在明串珠菌构建高产甘露醇的细胞工厂

甘露醇是一种具有多种功效的六糖醇,被广泛应用于医药、食品、化工和电子等行业。为构建高产甘露醇的明串珠菌,建立了将底盘细胞转化为高产目标产物菌株的理论:细胞工厂的“源-库”学说。通过2次同源重组,打破染色体中基因的操纵子和重叠基因模式,并将甘露醇外排泵蛋白(mannitol efflux pump,MEP)基因序列和再生NADH的酶(甲酸脱氢酶)基因序列定点插入到染色体上。蔗糖为90 g/L时,打破mep基因的操纵子和重叠基因模式的菌株甘露醇产量比原始菌株(CGMCC1.10327)提高了9.5%。原始菌株染色体上敲入一个拷贝mep基因序列的菌株,底物蔗糖能添加到120 g/L,甘露醇产量也达到55.18 g/L。CCTCC M2020762菌株染色体上敲入一个拷贝甲酸脱氢酶基因序列的菌株,底物蔗糖能添加到145 g/L,甘露醇产量也达到101.6 g/L。使细胞工厂具备更强的“源”能(NADH再生等)和更大的“库”容(提高MEP活性),实现目标产物的超高产。

蛹虫草液体的深层发酵

以菌丝体质量浓度(干重)和发酵液中甘露醇浓度为指标,研究温度、初始pH值、培养时间等因素对蛹虫草液体培养的影响,得到蛹虫草摇瓶液体培养的最佳温度为25.0℃,初始pH值为6.10,培养时间为5 d;蛹虫草液体发酵最适培养基的组成为:20 g/L蔗糖+5 g/L蛋白胨+1 g/L MgSO4.7H2O。在此基础上进行小型分批式发酵罐实验,研究有利于蛹虫草生长及活性物质生成的pH控制策略。研究结果表明,pH分段控制的液体深层发酵对蛹虫草生长最为有利,菌丝体质量浓度为17.31 g/L,甘露醇质量浓度达43.47 g/L。

甘露醇微生物转化的研究

研究了碳源、pH及添加西红柿汁对发酵乳杆菌生产甘露醇的影响。结果表明：以果糖为碳源，浓度为150g／L时，LactobacillusFerm101能够生产相当量的甘露醇而无山梨醇产生。在培养过程中通过调控pH并添加西红柿汁可使甘露醇收率达到51％．

霍乱弧菌两类菌株甘露醇发酵过程中PTS操纵子转录水平差异分析

目的比较El Tor型霍乱弧菌流行株与非流行株两类菌株在甘露醇发酵实验中甘露醇转运相关基因转录水平差异的普遍性,探索两类菌株发酵快慢的机理。方法对10株非流行株(快发酵菌株)和10株流行株(慢发酵菌株)在甘露醇发酵过程中的生长曲线变化进行检测,采用荧光实时定量PCR检测两类菌株PTS操纵子中mtlCBA基因的转录水平并比较其差异。结果在甘露醇发酵实验第4小时非流行株出现阳性反应时,非流行株整体生长趋势较流行株迅速,但单个菌株生长速度有快有慢;第8小时流行株出现阳性反应时,其生长高于非流行株。实验第1、2小时,非流行株mtlCBA的mRNA转录水平高于流行株;实验第4、8小时,流行株mtlCBA的mRNA转录水平高于非流行株。结论霍乱弧菌两类菌株甘露醇发酵实验中甘露醇PTS操纵子转录差异应是流行株和非流行株差异的重要特征,直接导致两类菌株甘露醇发酵快慢。生长菌量对快慢发酵不是主要影响因素。

