枯草芽孢杆菌G10合成表面活性素的发酵条件优化

为提高表面活性素的产量,该研究以具有合成表面活性素能力的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)G10菌株为研究对象,利用酸沉淀和甲醇抽提法相结合提取表面活性素,对其表面活性及抑菌性能进行测定,并通过单因素试验和正交试验优化枯草芽孢杆菌G10合成表面活性素的发酵条件及培养基组成。结果表明,表面活性素具有明显的表面活性和抑菌活性,其对大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的抑菌圈直径分别为1.8 cm、1.9 cm、1.4 cm。合成表面活性素最优发酵条件为:转速200 r/min,发酵温度30℃,发酵培养基初始pH值为7.5;最优发酵培养基组分为:葡萄糖22 g/L,L-谷氨酸5.0 g/L,Mg SO_(4)0.5 g/L,KCl 0.5 g/L,KH_(2)PO_(4)1 g/L,Fe SO_(4)·7H_(2)O 0.15 g/L,MnSO_(4)0.65 g/L,CuSO_(4)·5H_(2)O 0.16 g/L。在此优化条件下,枯草芽孢杆菌G10发酵表面活性素平均产量为9.89 g/L,表面活性素产量较优化前提高了46.7%。

淀粉液化芽孢杆菌BS5582产蛋白酶的发酵条件优化、酶学性质分析及其在牛皮脱毛中的应用

该研究旨在优化1株高产蛋白酶淀粉液化芽孢杆菌BS5582的产酶条件,分析其酶学性质,并考察其在牛皮脱毛工艺中的应用效果。结果表明,BS5582菌株的较优产酶培养基组成为(g/L):玉米粉50.0,豆饼粉40.0,Na_(2)HPO_(4)·12H_(2)O 6.0,KH_(2)PO_(4)3.0,MgSO_(4)1.8,CaCl_(2)0.75;培养基初始pH 6;较优发酵条件为:发酵温度35℃,接种量10%,装液量15 mL。在较优条件下,该菌株产蛋白酶活力达到(5270.59±19.61)U/mL,是优化前的21倍。BS5582菌株所产蛋白酶的最适温度和最适pH值分别为40℃和8.5,Mn^(2+)对酶有明显激活作用,而Fe^(2+)、Fe^(3+)和苯甲基磺酰氟对酶活力有显著抑制作用。将该酶应用于牛皮脱毛,发现其具有良好的牛皮脱毛能力且胶原损伤小。相比于传统灰碱法脱毛,该蛋白酶脱毛后牛皮毛孔中无发根残留,毛发完整脱落,脱毛废水的污染指标总固体悬浮物、化学需氧量和五日生化需氧量值分别比化学脱毛法降低约87%、39%和45%,这说明BS5582菌株产蛋白酶具有潜在的清洁脱毛应用价值。

一株除臭固氮菌的筛选、鉴定及发酵条件优化

为提高食品加工原料质量、降低环境污染,从自然界分离筛选出一株能有效减少鸡粪臭味及氮素流失的菌株JFN-1。通过形态学特征、生理生化试验和16S rDNA序列分析鉴定,JFN-1为假肠杆菌(Empedobacter falseni)。通过液态发酵得出:JFN-1菌株在硝酸还原酶和亚硝酸还原酶作用下,可以提高硝态氮、减少铵态氮含量以及减少氮类物质分解为氨气,从而减少氮素损失。通过单因素和正交优化试验,得到JFN-1菌株增殖培养基组成为可溶性淀粉8 g/L、牛肉膏20 g/L、硫酸镁4 g/L、氯化钠5 g/L,30℃培养20 h发酵液OD600可达到3.14,相比未优化培养基提高12.91倍,总氮含量提高2.14倍。通过固态发酵条件优化,得到JFN-1菌株固定氮素含量最多的固态发酵基质为菌糠15 g、麸皮15 g、豆粕1 g、糠醛渣2 g、硫酸铵0.165 g,在此条件下,总氮量提高196.42%。

