枯草芽孢杆菌发酵工艺研究进展

综述了枯草芽孢杆菌发酵过程中涉及的多种发酵工程策略,详细探讨了包括高产菌株的选育、培养基的优化、发酵条件的设定以及发酵过程的精细调控等方面的内容。探讨了通过传统育种技术和现代基因工程手段来提高菌株产量的方法。分析了不同营养成分和添加剂对菌株生长和产物生成的影响。介绍了温度、pH、溶氧量等因素对发酵过程的影响及其优化策略。此外,还探讨了发酵过程的动态监控和调控方法,以实现高效的生产过程。对枯草芽孢杆菌工程菌发酵领域的最新研究现状进行了全面介绍,总结了当前的研究成果和存在的问题,提出了未来研究的方向和可能的发展趋势。

PHA生产工艺技术研究进展

随着生物基可降解材料领域逐步拓展,逐渐涌现出一批新兴的材料,聚羟基脂肪酸酯(PHA)便是其中之一,它具有完全可降解的特性,同时结合生物发酵催化合成技术已经实现了大规模工业化生产。然而PHA的生产成本一直是困扰研究和行业发展的重要难题,寻找和开发可替代单一碳源的高成本工艺及原料已经箭在弦上。阐述了混合微生物培养(MMC)技术、活性污泥发酵工艺以及非粮原料在PHA合成上的应用,希望能够给生物基可降解材料的深入研究提供新思路,同时也是对近20年来在该领域的技术发展动向进行总结,以期对PHA的工业化提供理论指导。

固态发酵技术研究分析及应用

固态发酵(Solid-state Fermentation,SSF)有着悠久的历史,它是在水存在较少的情况下进行的一种微生物发酵。目前固态发酵已经在饲料、酿酒、医药等领域有了十分重要的地位,但是对于固态发酵的研究和优化还在不断继续。相比于深层液体发酵,固态发酵对于常规影响因素:温度、湿度、溶氧和pH的调控较为复杂和不易操控,这主要归因于其基质难以在反应器中均匀存在所致。本文阐述了固态发酵及其相关影响因素并介绍了相关应用领域的特色专业设备,以期对新型固态发酵设备的研发及工艺开发提供相关依据。

工程大肠杆菌异源表达D-阿洛酮糖3-差向异构酶的诱导工艺研究

以异源表达D-阿洛酮糖3-差向异构酶(D-psicose 3-epimerase,缩写为DPEase)的工程大肠杆菌为出发菌株,在5L发酵罐培养的基础上,系统研究了大肠杆菌异源表达DPEase酶的诱导工艺。通过依次考察诱导时间点、诱导温度、诱导pH和诱导剂用量对工程大肠杆菌生长和DPEase酶活(单位时间内的转化率)的影响,综合考虑能耗和发酵周期,确定相应的最佳控制点,系统优化诱导条件。结果表明:指数生长期进行诱导,诱导前培养温度由37℃降至25℃、pH恒定7.0、IPTG诱导剂添加终浓度为0.5 mmol/L,可以理想平衡菌体生长和蛋白酶表达,反应30 min的DPEase酶平衡转化率达到28%左右,达到已公开报道的平均水平,为后续的生物转化工艺摸索提供原料供应。

以玉米浆为主要氮源的PHA发酵工艺研究及优化

生物发酵法是一种高效的聚羟基脂肪酸酯(PHA)合成方式。玉米浆(CSL)是重要且广泛的淀粉工业副产物,其成本低廉且富含多种营养物质。将玉米浆应用至嗜盐底盘菌株盐单胞菌的PHA发酵当中,既可以高效地利用这一优质营养源,也可以降低一部分PHA发酵成本。实验采用玉米浆作为培养基的主要氮源,使用离心的方法来去除培养基底物中容易残留的杂质。通过测定发酵液中盐单胞菌的生物量和PHA积累量发现并判断出由离心导致的营养要素缺失以及影响发酵水平的重要成分。实验证明该菌可以利用玉米浆中的有机氮源作为营养物质。由离心导致的氮源损失影响生物量的情况,在移除尿素不参与离心处理后得到改善。此外在培养基中增加10%的磷酸盐用量,增加了细胞膜的韧性,有利于更高容量的PHA进行积累,稳定了发酵中后期的生物量与PHA质量分数。经过优化后,发酵周期由48 h减少至44 h,终点菌体干重可以达到86 g·L^(-1)、PHA质量分数可达84%,PHA积累量达到72.24 g·L^(-1)。

微生物发酵法生产聚羟基脂肪酸酯的研究进展

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHAs)是一类由羟基脂肪酸单体通过酯化聚合得到的高分子化合物,因具有传统石油基塑料类似的力学特征、100%生物降解性和生物相容性而被认为是最有潜力的绿色环保材料之一。受限于其高昂的生产成本,PHAs作为绿色环保材料的应用推广困难。文中分别从细胞形态调控、代谢途径构建、廉价碳源利用和开放式发酵技术开发等方面详细介绍了目前有效降低PHAs生产成本的方法。尽管大部分研究成果还局限于实验室阶段,但是研究方法和方向为实现低成本PHAs的工业化生产提供了理论指导。