“发酵生产技术”课程中项目化教学模式的应用探析

在现代高等教育中,传统的教学模式逐渐暴露出难以适应时代需求的问题,特别是在“发酵生产技术”这样实践性、应用性强的课程中更为明显。传统课堂以教师讲授为主,学生被动接受知识,难以培养其创新思维和实际操作能力。随着生物技术产业的迅猛发展,行业对人才的需求已不再局限于理论知识的掌握,更强调实践技能和解决实际问题的能力。本文对“发酵生产技术”课程教学改革模式进行了探讨,旨在促进高职教育教学改革,培养出适应现代产业发展需要的高素质技能人才。

以纤维素类物质为原料发酵生产燃料乙醇的研究进展

燃料乙醇是清洁汽油的主要代替物。其生产方法根据原料区分有 :糖蜜类、谷物淀粉类和纤维素类。以植物秸秆、木材等纤维素类物质为原料生产乙醇是最具挑战性的课题 ,目前用纤维素类物质制造乙醇的关键问题是纤维素原料的预处理和高效的发酵工艺。文中就综述了纤维素类物质的发酵机制、发酵工艺和发酵方式 ,对进一步实现工业化提供一些借鉴。

中药黄芪对发酵生产灵芝多糖的影响

研究了中药黄芪对灵芝发酵生产灵芝多糖的影响,确定了黄芪添加的可行性及最适添加量,并对发酵产生的粗多糖进行分析,通过 Sephadex G 75 凝胶对粗多糖进行初步分离和研究.结果表明:黄芪有利于灵芝在发酵中多糖的产生,其多糖的组分发生变化,有可能产生新的物质.

鲜苹果渣发酵生产饲料蛋白研究

采用混合培养法研究接菌、加氮对未灭菌和灭菌鲜苹果渣发酵生产饲料蛋白的影响。结果表明,1接菌后鲜苹果渣的纯蛋白含量显著提高,其中未灭菌鲜苹果渣接入黑曲霉UA8发酵后,纯蛋白含量较未接菌的增加了137.8%。2加氮处理后鲜苹果渣纯蛋白含量高于不加氮处理,其中未灭菌鲜苹果渣接入黑曲霉UA8后加氮发酵产物纯蛋白含量较不加氮对照增加了35.2%。3未灭菌鲜苹果渣发酵后纯蛋白含量高于灭菌处理,其中单菌有氮发酵处理中,接入黑曲霉UA8时纯蛋白含量分别为105.6和75.0g/kg,直接发酵较灭菌发酵纯蛋白增加了40.8%。4鲜苹果渣发酵后发酵产物回收率与其纯蛋白含量呈负相关,未灭菌鲜苹果渣发酵有氮和无氮处理中,接入黑曲霉UA8后,发酵产物纯蛋白含量分别为105.6和78.1g/kg,而其回收率分别为62.2%和81.0%。5不同pH时鲜苹果渣发酵产物纯蛋白含量呈pH4>pH6的趋势,未灭菌鲜苹果渣发酵中果渣酸度为pH4和pH6时,酵母菌发酵产物纯蛋白含量分别为101.2和75.9g/kg,果渣自然酸化使发酵产物纯蛋白增加了33.3%。

树状多节孢发酵生产紫杉醇工艺条件的初步研究

研究了树状多节孢HQD33内生真菌融合子TPF-1摇瓶发酵工艺条件,进行了2.8L和10L通用式机械搅拌罐的发酵试验。结果表明,HQD33适宜发酵工艺条件是:发酵时间16～18d,培养基中蔗糖、苯丙氨酸、醋酸钠、酪氨酸、2,4-二氯苯氧乙酸和亚油酸的加量分别为10g/L、1mg/L、1.5g/L、15mg/L、5mg/L和15mg/L,摇瓶装量为150ml/500ml,在此条件下摇瓶发酵液中紫杉醇平均含量为448.52 g/L; 2.8L和10L罐发酵液中紫杉醇含量达406.95和395.12g/L(平均值)。

绿色木霉在稻壳和麸皮混合基质上固态发酵生产纤维素酶的研究

以稻壳和麸皮的混合物为主要原料 ,采用绿色木霉 (Trichodermasp 3 2 942 )固态发酵生产纤维素酶。浅盘发酵实验表明 ,稻壳经 4%的NaOH溶液 40℃浸泡 2 4h后 ,以 30 %的质量比添加到麸皮中发酵 ,滤纸酶活和CMC酶活比未经处理时提高了 2 7 5 %和 2 5 1 %;最优发酵条件为 :培养温度 30℃ ,接种量 2 0 %,培养基初始含水量 45 %～ 60 %,此时滤纸酶活和CMC酶活可达 5 1 5IU/g(干物质 )和 38 46IU/g(干物质 )。