一株产己酸赖氨酸芽孢杆菌的筛选、鉴定及发酵条件研究

本研究从泸州老窖老窖泥中筛选、纯化得到一株产己酸菌株,经形态学和分子生物学鉴定,该菌株为兼性厌氧、革兰氏阴性的赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus),命名为LJ-S5。该菌株与Lysinibacillus boronitolerans属同一分枝,但相似度仅有92%,表明其极可能是Lysinibacillus的一个新种。采用响应面方法对其发酵温度、发酵周期和接种量进行优化,获得最佳发酵条件为:发酵温度32℃、发酵周期7 d、接种量7%,在此培养条件下,己酸产量达685 mg/100m L。

一株蜡样芽孢杆菌产抑菌物质发酵条件优化及抑菌效果研究

从广东湛江红树林自然保护区的红树植物根际土壤中分离筛选出一株广谱抑菌效果的菌株蜡样芽孢杆菌M15,对菌株M15进行发酵培养条件优化,采用特定发酵培养基的基础上,控制单一变量,对装液量、接种量、发酵温度和发酵时间进行优化,并对其抑菌活性物质的酸碱稳定性、热稳定性和蛋白酶耐受性进行测定。结果表明:菌株M15的发酵条件为装液量30 mL、接种量2%、发酵温度30℃、发酵时间120 h时,发酵液的抑菌效果最佳,对大肠杆菌、链球菌和沙门氏菌抑菌圈直径均为17 mm,金黄色葡萄球菌抑菌圈直径为15 mm;发酵培养基pH小于5.0或者大于6.0时,抑菌活性丧失;菌株M15的发酵液抑菌活性在30~60℃较稳定,但≥80℃时,发酵液抑菌物质失去活性;抑菌物质对胰蛋白酶不敏感,对木瓜蛋白酶、链霉蛋白酶E和蛋白酶K敏感。

响应面法优化诺尔斯链霉菌发酵条件以提高谷氏菌素产量

诺尔斯链霉菌Streptomyces noursei的次级代谢产物丰富,抑菌谱广,在农业上具有潜在的应用前景。作者实验室筛选到一株诺尔斯链霉菌S. noursei NK27,其次级代谢产物对番茄灰霉病的防治效果显著。为了提高NK27次级代谢产物中谷氏菌素的产量,以NK27发酵液中谷氏菌素产量为响应值,采用单因素试验、Plackett-Burman (PB)试验、最陡爬坡试验以及响应面法中的Box-Behnken试验设计,对NK27的发酵条件进行了优化。结果表明,诺尔斯链霉菌种龄、接种量及初始pH值3个因素对发酵效果影响最为显著。优化后的发酵条件为:初始pH值7.6,种龄32.6 h,接种量2.6%,转速220 r/min,发酵时间144 h。与原始发酵条件相比,优化后谷氏菌素含量提高了约3倍。本研究可为诺尔斯链霉菌大规模工业化发酵提供理论依据和技术支撑。

链霉菌SS9-1发酵条件优化及其对番茄灰霉病的防治效果研究

本实验室前期从铁棒锤根际土壤样品中分离到一株高加索链霉菌Streptomyces ciscaucasicus SS9-1,抗菌活性试验发现其对番茄灰霉病原菌灰葡萄孢Botrytis cinerea具有较好的抑制作用。为进一步提高其对番茄灰霉病的抑菌效果,采用单因素试验、正交试验对SS9-1进行发酵培养基配方和发酵条件优化,并对其发酵滤液进行了番茄灰霉病的抑菌作用试验及盆栽防治效果试验。结果表明,菌株SS9-1最佳发酵配方为:可溶性淀粉4%、KNO_(3)1%、酵母浸粉0.25%、NaCl 0.2%、MnCl_(2)·4H_(2)O 0.002%;最佳发酵条件为:装液量150 mL、接种量3%、初始pH 8.0、发酵温度28℃、发酵时间7 d。平板对峙试验发现,番茄灰霉病菌丝受发酵滤液影响后,出现膨大畸变现象;菌株SS9-1对番茄灰霉菌孢子的萌发也具有很强的抑制作用,处理12、24h后萌发抑制率分别为97.83%和96.07%。盆栽试验中,菌株SS9-1发酵滤液原液防治效果达到了98.43%,明显高于药剂对照40%嘧霉胺SC 500倍稀释液;发酵滤液稀释50倍后防治效果依然达71.11%。综上,菌株SS9-1对番茄灰霉病具有很好的生物防治效果,具有作为生防制剂的应用价值和潜力。

