半连续发酵及其应用研究进展

半连续发酵是一种重要的生化培养方式。本文介绍半连续发酵的应用领域,详细综述半连续发酵的分类、特点、与连续发酵的联系以及半连续发酵过程中的菌体循环利用方法,并结合当前代谢工程和过程控制策略的发展趋势,对半连续发酵技术的应用前景进行展望。

旋光法测定发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸

通过测定发酵液的旋光度及其葡萄糖质量浓度,计算发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的质量浓度,并考察该方法实际应用的可行性。结果表明:对照品溶液的旋光度、2-酮基-D-葡萄糖酸质量浓度和葡萄糖质量浓度之间存在良好的线性关系,R2>0.9999;该方法精密度、稳定性和重现性良好,2-酮基-D-葡萄糖酸的平均回收率为102.60%,RSD为2.17%(n=5)。该方法可用于发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的定量检测。

碘量法测定发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸

在优化样品处理条件的基础上,考察葡萄糖对2-酮基-D-葡萄糖酸测定的影响,改进发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的碘量法测定技术。结果表明:滴定样品溶液所消耗的I2标准溶液的体积、样品溶液中2-酮基-D-葡萄糖酸质量浓度和葡萄糖质量浓度之间存在良好的线性关系,R2>0.9999;该方法精密度、稳定性和重现性良好,2-酮基-D-葡萄糖酸的平均回收率为95.68%,RSD为1.35%(n=5)。该方法准确、快速,操作简便,可用于发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的定量检测。

镉超标大米水解糖发酵生产2-酮基葡萄糖酸过程中镉的迁移规律

目的揭示以镉超标大米为原料发酵生产2-酮基葡萄糖酸过程中镉的迁移规律,并获得符合食品抗氧化剂D-异抗坏血酸钠合成要求的2-酮基葡萄糖酸。方法以正常大米、镉超标大米和混合大米为原料,系统分析大米糖化、种子培养、2-酮基葡萄糖酸发酵、发酵产物提取等过程中镉的含量和分布,确定镉的迁移规律及其对2-酮基葡萄糖酸发酵性能和D-异抗坏血酸钠产品品质的影响。结果大米和碳酸钙中的镉含量对2-酮基葡萄糖酸发酵性能影响不显著(P>0.05);发酵产物的提取过程有效降低了2-酮基葡萄糖酸中的镉含量,提取过程中产生的酸化废渣(主要由硫酸钙和菌体组成)可富集90%以上的镉;以镉超标大米为原料制备的D-异抗坏血酸钠的质量符合国家标准要求,未检出镉的存在。结论该研究为综合利用镉超标大米生产2-酮基葡萄糖酸、进而生产高附加值的食品添加剂D-异抗坏血酸钠提供了理论依据和技术支撑。

球形节杆菌C224分批发酵2-酮基-D-葡萄糖酸的条件优化及其动力学模型的构建

通过优化发酵条件,提高球形节杆菌C224菌株利用大米淀粉水解糖分批发酵2-酮基-D-葡萄糖酸的生产强度,并在此基础上构建其发酵动力学模型。在50 L的发酵罐上考察了通气量与葡萄糖浓度对2-酮基-D-葡萄糖酸发酵的影响,并基于Logistic方程、Luedeking-Piret方程和物料平衡计算分别构建了菌体生长、产物形成和底物消耗的动力学模型。研究结果表明,通气量低于1.5 v.v-1.m-1时,发酵生产强度明显减小,糖酸转化率有所降低;发酵培养基中的葡萄糖浓度以120.0～180.0 g/L为宜,过高或过低对生产强度和糖酸转化率均有不利影响。在适宜的发酵条件下,球形节杆菌C224菌株分批发酵生产2-酮基-D-葡萄糖酸的生产强度达6.36～6.54 g/(L.h),糖酸转化率为0.96～0.97 g/g。所构建动力学模型的计算值与实验值拟合效果良好,各项模型的相关系数R2均大于0.95,说明其能够揭示球形节杆菌C224分批发酵2-酮基-D-葡萄糖酸代谢基本特征。

发酵工业噬菌体污染的来源、检测与防治

噬菌体广泛存在于适合宿主菌生存的泥土、污水和空气中,发酵生产中使用的微生物几乎都有被噬菌体侵染的可能性。噬菌体污染给发酵工业带来了严重危害,特别是在乳制品、L-谷氨酸和2-酮基-D-葡萄糖酸等产品的生产中,噬菌体污染仍是导致发酵异常的主要原因。因此,建立有效的噬菌体防治策略显得尤为重要。综述了噬菌体污染的来源及其快速检测方法,介绍了一些经济有效的噬菌体污染防治措施,并对噬菌体污染防治技术的发展前景进行了展望。