利用阶段pH控制提高灵芝深层发酵合成三萜能力的研究

采用3 L发酵罐考察不同pH发酵条件对灵芝(Ganoderma lucidum)菌丝体生长和灵芝胞内三萜合成的影响。结果表明,在pH4.5条件下,菌丝体干重和胞内三萜含量均最高,分别为12.31 g·L^-1和237.91 mg·L^-1。根据不同pH条件下,灵芝发酵过程中菌丝体的比生长速率、三萜比合成速率的变化,提出四阶段pH控制策略:0~26 h pH自然,26~36 h pH4.0,36~81 h pH4.5,81~168 h pH5.0,在此条件下,在3 L发酵罐中发酵,灵芝的菌丝体干重为14.18 g·L^-1,比对照(pH自然)和pH4.5时分别提高59.15%和15.19%,灵芝胞内三萜含量279.59 mg·L^-1,比对照和pH4.5时分别提高47.72%和17.52%;在50 L发酵罐中进行发酵验证,菌丝体干重和灵芝胞内三萜含量分别为13.54 g·L^-1和256.97 mg·L^-1。本研究的四阶段pH控制策略可较大幅度提高灵芝胞内三萜产量,且该发酵工艺操作简单易行,可为利用规模化深层发酵技术生产灵芝胞内三萜提供有益的参考。

基于通气量调控的灵芝菌丝体胞内多糖发酵工艺优化

采用5L搅拌式发酵罐进行灵芝(Ganoderma lucidum)液态深层发酵实验,考察通气量对灵芝菌丝体生长和胞内多糖合成的影响。结果表明:在保持其它因素不变的条件下,通气量9 L/min时菌丝体干重最高,达到15.42 g/L;通气量6 L/min时胞内多糖得率最高,为2.10 g/L。根据发酵过程中菌丝体生长的比生长速率、胞内多糖比合成速率,提出四阶段通气量控制策略:0～31.2 h通气量为6 L/min;31.2～43 h通气量为9 L/min;43～55 h通气量为6 L/min;55～96 h通气量为5 L/min。利用上述策略发酵得到的菌丝体干重为17.35 g/L,比9 L/min条件下提高了12.59%,胞内多糖得率为2.83 g/L,比6 L/min条件下提高了35.75%。研究结果可为规模化液态深层发酵生产灵芝胞内多糖提供参考。

温度两阶段控制策略发酵生产重组角质酶

为进一步提高重组Bacillus subtilis WSHB06-07发酵生产角质酶的产量和生产强度,在pH两阶段控制策略的基础上,考察了温度(27～40℃)对菌体生长和产酶的影响.研究发现,37℃适于菌体生长而30℃适于菌体产酶.通过分析发酵过程中菌体比生长速率及产物比合成速率的变化,确定了温度两阶段控制策略,即0～4h时控制温度37℃,4h后将温度调至30℃.通过采用这一优化策略,角质酶酶活和生产强度分别可达312.5U/mL和13.02kUL-1h-1,相比恒定温度37℃控制模式下分别提高了83.4%和10.9%.

pH两阶段控制策略发酵生产重组角质酶

为提高基因工程菌Bacillussubtilis WSHB06-07发酵生产角质酶的产量和生产强度，考察了pH（5．5-8．0）对菌体生长和产酶的影响。基于不同pH发酵过程中菌体比生长速率及比产物合成速率的变化，确定了pH两阶段控制策略，即0～4h时控制pH7．5，4h后将pH调至6．5。通过采用这一优化策略，角质酶酶活有了较大的提高，达170u／ml，生产强度为16．9kU／（L·h），比恒定pH7．5控制模式下分别提高了122．6％和123．2％。

麸皮对里氏木霉Rut C-30产纤维素酶的促进作用

本研究尝试通过里氏木霉Rut C-30添加适量的麸皮以及利用实验设计软件Design-Expert寻找适宜的麸皮与微晶纤维素的配比来研究麸皮对里氏木霉Rut C-30产纤维素酶的影响。结果表明,适当的麸皮添加量能够促进纤维素酶的生产;通过二元二次正交旋转组合设计,确定了微晶纤维素添加量和麸皮添加量分别为12.23和23.50 g/L的优化产酶条件。此条件下,在250 mL摇瓶中滤纸酶活达到6.383 FPIU/mL,得率系数为521.913 FPIU/g;在7.5 L发酵罐中,滤纸酶活为6.807 FPIU/mL,得率系数为556.582 FPIU/g。相比于优化前,优化后摇瓶实验和发酵罐实验中滤纸酶活分别提高了14.247%和17.403%,而纤维素酶的得率系数却分别降低了6.584%和4.005%。分别以酸解杨木残渣和蒸汽爆破杨木浆替代微晶纤维素作为碳源,最终获得最高滤纸酶活1.953 FPIU/mL和1.745 FPIU/mL。

诱导温度对大肠杆菌BR-42 ΔpykA(pAP-B03)发酵生产L-苯丙氨酸的影响

为了提高丙酮酸激酶突变的重组大肠杆菌BR-42ΔpykA（pAP-B03）发酵生产L-苯丙氨酸（L-Phe）的能力,考察了不同诱导温度（36、38和40℃）下菌体生长和L-Phe生产等重要发酵参数的变化规律;基于对发酵参数的动力学分析,提出了分阶段诱导温度控制策略,即在13.5~20 h,诱导温度采用40℃;21~37 h降低温度至38℃;38 h以后采用36℃。该策略的实施,可以显著改善诱导后期菌体的生长、质粒的维持和关键酶的酶活水平,从而提高L-Phe的生产;发酵48 h时,L-Phe的产量达到52.70 g/L,分别比在36、38和40℃诱导时提高了12.01%、13.77%和22.39%。结果表明：根据对不同诱导温度下的发酵动力学参数进行分析而提出的分阶段温度控制策略可以有效地应用于L-Phe的分批补料发酵过程中。

两阶段调控葡萄糖质量浓度强化赤藓糖醇发酵的研究

该研究在5 L发酵罐水平上研究了不同初始葡萄糖质量浓度对解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)JZ-204生长和发酵产赤藓糖醇的影响。结果表明,100 g/L初始葡萄糖质量浓度有利于菌体生长,高初始葡萄糖质量浓度(300 g/L和400 g/L)有利于赤藓糖醇合成。基于此,提出两阶段葡萄糖质量浓度调控策略,即0 h时以初始葡萄糖质量浓度为100 g/L,22 h后通过补加葡萄糖使总糖量达300 g/L进行发酵。结果表明,与分批发酵相比(100 g/L、200 g/L、300 g/L、400 g/L),采用该调控策略,赤藓糖醇产量达到最高水平92.66 g/L,分别比分批发酵提高了1347.81%、84.54%、14.66%、7.57%;生产强度达到最高的0.48 g/(L·h),分别比分批发酵提高了300%、37.14%、29.73%、20.00%。该调控策略为赤藓糖醇的高效发酵合成提供参考。