ARTP诱变选育高产腺苷菌株及发酵条件优化

为获得高产腺苷菌株,实现降本增效,该研究基于一株腺苷产生菌枯草芽孢杆菌SB-37,对其进行ARTP诱变选育,采用单因素实验和响应面方法优化菌株发酵条件。结果表明,最佳处理时间为30 s,菌株诱变致死率为98.75%。比对初始菌株腺苷产量,获得8株高产腺苷突变株,其中菌株Q40-2-37腺苷产量最高,为6.20 g/L,是出发菌株的2.58倍。该菌株最适发酵条件为葡萄糖99 g/L、蛋白胨25 g/L、pH 7.04、接种量8.03%、发酵时间72 h,此条件下,腺苷产量为6.92 g/L。该研究结果为高产腺苷菌株的诱变选育和发酵条件的优化提供了技术支撑。

黄鳝来源阿氏芽孢杆菌的筛选及发酵条件优化

试验旨在从人工养殖的黄鳝体内分离高产蛋白酶菌株,为后续微生物蛋白酶的制备和微生态制剂的开发提供菌种资源,以解决黄鳝摄食率低、消化不完全及水体氮污染等问题。通过采用脱脂奶粉培养基透明圈法初筛和Folin-酚法测定酶活复筛相结合的方式筛选人工养殖黄鳝肠道中的高产蛋白酶菌株,通过溶血试验与药敏试验检测菌株安全性,并进行常规生化和分子生物学鉴定。通过单因素和正交试验优化其发酵条件,筛选到一株高产蛋白酶、产过氧化氢酶的菌株Ma-4,初步鉴定其为阿氏芽孢杆菌(Bacillus aryabhattai)。该菌株最适产酶条件为发酵时间48 h、发酵温度36℃、可溶性淀粉添加量15 g/L、牛肉浸粉添加量15 g/L和pH值6.0。优化后菌株酶活力为288.14 U/mL,较优化前提高了3.34倍。研究表明,菌株Ma-4为高产蛋白酶、产过氧化氢酶、不溶血、不耐药的阿氏芽孢杆菌,该菌株为开发黄鳝微生态制剂开拓了菌种资源。

高产乙酸乙酯酵母的筛选鉴定及发酵条件优化

该研究通过传统培养分离方法及测定乙酸乙酯产量从清香型白酒大曲中分离筛选高产乙酸乙酯的酵母菌株,通过形态观察及分子生物学技术对其进行菌种鉴定,并对其耐受性进行分析。以乙酸乙酯产量为响应值,采用单因素试验及响应面试验对筛选菌株的发酵条件进行优化。结果表明,分离筛选得到1株高产乙酸乙酯的酵母菌株,编号为YM001,经鉴定,其为异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)。该菌株具有较强的耐受性,在乙醇体积分数10%,乙酸含量0.08%、温度50℃、pH 2、乙酸乙酯含量30 g/L、NaCl含量150 g/L、葡萄糖含量50 g/L的条件下仍能生长,能够较好地适应白酒酿造环境。异常威克汉姆酵母YM001产乙酸乙酯的最优发酵条件为:接种量4%、乙醇体积分数4%、乙酸添加量0.02%、初始糖度9°Bx、初始pH值6、转速210 r/min、发酵温度22℃、第2阶段发酵时间36 h。在此发酵条件下,异常威克汉姆酵母YM001的乙酸乙酯产量最高,达(17.39±0.362)g/L。

