ARTP诱变选育高产腺苷菌株及发酵条件优化

为获得高产腺苷菌株,实现降本增效,该研究基于一株腺苷产生菌枯草芽孢杆菌SB-37,对其进行ARTP诱变选育,采用单因素实验和响应面方法优化菌株发酵条件。结果表明,最佳处理时间为30 s,菌株诱变致死率为98.75%。比对初始菌株腺苷产量,获得8株高产腺苷突变株,其中菌株Q40-2-37腺苷产量最高,为6.20 g/L,是出发菌株的2.58倍。该菌株最适发酵条件为葡萄糖99 g/L、蛋白胨25 g/L、pH 7.04、接种量8.03%、发酵时间72 h,此条件下,腺苷产量为6.92 g/L。该研究结果为高产腺苷菌株的诱变选育和发酵条件的优化提供了技术支撑。

溶氧对地衣芽孢杆菌DW2合成杆菌肽的影响

本文研究了3L发酵罐中不同供氧水平对地衣芽孢杆菌发酵杆菌肽的影响。结果表明,地衣芽孢杆菌DW2发酵杆菌肽的总效价和A组分比例随发酵搅拌转速或通风比的提高而增加;通过比较发酵溶氧水平分别为20%和5%的杆菌肽发酵过程,初步探讨了溶氧对杆菌肽发酵的影响机制。控制发酵液溶氧20%以上,发酵液中的丙酮酸,柠檬酸和α-酮戊二酸等有机酸浓度都高于5%溶氧水平的,说明高溶氧强化了菌体EMP途径和TCA循环;分析发酵液中的Glu、Asn、His、Ile、Lys和Asp等杆菌肽组成性氨基酸浓度,都高于5%溶氧水平的,说明高溶氧还通过促进氨基酸代谢提高杆菌肽效价。

苏云金杆菌溶氧控制发酵

利用BIOSTATC10自控发酵罐 ,研究了Bt菌种Gc - 91进行间歇培养时氧的供需特性。研究表明 ,以生产培养基配方进行发酵时 ,生长高峰期的临界氧浓度在DO12 .0 %～ 17.5%之间 ,控制溶氧接近于临界氧浓度进行发酵 ,Bt晶体含量和毒力效价有大幅提高。

应用微生物传感器测定甲醛

将培养好的枯草芽孢杆菌与一定量辅料混合,将其涂布并夹入两片微孔纤维膜之间制成固定化微生物膜。将此微生物膜装在溶解氧电极的阴极(金电极)端面的聚四氟乙烯薄膜上,并使之固定即完成微生物传感器的组装。为测验此传感器对甲醛的响应,按方法的给定条件进行操作,记录加入含甲醛试液前后仪器的输出电流。有甲醛存在时,由于其与微生物之间的同化作用导致一定量氧消耗而使输出电流it与基线电流i0相比明显下降,且其下降程度Δi(i0-it)与甲醛质量浓度在0.005～0.20 g.L-1之间呈线性关系。在甲醛质量浓度为0.1 g.L-1条件下做精密度试验,测得其信号值的相对标准偏差(n=10)为1.13%。用标准加入法试验了方法的回收率,3次试验的平均回收率为107%。又经试验,所制备的干微生物固化膜在4℃冰箱中冷藏,可保存60d仍有效。

利用枯草芽孢杆菌发酵生产环磷腺苷的工业化试验

为了实现环磷腺苷的发酵生产,对一株枯草芽孢杆菌Bacillus.subtilis jsim-1277在摇瓶、自控罐、20 M3发酵罐上的发酵条件进行了试验。结果表明,最适宜发酵条件是p H 6.7,且添加K2HPO41.0 g/d L,Na F 0.05 g/d L;在摇瓶、自控罐、大型发酵罐产苷分别为7.17、6.01、7.10 g/L。

黄嘌呤缺陷型枯草杆菌的选育

腺苷具有重要的医学价值,用发酵法生产腺苷有很大的经济意义.根据革兰氏阳性枯草芽孢杆菌的腺苷代谢途径,认为黄嘌呤缺陷型的枯草杆菌可以作为腺苷的生产菌株,通过实验研究了枯草杆菌的黄嘌呤缺陷型菌株的选育方法并检验了腺苷的产量.

腺苷生产菌株的回复突变和性质检验

腺苷具有重要的医学价值,由RNA降解获取腺苷成本极高,用微生物发酵法生产腺苷具有重大的经济意义.作为腺苷的生产菌株,黄嘌呤缺陷型的枯草芽孢杆菌如果在生产过程中发生回复突变将会降低腺苷产量.本实验研究了枯草杆菌的黄嘌呤缺陷性菌株是否会回复突变、以及突变菌株的各种性质,进行了V.P.,硝酸盐,高盐浓度,淀粉水解检验,以及进一步的IMP脱氢酶、黄嘌呤氧化酶、腺苷脱氨酶的活性分析,发现大量菌株发生回复突变,该缺陷型菌株遗传非常不稳定,这些突变菌株与生产菌株相比,IMP脱氢酶活发生显著变化,黄嘌呤氧化酶与腺苷脱氨酶的活力没有明显变化.