Rhizopus sp.PW358菌脂肪酶固态发酵生产

研究了Rhizopussp .PW35 8菌的固态生长和产脂肪酶条件。结果表明 :黄豆饼粉为培养基的基本成分 ,用来生产脂肪酶。培养基中可加入淀粉和蛋白胨作为碳源和氮源 ,有利于脂肪酶的合成。培养基的含水量以及金属离子Ca2 +、Mg2 +的浓度也影响Rhizopussp .PW35 8菌的脂肪酶产生。在优化条件下 ,12g豆饼粉中含 1 0g淀粉及 0 .5g蛋白胨、15ml营养盐中Ca2 +、Mg2 +离子浓度分别为 8.0和 4.0g/L ,培养基含水量为 5 5 .6 % ,在接种后培养 48h ,酶活力可达最大值 32 0IU/g干培养基。脂肪酶的基本性质研究表明 ,酶的最适反应温度和pH分别为 35℃和 7 0 ,酶的半失活温度为 5 3.5℃ ,不同的pH环境中 ,30℃保温1h后酶在pH6 .5～ 8.

牛乳经酵母菌和乳酸菌发酵生产低醇乳酒的研究

用鲜牛乳为主要原料,添加蔗糖和营养素等辅料,经酵母和乳酸菌混合接种发酵,生产出低醇乳酒。通过对2种菌发酵方式的选择、协同性发酵实验、乳酸菌接种量和营养素的添加、发酵条件优化及发酵过程分析和发酵终点确定的研究,结果表明,当蔗糖添加量为10%时,乳酸菌的接种量为1%;牛乳酒生产的最佳配方及工艺条件是牛乳用量30%,营养素添加量70mg/L,酵母接种量8%,温度28℃。经生产性实验,在总发酵时间28h,乳酒产品酒精含量达到2·02%,呈乳白色,状态均匀,泡沫细腻,乳香、酒香和谐一体。

利用固定化菊粉酶和酵母细胞以菊芋为原料发酵生产乙醇的研究

对以菊芋为原料 ,将酿酒酵母细胞与菊粉酶共同固定化发酵生产乙醇的最适发酵条件进行了探讨。实验结果表明 ,当温度为 3 0℃ ,pH值为 5 5 ,发酵液糖度为 2 0 % ,反应器连续流动流速为 13 5mL/min时 ,发酵速度最快 ,酒精转化率最高 ,在发酵 2 4h时酒精转化率达98 5 % ,发酵醪中乙醇体积分数达 11 98%。

纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilis natto)固体发酵生产γ-PGA

γ 多聚谷氨酸是一种生物可降解的高分子材料 ,可应用于许多领域 ,因此受到普遍的重视。目前γ PGA液体发酵水平为 5 0～ 60g L。报告了用大豆固体发酵生产γ PGA的方法 ,其中包括 :菌种的筛选 ,发酵和提纯方法 ,高压液相法测定含量和SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定。结果 :BacillussubtilisnattoHW_1发酵活性为 1 1 5g kg大豆。γ_PGA的纯度为 95 %以上 ,分子质量为31 6kDa。另外可在大豆固体发酵生产纳豆激酶的同时生产回收γ PGA ,既可以降低产品成本 ,又可以开发应用γ PGA。

康氏木霉固体发酵生产纤维素酶优化研究——培养基用料与工艺条件优化

培养基及培养条件的优化是降低酶制剂成本、提高酶活、实现其工业化生产的重要措施。本研究采用均匀设计U15(58)和双温度培养法(前30h恒温30℃,后续恒温27℃)进行康氏木霉产酶固体发酵生产纤维素酶,对滤纸酶、羧甲基纤维素酶、棉花酶、β-葡萄糖苷酶的活力进行回归分析,而后对各酶活方程求和得到纤维素酶的总活力回归方程并进行约束规划求解。结果表明:应用双温度培养法进行康氏木霉固体发酵生产纤维素酶时,在自然补给氧气,培养基pH自然(约6.5),并保持环境湿度约60%的条件下,72h是适宜的发酵周期;培养基构成以稻草粉50%, (NH4)2SO4 8%,麸皮42%,加水量以4.9倍的固体物质为宜;少量的Tween80有利于纤维素酶活力的提高。

糖质原料直接发酵生产L-苹果酸的工艺条件

以黄曲霉HA5 80 0为出发菌株 ,研究探讨了不同碳源、氮源、无机盐类以及温度等因素对糖质原料直接发酵生产L 苹果酸的影响 ,产L 苹果酸突变株黄曲霉HA5 80 0适合于多种原料的L 苹果酸发酵 ,如液化淀粉、脱脂玉米粉、葡萄糖、淀粉水解糖等 ;氮源以玉米浆与硫酸铵配合使用为最佳 ;实验中确定了较优培养基组成和发酵工艺条件 ,适宜的发酵温度为 34～ 36℃ ;向培养基中添加CaCO3 是L 苹果酸有效积累的必要条件 ,初糖控制在 10 0～ 12 0 g/L时 ,适宜的CaCO3 用量为70～ 80 g/L ,L 苹果酸产率达 80～ 90g/L。