红色诺卡氏菌高产菌的ARTP诱变选育与发酵条件优化

以红色诺卡氏菌(Nocardia rubra)FIM-PO8为出发菌株,采用常压室温等离子体(ARTP)技术进行诱变,经筛选获得遗传较稳定的Nocardia rubra高产菌株FIM-PO8-16,并通过单因素实验和正交实验优化了菌株FIM-PO8-16的发酵工艺。确定最佳发酵培养基组分为:酵母粉2.5%、葡萄糖2.5%、蛋白胨0.5%、糊精1.0%;最佳发酵条件为:种子液菌龄30 h、初始pH值7.2、接种量2.0%、装料量100 mL/500 mL、转速230 r·min^(-1)、发酵温度32℃。在此条件下,FIM-PO8-16菌体细胞浓度大幅提高,达到8.31%。

防治棉花黄萎病的枯草芽孢杆菌EBS03发酵条件优化

本团队开展了48株枯草芽孢杆菌对棉花黄萎病防治效果评测,筛选出对棉花黄萎病防治效果良好、具有促进棉花生长作用的Bacillus subtilis EBS03。本研究以EBS03菌株为研究对象,利用单因素试验及正交试验对培养基成分及发酵条件进行优化,充分发挥EBS03菌株生长潜力。通过对不同种类的碳源、氮源及无机盐的筛选,确定最优发酵培养基配方;进一步对EBS03菌株的培养温度、装液量、初始接种量、转速和初始pH进行优化,以确定最优培养条件。结果表明,B.subtilis EBS03菌株最佳培养条件为培养温度37℃、装液量50 mL、初始接菌量4%(体积分数)、转速200 r·min^(-1)、初始pH 7;优化后的培养基成分为甘露醇1.8 g、蛋白胨2.1 g和硫酸镁1.9 g,在此最优条件下,EBS03菌株发酵液的最高菌体含量为有效活菌数9.60×10^(7)mL^(-1)。优化后的培养基配方和发酵条件可为EBS03菌株的高效发酵奠定基础。

小美牛肝菌内生真菌的分离鉴定及产胞外多糖发酵条件优化

该研究从小美牛肝菌(Boletus speciosus)子实体中分离筛选产胞外多糖内生真菌,通过形态学观察及分子生物学技术对筛选菌株进行鉴定。以胞外多糖产量为评价指标,采用单因素试验研究发酵培养基和发酵条件对筛选菌株产胞外多糖产量的影响,在单因素试验结果的基础上,通过响应面试验对胞外多糖产量影响较大的发酵条件进行优化。结果表明,筛选出一株产胞外多糖内生真菌,命名为XY,被鉴定为Hypomyces chlorinigenus。最佳产胞外多糖发酵培养基为:葡萄糖4%、豆粕粉3%、KH2PO40.25%、CaCl20.05%;最佳发酵条件为:发酵温度24℃、摇床转速190 r/min、接种量8%(V/V)、装液量100 mL/250 mL、发酵时间6.5 d。在此条件下,菌株XY的胞外多糖产量达到36.04 mg/mL。