以蔗糖为原料明串珠菌发酵生产甘露醇

肠膜明串珠菌CGMCC 1.10327为发酵菌株,质量浓度为2%的蔗糖为底物,采用分批发酵,研究甘露醇的生成。为了优化甘露醇的生成,分别考察了添加5 g/L的葡萄糖、3种盐(K2HPO4、乙酸钠、柠檬酸铵)、不同的初始pH和加入0.2%的CaCO3对产甘露醇的影响。结果表明,葡萄糖的加入有助于提高甘露醇的产量。3种盐(K2HPO4、乙酸钠、柠檬酸铵)对甘露醇的生成有明显的影响,当分别为2 g/L、5 g/L和2 g/L时,甘露醇的产量最高。最佳的初始pH=6。向培养基中加入0.2%的CaCO3,甘露醇的产量明显的降低。

Zymobacter palmae菌株发酵甘露醇生产乙醇的条件优化

在250ml三角烧瓶中进行Zymobacter palmae菌株发酵不同浓度的甘露醇生产乙醇的实验。实验先以浓度为20.0g/L、40.0g/L、60.0g/L、80.0g/L的甘露醇进行发酵实验确定出最适培养基组分,然后通过正交试验确定出最佳发酵条件。结果表明,最适发酵培养基为:甘露醇20.0g/L,酵母膏0.5g/L,MgSO4.7H2O 0.1g/L,KH2PO42.0g/L,K2HPO47.0g/L,(NH4)2SO4 1.0g/L,pH值6.0;最佳发酵条件为:摇床转速150r/min,温度28℃,发酵液体积150ml。在最佳发酵条件下,乙醇的最大产量为0.429g乙醇/g甘露醇。

霍乱弧菌甘露醇PTS操纵子中mtlR为转录抑制基因

产毒和非产毒的El Tor生物型霍乱弧菌对甘露醇发酵利用的速率有明显差别,在霍乱致病株的快速判断中有重要的参考价值。通过比较快发酵菌株(非产毒株)和慢发酵菌株(产毒株)mtlR缺失突变株与野生株在含0.2%甘露醇的M9培养液及甘露醇发酵液中生长、产酸等的变化,定性地证明了mtlR基因的抑制作用;另外通过定量RT-PCR进一步验证了MtlR蛋白在mtlCBA转录水平发挥负调控作用。但是mtlR还不是引起快慢发酵菌株对甘露醇发酵差异的直接原因。本研究也为我们研究霍乱弧菌甘露醇快慢发酵差异机制提供了必要的参考依据。

明串珠菌发酵产甘露醇的研究进展

明串珠菌是韩国泡菜、德国泡菜和腌菜等发酵蔬菜中的优势细菌,保持产品的质量中起着重要作用,在各种乳制品中也有其的应用,因此近年来在内地对其的研究开始活跃。明串珠菌的发酵产甘露醇实现大规模工业化的潜力非常大,因此主要论述了明串珠菌的甘露醇转化及相关代谢、发酵产甘露醇的研究。

毕赤酵母发酵甘露醇产乙醇的条件研究

在250ml三角瓶中进行毕赤酵母(Pichia angophorae)发酵不同浓度的甘露醇生产乙醇的试验。试验先以浓度为20g/L、40g/L、60g/L、80g/L的甘露醇进行发酵试验确定出最适培养基组分,然后以正交试验确定菌株的最优发酵条件。结果确定出最适的发酵培养基组分为:甘露醇20g/L,酵母浸粉0.3g/L,麦芽浸粉0.3g/L,(NH4)2SO45g/L,KH2PO42g/L,MgSO4·7H2O 0.4g/L。最佳发酵条件为:温度32℃,摇床转速150rpm,初始pH值4.5,发酵液体积150ml,乙醇最大产量为0.45g ethanol/g mannitol。

