用遗传算法优化流加培养的底物流加轨迹

遗传算法(Genetic Algorithm,GA)是把生物进化论和遗传学原理应用于工程优化而创造出来的新的优化算法,在复杂问题的优化方面显示出了优良性能。近年来GA开始应用于发酵工程领域。本文介绍了应用GA优化流加培养流加轨迹的原理和方法。

Schizochytrium sp.S31生产DHA底物流加策略及呼吸特性分析

考虑到培养液内的碳源和氮源质量浓度及其比例关系对细胞生长以及油脂积累的特性有明显的影响,采用分批补料、间歇流加方式考察底物流加策略对Schizochytrium sp.S31生产DHA的影响,同时对发酵尾气CO_2释放与DHA含量的相关性进行分析。结果表明:通过分批培养的方式确定最佳的初始碳氮比为7∶1,此条件下最终的DHA含量达到2.66 g/L;最佳的底物流加策略为培养80 h内间歇流加酵母提取物使培养液中酵母提取物质量浓度达5 g/L,同时将葡萄糖质量浓度控制在30 g/L的恒定水平,DHA含量最终提高至16.75 g/L;分析呼吸特性发现,氮源耗尽后平均CO_2释放速率与DHA的积累量之间存在正相关性。

底物流加-间歇运行方式下氨氧化细菌富集培养的效果及影响因素分析

富集培养氨氧化细菌(AOB)可为污水处理工艺提高氨氮氧化速率、促进亚硝酸盐积累提供物质基础。在(20±2)℃下,采用底物流加-间歇运行方式进行氨氧化细菌富集培养,重点考察了游离氨(FA)、游离亚硝酸(FNA)、溶解氧(DO)等因素的影响,并对富集前后活性污泥样品中的AOB进行了定性定量分析。结果表明:第15天左右AOB增殖进入稳定生长期,比氨氮氧化速率由接种时的4.45 mg·(g·h)-1升高至57.22 mg·(g·h)-1;通过pH、底物流加速率和实际反应速率关系的联合控制,可以实现整个反应过程中FA和FNA在预期范围内波动;即使在极低的DO条件下,高纯度的AOB也可进行氨氮氧化。高通量测序结果表明,体系内Nitrosomonas属的AOB大幅度增长,可由0.23%上升至54.18%,亚硝酸盐氧化细菌(NOB)的生长得到了有效抑制,培养结束时仅为0.12%。荧光定量PCR对AOB功能基因amoA的绝对含量结果表明,富集前后平均拷贝数由2.67×105 copies·g-1升至最大,可达9.67×109 copies·g-1,AOB成为活性污泥中的优势菌。本研究结果可为常温条件下快速富集AOB提供参考。

pH值及底物对副干酪乳杆菌发酵生产苯乳酸的影响

在7.5 L发酵罐中研究pH值及流加苯丙酮酸和葡萄糖对副干酪乳杆菌W2分批发酵产苯乳酸(phenyllactic acid,PLA)的影响。结果表明:发酵液初始pH值、底物葡萄糖和苯丙酮酸对菌体生长和产物产量都有影响。控制发酵液pH值为6.5,采用间歇流加苯丙酮酸及连续流加苯丙酮酸和葡萄糖,发酵36 h后PLA产量分别达到1.148 g/L和2.121 g/L,苯丙酮酸的转化率分别为62.19%和47.2%,与分批发酵相比分别提高41.72%和161.53%。

重组毕赤酵母恒化培养研究进展

从底物流加策略、甲醇流加方法、甲醇浓度和稀释率几个方面综述重组毕赤酵母(Pichia pastoris)恒化培养。