树灵芝(Ganoderma sessile,SCAU-My1)菌丝体液态发酵条件优化以及菌丝体复合材料制备

该研究以树灵芝(Ganoderma sessile,SCAU-My1)为发酵菌株,采用菌丝体液态发酵制备种子,参考食用菌栽培技术进行菌丝体复合材料(mycelium-base composites,MBCs)制备。分别以麻秆和玉米秸秆为主要原料,接种上述菌丝体液态种后,固态发酵培养5 d,从而制备可生物降解的MBCs。首先,对树灵芝的菌丝体液态发酵种子培养基及培养条件进行了优化,研究碳源、氮源、发酵温度等因素对菌丝体生物量的影响。结果表明,最佳制种培养基配方为:玉米淀粉25 g/L、黄豆粉14 g/L、KH_(2)PO_(4)3 g/L、7H_(2)0·MgSO_(4)3 g/L;最佳培养条件为:发酵温度28℃,初始pH 5.5,接种量5%,装瓶量150 mL/500 mL,转速为180 r/min。在此条件下,种子液菌丝体生物量达18.73 g/L,较优化前的13.90 g/L,提高了34.7%。制备的MBCs在形变发生50%时,玉米秸秆-菌丝体复合材料(C-MBCs)压缩应力为聚乙烯(expanded polystyrene,EPS)材料的5.4倍,为麻秆-菌丝体复合材料(H-MBCs)的0.6倍;在热重分析中,经过600℃热处理C-MBCs质量剩余约39%,H-MBCs质量剩余约33%,而EPS材料质量仅剩1.08%,说明玉米秸秆或麻秆制成的MBCs承重能力、热稳定性均优于EPS材料。此结果可为菌丝体复合材料替代发泡塑料作为缓冲包装材料提供有意义的参考。

烟草赤星病拮抗菌群发酵条件优化及可湿性粉剂研制

为获得防治烟草赤星病高效生防菌剂,采用单因素试验和正交试验设计优化烟草赤星病拮抗菌群发酵工艺,筛选载体、助剂制备可湿性粉剂,并验证其田间应用效果。结果表明,最适发酵培养基为葡萄糖10 g/L、胰蛋白胨2.5 g/L、酵母粉2.5 g/L、NaCl 10 g/L;最佳发酵条件为pH 8.0、发酵温度35℃、接种量7%、装液量125 mL/250 mL;可湿性粉剂最佳配方为载体白炭黑(15%)、分散剂木质素磺酸钠(1%)、润湿剂吐温80(10%)、稳定剂K2HPO4(2%)、保护剂羧甲基纤维素(0.1%)。田间小区处理7和14d后,可湿性粉剂对烟草赤星病的防效分别为51.58%和52.81%,生防应用前景良好。

黄褐假单胞菌Y11产胞外多糖发酵条件优化及其抗氧化活性研究

为提高黄褐假单胞菌(Pseudomonas syringae)液态发酵产胞外多糖(EPS)量,以胞外多糖产量为评价指标,通过单因素及响应面试验对菌株发酵产胞外多糖条件进行优化,并对其胞外多糖的抗氧化性进行研究。结果表明,黄褐假单胞菌最佳产胞外多糖条件为麦芽糖44 g/L、大豆蛋白胨11 g/L、磷酸二氢钠8 g/L、接种量4%、转速160 r/min、发酵温度28℃、发酵时间72 h、初始pH 7.0。在此优化条件下,胞外多糖的产量为4.56 g/L,是优化前的3.7倍。抗氧化性研究结果表明,在一定浓度范围内,EPS对DPPH自由基、ABTS自由基、羟自由基、超氧阴离子自由基具有较好的清除活性,当胞外多糖质量浓度为2.5 mg/mL时,EPS对DPPH自由基、ABTS自由基、羟自由基、超氧阴离子自由基的清除能力分别为(70.83±1.80)%、(45.00±1.73)%、(65.83±1.80)%和(44.6±2.11)%,说明黄褐假单胞菌液态发酵产胞外多糖具有一定的抗氧化活性。

