种代谢并高效转化成乳酸的底物,但是对这些底物工业规模应用还有待进一步研究;发酵工艺方面,建立了环境友好型,劳动强度低的发酵工艺,然而实际应用中仍然存在成本高的问题;后提取方面,通过选育低营养需求的生产菌种和采用新型发酵工艺有效地简化了后提取过程,但是实际应用方面仍受发酵工艺成本高的制约。最后对聚L-乳酸的化学加工以及聚L-乳酸的生物降解进行了探讨并提出了一些建议。     

马铃薯淀粉同步糖化发酵制备L-乳酸条件的统计学优化

以马铃薯淀粉为原料,采用同步糖化发酵方法制备乳酸。通过Plackett-Burman实验设计对影响乳酸产量的7个因子进行筛选,结果表明淀粉质量浓度、糖化酶用量和发酵温度3个因素对乳酸产量影响显著。利用最陡爬坡试验逼近最大响应区,采用中心复合实验设计及响应面分析法进行回归分析,建立影响乳酸产量的二次模型。模型求解得出最优淀粉质量浓度为271.89g/L,糖化酶用量为265.09U/g,发酵温度为39.05℃,最大理论乳酸产量为196.99g/L。3批验证实验结果平均值与预测值接近,表明该模型与实际情况拟合良好,实际最大乳酸产量为193.6g/L,较优化前提高了13.9%,L-乳酸的平均纯度达到95.2%。     

Effects of the addition of different nitrogen sources in the tequila fermentation process at high sugar concentration

AIMS: To study the effect of the addition of different nitrogen sources at high sugar concentration in the tequila fermentation process. METHODS AND RESULTS: Fermentations were performed at high sugar concentration (170 g l(-1)) using Agave tequilana Weber blue variety with and without added nitrogen from different sources (ammonium sulfate; glutamic acid; a mixture of ammonium sulfate and amino acids) during the exponential phase of growth. All the additions increased the fermentation rate and alcohol efficiency. The level of synthesis of volatile compounds depended on the source added. The concentration of amyl alcohols and isobutanol were decreased while propanol and acetaldehyde concentration increased. CONCLUSIONS: The most efficient nitrogen sources for fermentation rate were ammonium sulfate and the mixture of ammonium sulfate and amino acids. The level of volatile compounds produced depended upon types of nitrogen. The synthesis of some volatile compounds increased while others decreased with nitrogen addition. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: The addition of nitrogen could be a strategy for improving the fermentation rate and efficiency in the tequila fermentation process at high sugar Agave tequilana concentration. Furthermore, the sensory quality of the final product may change because the synthesis of the volatile compounds is modified.     

玉米芯稀酸水解及L-乳酸发酵研究

对玉米芯稀硫酸水解条件及糖化液发酵L-乳酸进行了初步研究。结果表明,玉米芯木聚糖最适水解条件为2%H2SO_4、120℃、30 min、固液比1:10,糖化液还原糖含量可达40.8 g/L,主要成分为木塘。细菌A-19可以利用水解液中的葡萄糖和木糖产酸,最适发酵条件为45℃、pH 6.5,从45℃～51℃、pH 5.5～pH 6.5产量均较高。用未浓缩的水解液发酵24 h,L-乳酸产量为30.6g/L,残糖为1.6 g/L,糖酸转化率为82.6%;用浓缩1倍的水解液发酵48 h,L-乳酸产量为41.4 g/L,残糖4.1g/L,糖酸转化率为68.2%,在发酵48 h后继续补料发酵至72 h(补料液为浓缩3倍的水解液),L-乳酸产量为50.9 g/L,残糖6.3 g/L,糖酸转化率为71.8%。该研究为利用木质纤维素生产L-乳酸奠定了一定基础。     

拟干酪乳杆菌发酵L-乳酸合成培养基的优化

为开发一种适合于乳酸发酵过程代谢流分析(MFA)的合成培养基,以拟干酪乳杆菌Lactobacillus paracasei为对象,考察主要营养成分对其生长和乳酸合成的影响.在合成培养基的优化过程中,先确定了影响菌体生长和乳酸合成的主要营养物质及其浓度范围,针对葡萄糖、混合氛基酸、核苷类物质、维生素等生长因子、混合磷源、CaCO3六大类营养成分,使用正交试验法先后设计了六因素五水平和四因素三水平正交试验以及氨基酸梯度试验和氨基酸缺失试验,得到了最佳培养基组成(1L):葡萄糖80g、醋酸钠2g、吐温-80 1 mL、柠檬酸氢二铵1g、金属离子0.72g、混合氨基酸3.925g、核苷类物质0.15g、维生素等生长因子0.075g、混合磷源0g、CaC03 35g.以半合成培养基为对照,考察优化后的合成培养基对菌体生长和乳酸合成的影响.结果表明,菌体在合成培养基中的乳酸产量、产率均比半合成培养基中高.这些结果为L.paracasei的代谢流定量研究莫定了基础.     

Bile salt and acid tolerance of Lactobacillus rhamnosus strains isolated from Parmigiano Reggiano cheese

This study aimed to compare phenotypic and genetic characteristics of Lactobacillus rhamnosus strains isolated at the end of the ripening of Parmigiano Reggiano cheese and to investigate an important prerequisite of probiotic interest, such as the capability to survive at low pH and in presence of bile salts. The use of API 50 CH, RAPD-PCR analysis and species-specific PCR allowed to ascertain the identity of 63 L. rhamnosus strains. Three L. rhamnosus strains isolated from Parmigiano Reggiano cheese, L. rhamnosus ATCC 7469T and the commercial strain L. GG were assayed to estimate the resistance to various stress factors reproducing in vitro some conditions of the gastro-intestinal environment such as low pH and different amounts of bile salts and acids. The behaviour of almost all the tested strains isolated from Parmigiano Reggiano cheese resulted analogous to that showed by L. GG.