生黑葡萄糖酸杆菌转化高浓度山梨醇的条件优化

目前，国内维生素C主要采用二步发酵法生产,其中第一步为生黑葡萄酸杆菌（Gluconobacter melanogenus）将D-山梨醇转化为L-山梨糖。考察了该菌株在提高培养基中山梨醇浓度时的发酵特性和发酵条件。实验室摇瓶实验结果显示，通风量、发酵前期及后期pH值控制、接种种液类型都影响高浓度山梨醇摇瓶发酵的转化率。以35％山梨醇浓度发酵液做种子液明显优于生产上采用的三级种子液（12％-17％山梨醇浓度），培养基前期pH值5．0—6．0，后期pH值4．2～3．9，装液量180mL，发酵周期在30h之内，山梨醇转化率在98％以上。培养基山梨醇浓度由23％提高到35％，发酵周期延长8h。上述实验结果对指导生产工艺优化具有重要意义。

透明颤菌血红蛋白基因在生黑葡萄糖酸杆菌中的克隆与表达

目的在生黑葡萄糖酸杆菌中克隆并表达透明颤菌血红蛋白基因(Vitreoscilla Hemoglobin gene,vgb)。方法构建重组质粒p UC19-vgb并电转化生黑葡萄糖酸杆菌。采用十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfonate,SDS)-聚丙烯酰胺凝胶电泳和一氧化碳(carbon monoxide,CO)-示差光谱进行血红蛋白表达和生物活性测定。结果 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳显示有大量与目的蛋白大小相当(约15 ku)的蛋白表达。CO-示差光谱在420 nm处有一吸收峰,显示重组质粒p UC19-vgb成功转化入生黑葡萄糖酸杆菌,并表达具有生物活性的透明颤菌血红蛋白(Vitreoscilla Hemoglobin,VHb)。结论成功构建vgb重组质粒,并实现在生黑葡萄糖酸杆菌中表达VHb。

三羧酸循环中几种有机酸对山梨醇发酵的影响研究

通过研究三羧酸循环中几种主要有机酸在山梨醇发酵过程中产生的作用,以提高产糖速率及缩短其发酵周期。通过单因子筛选确定了苹果酸、顺-乌头酸、草酰乙酸及琥珀酸对山梨醇发酵起促进作用,而延胡索酸对山梨醇发酵无明显作用;根据单因子实验结果确定出正交实验的因素及水平,最后通过正交实验优化出有机酸的最优配比分别为苹果酸0.06%、顺-乌头酸0.015%、草酰乙酸0.10%、琥珀酸0.04%;通过小型发酵罐中试验证实验,山梨醇发酵周期比照缩短6 h。

响应曲面法优化Gluconobacter melanlgenu X42培养基

采用Plackett-Burman设计、最陡爬坡试验和中心组合试验相结合的策略对Gluconobacter melanlgenu X42转化培养基进行优化。试验结果表明:最佳转化培养基组成为麦芽抽提物0.46 g/L、蛋白胨2.07 g/L、Ca CO30.70 g/L、Zn SO40.04 g/L。优化后L-山梨糖生成量提高了9.9%。可以应用响应曲面法对G.melanlgenu X42转化培养基进行优化。