刺五加内生真菌CWJ01产抑菌物质发酵条件优化及成分分析

从刺五加叶中分离得到一株具有较好抑菌活性的内生真菌CWJ01,为提高该菌株发酵液抑菌活性,并探究其抑菌活性物质基础,在单因素实验的基础上,结合抑菌活性进行正交试验优化刺五加内生真菌CWJ01的发酵条件,并采用柱色谱法对其含有的次生代谢产物进行分离,结合形态学及ITS序列分析法,对内生真菌CWJ01进行菌种鉴定。结果表明,CWJ01的最适发酵工艺条件:以PDB为基础培养基,以2%葡萄糖为碳源,以1%蛋白胨为氮源,培养基初始pH为7.0,培养基装液量为60%,菌株接种量为5%,空气浴振荡器转速为140 r/min,温度为28℃,连续培养15 d;在最适发酵条件下,CWJ01发酵液对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径可达27.48±0.17 mm;从内生真菌CWJ01发酵液中分离得到反式肉桂酸及苯甲酸,并且内生真菌CWJ01经鉴定为波兰青霉(Penicillium polonicum)。本研究可为深入挖掘药用植物内生菌抗菌活性物质提供参考。

酵母菌种类及发酵条件对白酒正丙醇含量的影响

酵母菌是白酒发酵中酒精的主要产生菌种,具有合成正丙醇等高级醇的作用,发酵条件对酵母菌产酒精和正丙醇等的含量有重要影响。本研究采用液态发酵方法对酒醅中分离的不同酵母菌种类及不同糖度下产正丙醇产量的差异进行比较分析,结果表明:热带假丝酵母产正丙醇效果最好,东方伊萨酵母产正丙醇效果最弱,酿酒酵母产正丙醇效果适中。正丙醇的含量随着发酵培养基中葡萄糖含量的增加而增加。实验室模拟固态白酒发酵条件实验表明:小曲酒发酵温度28℃时正丙醇含量最高,38℃发酵时正丙醇含量最低;酒醅含水率为53%、pH为3.5时正丙醇含量最高。大曲酒实验室模拟发酵结果表明:堆积阶段补加葡萄糖或淀粉酶,可明显提高正丙醇的含量。

菌株“花5”产胞外多糖发酵条件优化及其生物活性研究

该研究以野外采集、分离纯化后的“花5”菌株为研究对象,结合传统形态学观察以及分子生物学技术对菌株进行鉴定,采用单因素及响应面试验优化“花5”菌株产胞外多糖的发酵条件。利用傅里叶红外光谱检测胞外多糖的结构特征,并以细胞活力检测试剂盒检测胞外多糖的体外免疫活性及抗肿瘤活性。结果显示,该菌株被鉴定为花脸香蘑(Lepista sordida),其产胞外多糖的最佳发酵条件为温度25℃,接种量90 mg/100 mL,转速180 r/min,在此培养条件下,胞外多糖产量可达6.01 g/L。红外光谱结果显示,花脸香蘑胞外多糖具有吡喃糖结构。生物活性试验结果显示,花脸香蘑胞外多糖可以显著促进小鼠巨噬细胞RAW264.7增殖(P<0.05),增殖率呈现剂量依赖性增加,当花脸香蘑胞外多糖质量浓度为20μg/mL时,其增殖率达到50.16%;花脸香蘑胞外多糖能够极显著地抑制小鼠胃癌细胞(MFC)增殖(P<0.01),当胞外多糖质量浓度为5μg/mL时,其抑制率达到53.41%。该研究初步验证了花脸香蘑胞外多糖具有一定的免疫调节和抑瘤作用。

基于响应面法的非洲哈茨木霉AD-G4菌株固体发酵条件优化

【目的】为了获得非洲哈茨木霉AD-G4固体发酵的最佳条件。【方法】利用单因素试验、BBD(Box-Behnken Design)响应面试验对非洲哈茨木霉AD-G4菌株的固体发酵培养基、发酵条件等影响因素进行了优化。【结果】适合此菌株产生的最佳培养基组成为:燕麦粉和小麦秸秆1∶1;最佳培养条件为初始p H值7.0,含水量52%,孢子浓度5.40×10^(6)个/m L,温度28℃,培养天数为8 d。【结论】在优化的培养条件下,非洲哈茨木霉AD-G4分生孢子产量达到1.91×10^(10)个/g。通过培养条件优化确定了适合非洲哈茨木霉AD-G4菌株产生分生孢子的条件,为高效开发非洲哈茨木霉生防菌剂奠定了基础。