氮源及其补加策略对L-缬氨酸发酵的影响

通过分析黄色短杆菌XV0505发酵生产L-缬氨酸的过程,得知在菌体生长期和快速产酸期氮源对L-缬氨酸发酵的影响不同。以黄色短杆菌XV0505为供试菌株,研究了不同氮源种类及不同氮源浓度对L-缬氨酸发酵过程的影响,选定了以豆饼水解液和硫酸铵为氮源,并确定了合适的初始氮源浓度。在初始氮源浓度相同的情况下,考察了间歇流加补氮策略、恒氮源浓度补氮策略和幂函数流加补氮策略对L-缬氨酸发酵的影响,研究发现,幂指数补氮策略可减少频繁的取样及铵浓度检测,在缺乏在线监测系统和反馈自控系统的情况下,将发酵体系中氮源浓度维持在合适值,既可适度促进菌体生长,又可使L-缬氨酸的产量得到进一步提高。在最优的氮源添加策略下,在30 L发酵罐发酵60 h,发酵液中L-缬氨酸可达63.17 g/L,糖酸转化率24.69%。

柠檬酸钠对L-异亮氨酸发酵及代谢流量分布的影响

分析黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)中L–异亮氨酸生物合成途径得知,添加柠檬酸钠利于L–异亮氨酸发酵.通过考察柠檬酸添加量对副产物含量、菌体生物量、菌体比生长速率及L–异亮氨酸产量的影响,得出柠檬酸钠的最适添加量为2.0 g/L.应用代谢流分析方法研究了柠檬酸钠对L–异亮氨酸发酵中后期细胞内代谢流分布的影响.结果表明,在初始发酵培养基中添加2.0 g/L柠檬酸钠后,合成副产物的代谢流量明显减少,EMP途径代谢流从63.34减弱至46.54,而L–异亮氨酸的生物合成代谢流增长至23.28,较添加前提高了5.91%,且产量提高了7.87%.因此,发酵过程中添加柠檬酸钠可有效减少副产物的生成,提高L–异亮氨酸生物合成途径的代谢流量.

柠檬酸钠对L–缬氨酸发酵及代谢流量分布的影响

以黄色短杆菌XV0505为供试菌,研究柠檬酸钠对L–缬氨酸发酵的影响,同时应用MATLAB软件和代谢流量分析方法,定量研究柠檬酸钠对L–缬氨酸发酵中后期胞内代谢流量分布的影响.结果表明,添加2.0 g/L柠檬酸钠可提高L–缬氨酸产量,同时不影响菌体生长.添加柠檬酸钠后,L–缬氨酸生物合成的代谢流从41.42增长至45.87,较未添加前提高了10.74%.合成副产物L–丙氨酸和HAc的代谢流明显减少,分别降低了21.10%和32.47%.因此,添加柠檬酸钠能够扰动L–缬氨酸生物合成途径关键节点代谢流量分布,有利于减少副产物的生成,提高L–缬氨酸生物合成途径的代谢流量.

葡萄糖流加方式对黄色短杆菌生产L-亮氨酸的影响

利用30 L发酵罐,研究了黄色短杆菌TK0303生产L-亮氨酸的发酵工艺。考察了初始葡萄糖浓度和发酵过程中3种补料策略(分批间歇流加补料、恒葡萄糖浓度流加补料和DO-在线识别流加补料)对菌体生物量、L-亮氨酸产量、副产物含量及糖酸转化率的影响。最终确定:分批补料发酵的初始葡萄糖浓度为60 g/L,葡萄糖补加采用DO-在线识别流加方式。根据溶氧响应信号的特征反馈控制葡萄糖的流加速率,可实现葡萄糖的限制培养,有效减少了发酵副产物的含量,菌体生物量和L-亮氨酸产量得到显著提高,分别为21.8 g/L和41.3 g/L,且糖酸转化率高达22.4%。

柠檬酸钠对L-谷氨酸发酵代谢流迁移的影响

为更全面深入地理解细胞内谷氨酸代谢的调控机制,以黄色短杆菌GDK-9为供试菌株,应用MATLAB软件和代谢流分析方法,定量研究了添加柠檬酸钠后L-谷氨酸发酵中后期胞内的代谢流迁移.在L-谷氨酸发酵中后期添加3.0 g/L柠檬酸钠后,合成副产物L-丙氨酸和乳酸的代谢流量明显减少,分别降低了18.7%和27.4%,EMP途径和乙醛酸循环的代谢流分别减少了0.88和2.12,HMP途径的代谢流增加了0.88,而L-谷氨酸生物合成的代谢流从73.59增长至76.47,较未添加前提高了3.9%.添加柠檬酸钠能使关键节点发生代谢流迁移,提高L-谷氨酸合成中心代谢途径的代谢流量.

L-脯氨酸摇瓶发酵条件的优化

以黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)AP117为出发菌进行了摇瓶条件下的脯氨酸发酵条件研究。正交试验结果表明,发酵培养基中蔗糖、乙酸铵、L-异亮氨酸、生物素和硫胺素的最适用量分别为4.0%、4.0%、300 mg/L﹑400μg/L和600μg/L,发酵培养72 h后,L-脯氨酸积累可达57.12 g/L。同时考察了硫酸镁﹑磷酸二氢钾﹑不同装液量﹑接种量和初始pH对菌株AP117积累L-脯氨酸的影响。

黄色短杆菌原生质体制备与再生条件的研究

目的研究高产谷氨酰胺的黄色短杆菌原生质体制备和再生的最佳条件。方法用青霉素和甘氨酸预处理黄色短杆菌后,用溶菌酶酶解,研究菌龄、青霉素和甘氨酸预处理浓度及时间、酶浓度、酶解时间、酶解温度等条件对原生质体制备和再生的影响。结果原生质体制备和再生的最佳条件为:预处理处于对数生长早期的黄色短杆菌,青霉素最适浓度0.4 u/mL,甘氨酸浓度2%,预处理时间2 h,酶浓度1 mg/mL,酶解时间12 h,酶解温度37℃。结论在最佳条件下原生质体形成率达99.71%,再生率达16.52%。

一株缬氨酸产生菌的激光诱变育种

为提高缬氨酸产量,以一株产L-缬氨酸的黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)BFS为出发菌株,通过He-Ne激光诱变育种,分别设置不同的诱变强度和时间,确定最佳诱变条件为照射功率15 m W、照射时间20 min。对发生正突变的菌株进行L-缬氨酸耐受性筛选,得到的突变菌株产酸量提高了25.50%,并且该菌株可稳定遗传至少10代。激光诱变是一种安全有效的微生物育种技术,低剂量激光辐射更有利于菌株诱变效果的改善。