2,3-丁二醇的发酵生产

能源危机和环境污染使得化工行业的发展举步维艰,亟待开发新的发展模式,以可再生能源为原料的生物炼制技术成为可行的途径之一。2,3-丁二醇的发酵生产是现代生物炼制的重要课题之一。2,3-丁二醇作为一种大宗的化学产品具有广泛的应用价值,尤其在化工、食品、燃料、医药等领域。本文简要描述了2,3-丁二醇在微生物体内的代谢途径,着重讨论了2,3-丁二醇的发酵生产,对发酵的菌种种类、菌种诱变和定向改造、各种发酵影响因素(包括底物、pH值、溶氧、温度以及发酵方式)进行了详细的归纳总结,同时展望了2,3-丁二醇发酵生产的研究发展方向。

代谢通量分析优化米根霉R1021发酵生产L(+)-乳酸过程

建立了米根霉R1021的代谢网络,分析了米根霉R1021在分批发酵过程中不同阶段、不同氮源浓度、不同供氧量条件下的代谢通量分布,确定PYR是米根霉代谢网络上的关键节点,此节点的通量分配比影响着乳酸的最终产率.在米根霉发酵中,当NH4NO3质量浓度为2.0g/L,空气体积流量为2L/min时,流向乳酸的代谢流最大.通过对模型进行优化计算得到L(+) 乳酸的最大理论得率YP/S为98.2%.

L-缬氨酸发酵生产的育种思路及发酵条件优化策略

L -缬氨酸在医药及饲料领域中有着广泛的用途 ,根据L 缬氨酸的生物合成途径及其代谢调节机制 ,利用代谢调控理论 ,重点阐述了L 缬氨酸生产菌的育种思路及培养条件的优化 ,为缬氨酸发酵生产提供理论指导。

微生物转谷氨酰胺酶的生产菌种诱变和发酵生产分析

对本研究室从土壤分离得到的链霉菌(Streptomyces sp.)WZFF.W-12菌株的斜面孢子预培养处于初萌发状态后,以亚硝基胍(NTG)进行诱变育种试验,并根据诱变处理后菌落的某些形态变化状况与产酶能力相结合的特征。初步判断产酶性能,挑选高酶活菌株,再经过初筛和复筛,获得一性能良好的产酶突变菌株WZFF.W-12.varMN-35,转谷氨酰酶活达0.53 U/mL,比原始菌株提高了1.2倍。然后在摇瓶条件下,对其发酵过程中的主要培养基组成及各种培养条件对菌体生长和产酶的影响作用进行了研究,结果表明该菌株发酵生产转谷氨酰酶的适宜碳源为可溶性淀粉+葡萄糖,氮源是多价胨外加少量的酵母膏,优化工艺条件为种龄时间24 h、接种量10％、初始pH值6.5、温度30℃和搅拌速度200 r/min,产酶能力显著提高,用小型生化反应器可以稳定生产2.0U/mL以上的酶产品。

苦荞对灵芝发酵生产灵芝酸的影响

研究了苦荞的添加对灵芝酸发酵的影响。结果证明 ,苦荞有利于灵芝发酵液中灵芝酸的产生 。

凝结芽孢杆菌CICIM B1821发酵生产L-乳酸的研究

凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)CICIM B1821是一株实验室前期筛选获得的产L-乳酸的嗜热菌。该菌株在34～55℃范围内均表现出良好的生长特性和产酸特性,50℃时获得最高的比生长速率和最大的乳酸积累量。CICIM B1821能够在pH为5.0～7.5的范围内保持高的菌体活性。氧气的存在有利于CICIM B1821的快速生长,但会导致副产物的积累,而在不通氧的条件下该菌株也生长良好,同时产酸速率可高达5.63g/L·h。控制残糖浓度不高于10%的发酵条件下,发酵48h,可积累乳酸107.5g/L,副产物总和仅为1.05g/L,葡萄糖对乳酸的得率为97.5%,所产L-乳酸光学纯度高于99%。此外,高浓度葡萄糖发酵实验显示,该菌株可在高渗透压下利用20%葡萄糖发酵生产L-乳酸,发酵100h,可积累乳酸134g/L,副产物总和仅为1.12g/L,葡萄糖对乳酸的得率为92.0%。

热带假丝酵母发酵生产木糖醇的研究

对热带假丝酵母 (C tropicalis )As2 1 776发酵木糖醇的营养条件进行了初步研究。初始木糖浓度在 80g/L附近时木糖醇转化率较高 ,限制性供氧条件下有利于木糖醇积累。酵母膏和蛋白胨是比较适合产木糖醇的有机氮源 ,而酵母膏更利于酵母细胞生长。培养基中添加 2 g/L的(NH4 ) 2 HPO4 、2～ 6g/L的NaCl、1～ 3g/L的KH2 PO4 、0 1～ 0 3 g/L的MgSO4 ·7H2