混合菌群产氢特性研究

对产氢菌株进行筛选，得到一组可以在微氧条件下高效产氢的微生物菌群．此菌群在0－15％O2浓度下都可以产氢，具有较高的耐氧产氢特性．该混合菌群可利用甘露醇、葡萄糖、蔗糖、乳糖、淀粉为底物产氢，其中甘露醇为最适底物．最适产氢温度、pH值、初始氧气浓度分别为33℃、7．0、2．72％．在此条件下，以甘露醇为碳源（5．0g／L），产氢效率可达到324．18mL（H2）/g（甘露醇）．对该产氢体系发酵末端产物的液相分析显示乙醇占76％～93％，表明该产氢体系为乙醇型发酵．通过PCR-DGGE方法进行菌群分析，发现不同初始氧浓度下菌群分布有一定差异，但克氏杆菌在各种氧浓度下的混合菌群中都占明显优势，是主要的产氢菌．

甘露醇工业化制造方法的评述

甘露醇是重要的精细化工产品,在医药以及食品等行业具有重要的用途。本文综述了甘露醇的性质、 应用、制备工艺及其检测方法。指出了微生物发酵法生产甘露醇的良好工业前景。

微生物发酵产生苝醌类化合物和甘露醇的工艺研究

目的:研究产生艹北醌类化合物和甘露醇的菌寄生菌属真菌(AscomycetesHypocreaceaeHypomyces(Fr.)Tul.sp.)的发酵工艺。方法:不同固体培养基、温度、固体培养基与水质量比、pH值、氮源、光及碳源对艹北醌类化合物和甘露醇含量的影响。结果:筛选出一条好的发酵工艺。结论:艹北醌类化合物含量提高0.05%～0.1%,甘露醇含量提高0.5%。

树舌灵芝液体深层发酵菌丝体化学成分研究

目的对工业化生产的树舌灵芝液体深层发酵菌丝体化学成分进行系统化研究。方法采用有机溶剂浸提法提取菌丝体的化学成分,经硅胶柱色谱和大孔树脂吸附色谱对提取物进行分离纯化,通过薄层制备、结晶、重结晶等方法获得4个单体化合物,并鉴定结构。结果从树舌灵芝液体深层发酵菌丝体中分离并鉴定得到4个单体化合物(其中2个化合物为同一种物质),即麦角甾醇、甘露醇和赤藓糖醇。结论从树舌灵芝液体深层发酵菌丝体中分离到3种化合物:麦角甾醇、甘露醇和赤藓糖醇,其中赤藓糖醇为首次在树舌灵芝的化学成分研究中报道。

冬虫夏草及其发酵虫草中甘露醇含量比较研究

目的:首次进行了对冬虫夏草和不同菌种、不同发酵工艺的虫草中甘露醇的含量测定。方法:采用紫外分光光度法测定冬虫夏草和不同菌种、不同发酵工艺的发酵虫草中甘露醇的含量。结果:实验结果表明冬虫夏草的甘露醇含量最高,与发酵虫草的含量有差异。结论:发酵虫草能否作为冬虫夏草的代用品还需进一步研究。

高产D-甘露醇虫草菌种分离纯化的研究

本试验系用生物工程技术分离纯化虫草菌种的研究。先用组织分离法从野生虫草整体组织上分离出虫草菌种 ,再用平板稀释法将菌种纯化 ,获得一株高产D -甘露醇 (虫草酸 )的优良菌种。该菌种被鉴定为蝙蝠蛾拟青霉。使用该菌种经一级种子培养和发酵培养 ,获得含D -甘露醇 9 9% (野生虫草约 7% )、总氮 5 1% (野生虫草约 4% )的虫草菌丝体。原种斜面培养基组成 (% ) :琼脂 2、葡萄糖 2、蛋白胨 0 2、磷酸二氢钾 0 1、硫酸镁 0 0 3、麦麸 5。种子培养基组成 (% ) ;葡萄糖 2、蛋白胨 0 5、磷酸二氢钾 0 1、硫酸镁 0 0 3、麦麸 5。原种培养温度 2 3- 2 4℃、培养时间 4- 5天 ;平均稀释纯化所用稀释菌液为 10 -1、 10 -2 、 10 -3 、 10 -4 、 10 -5、 10 -6,挑菌培养温度分别为 2 3- 2 4℃、 2 8℃、 37℃。种子培养条件 :一级种子培养 :摇床转速 180r/min ,培养温度 2 4- 2 5℃ ,时间 2 - 3天 ;二级种子培养 ;摇床转速 90r/min ,培养温度 2 4- 2 5℃ ,时间 2天。发酵培养条件 ;接种量 5 - 10 % ,温度 2 4- 2 6℃ ,搅拌速度 15 0 - 180r/min ,通气培养 ,时间 5 - 6天 ,PH4 5 ,残糖量降至 0 3%。

分光光度法测定乳酸菌发酵体系中甘露醇的含量

建立了一种比较简便和精确的分光光度分析法,用以测定乳酸菌发酵体系中的甘露醇含量。通过与盐酸共热脱水反应去除发酵体系中果糖对甘露醇分析测定的干扰和影响。精密度试验和回收率试验表明。

产甘露醇菌株的育种研究进展

甘露醇又称D-甘露糖醇,其作为一种功能性糖醇被广泛应用于医药、食品行业中。同时也应用于涂料、纺织和日化工业等方面。近几年,微生物发酵法成为制备甘露醇的研究热点。利用微生物发酵法制备甘露醇需要有适宜的菌株,本文从自然选育,诱变育种以及基因工程改造菌株三个方面对制备产甘露醇的菌株育种研究进行了综述,并对其前景进行了展望。

近平滑假丝酵母发酵产甘露醇

从甘蔗汁中筛选出1株利用葡萄糖产甘露醇的菌株,经鉴定为近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)。研究其发酵生产甘露醇的条件,通过单因素实验和正交实验优化后,培养基配方为:200 g/L葡萄糖,30 g/L酵母膏,0.05 g/L CaCl2·2H2O,0.02 g/L FeCl3·2H2O,0.5 g/L MgSO4·7H2O,此条件下摇瓶培养甘露醇产量为61.7 g/L。进行30 L发酵罐扩大培养,根据发酵曲线得知72 h时甘露醇最大产量为80.3 g/L。

微生物发酵转化甘露醇的研究进展

甘露醇是一种多元醇,存在于许多植物和微生物中,因其具有众多独特的性质,广泛应用于食品、医药和化工等行业,具有较大的经济价值。目前甘露醇的生产方法主要有4种:植物提取法、化学合成法、酶转化法和微生物发酵法,其中工业生产主要选用的是化学合成法。该文通过对这4种方法进行介绍与利弊比较,发现微生物发酵法有许多优点,例如不易产生副产物山梨醇、条件温和能耗低、不需要高度纯化的底物、不受原料和季节的限制、适宜大规模生产等,具有很大的取代化学合成法应用于工业生产的潜力,因此提出一些切实可行的方法建议,给甘露醇的后期发展以参考。

木醋杆菌突变株产细菌纤维素发酵条件优化

对一株经紫外诱变手段筛选得到的细菌纤维素高产菌株木醋杆菌C544进行发酵条件和培养基成分研究,确定其产纤维素适宜温度范围为25℃￣31℃,30℃时纤维素产量最高;适宜的初始pH值范围为5.5￣7.0,在pH6.0时纤维素产量最高。优化出的培养基配方为:葡萄糖5.0%(w/v)、大豆蛋白胨0.9%(w/v)、Na2HPO4·12H2O0.8%(w/v)及柠檬酸0.5%(w/v),在最佳发酵条件下纤维素最大产量可达7.79g/L,是优化前产量的3.52倍。另研究了甘露醇对此菌株产细菌纤维素的影响,发现当基础培养基中加入10%(w/v)甘露醇作为碳源时,发酵终点的pH值为4.50,对纤维素的合成有利,纤维素产量达到9.33g/L,是优化前产量的4.22倍。