枯草芽孢杆菌对海水鱼塘生态因子的影响

为探讨枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）在鱼类养殖池塘中的生态作用,采用直接往养殖水体中投放该制剂的方法,研究分析微生物数量及其与环境因子的相关关系。结果显示,枯草芽孢杆菌,实验池数量为0.35×10^3^1.45×10^3cfu/m L,对照池为0.04×10^3^0.08×10^3cfu/m L;浮游植物生物量,实验池为0.094^1.521 mg/L,对照池为0.103^0.763 mg/L,实验池中枯草芽孢杆菌数量和浮游植物生物量均高于对照组。试验鱼塘中枯草芽孢杆菌与硅藻数量呈显著正相关,相关系数0.844（P〈0.05）;当溶氧≥6 mg/L时,枯草芽孢杆菌与亚硝酸盐氮含量呈显著负相关,相关系数-0.915（P〈0.05）。溶氧过低（〈2 mg/L）时,枯草芽孢杆菌对亚硝酸盐氮、氨氮没有明显的降解作用;溶氧≥6 mg/L时,对亚硝酸盐氮、氨氮的降解作用明显。研究表明,投放适量浓度的枯草芽孢杆菌能有效改善养殖水体状况,对水质起到进一步净化作用。

有机氮源对腺苷发酵的影响

腺苷在生理生化过程中起着重要的调控作用,具有较高的药用价值,在医药领域有着广泛的应用。主要研究了玉米浆、豆饼水解液和酵母粉等有机氮源对腺苷发酵产苷的影响。在5 L发酵罐上通过添加不同浓度的有机氮源,考察枯草杆菌XGL在不同条件下的菌体生长与产苷情况。通过实验优化,获得最佳的有机氮源为玉米浆20 mL/L、豆饼水解液30 mL/L、酵母粉16 g/L,在此条件下发酵50 h,腺苷最高产量达到41.6 g/L,比初始发酵条件提高65.1%。

控制pH值和溶解氧对地衣芽孢杆菌HDYM-04分批发酵产β-甘露聚糖酶的影响

为了探究地衣芽孢杆菌产β-甘露聚糖酶的能力,探究在发酵过程中pH值和溶氧水平对产β-甘露聚糖酶的影响。以地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis) HDYM-04为试验菌株,通过3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS法)测定酶活力。结果表明,控制pH值至7.0直至发酵结束,在发酵的初始阶段(12~20 h)效果明显,酶活力水平均处于3200 U/mL以上,同时菌体密度达到5.5以上。其次,控制溶氧在25%左右时,保持菌体的生长状态,酶活力高峰持续时间较长(6~20 h保持在3000 U/mL左右)。因此控制pH值7.0,溶氧在25%左右时,在发酵的初始阶段,有良好的产酶能力。

B族维生素对枯草芽孢杆菌发酵生产腺苷的影响

为了进一步提高发酵法生产腺苷的效率,该研究以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)XGL为供试菌株,通过单因素试验及正交试验探究VB_(1)、VB_(3)、VB_(5)、VB7、VB_(12)几种关键B族维生素对菌体生长及菌体产苷能力的影响。结果表明,VB_(1)、VB_(3)、VB_(5)、VB7、VB_(12)的最佳添加量分别为6.0 mg/L、5.2 mg/L、6.0 mg/L、2.4 mg/L、5.6 mg/L。此时的菌体生物量(OD_(600 nm)值)、腺苷产量和糖苷转化率分别为74.84、53.66 g/L、33.10%,较原始培养基分别增长了8.00%、19.35%和12.59%,说明B族维生素的这种复合添加量能够较好的提高腺苷的发酵生产能力,为枯草芽孢杆菌发酵法生产核苷类物质的培养基改良提供了一定的依据。

枯草芽孢杆菌ZH-Zj016产亮氨酸氨肽酶的发酵控制研究

一种通过原生质体转化技术所获得的可产壳氨酸氨肽酶的枯草芽孢杆菌工程菌ZH—Zj016，在对其发酵条件单因素初步优化的基础上，通过控制最低溶氧、两阶段变温培养、细胞通透性调节等，获得15L自控式发酵罐最适发酵条件：初始pH8．0，装液量8．0L，发酵温度（15h前39％，15h后37％），培养时间28h，接种量7‰（V／V），搅拌转速为250-500r／min，罐压控制在0．06～0．08MPa，通气量1．2vvm，溶氧和搅拌转速相偶联，最低溶氧维持在40％，在此条件下，酶活可达138U／mL，与该菌摇瓶优化条件下相当，是原野生菌15L发酵罐平均水平（6．5u／mL）的21倍。

利用溶氧调控型启动子Pvgb构建产surfactin的重组枯草芽孢杆菌

表面活性素(surfactin)在石油开采、环境修复及医药卫生等行业应用广泛,但在生产过程中存在产生大量泡沫的难题。本文中,笔者尝试通过溶氧水平来调控surfactin的合成。溶氧诱导型启动子Pvgb使得目的基因受到溶氧水平的表达调控。以绿色荧光蛋白GFP为报告基因,考察Pvgb及其串联多拷贝启动子在枯草芽孢杆菌168菌株中的转录水平,结果发现,Pvgb启动子为组成型弱启动子,对溶氧水平的响应强度并不显著,Pvgb的拷贝数对表达水平具有"剂量效应",增加拷贝数,表达量增加。将不同拷贝数的Pvgb启动子以及强启动子P43分别构建回补Sfp功能蛋白的可产surfactin的B.subtilis168重组菌株,结果表明,Sfp功能蛋白的表达强度不是影响surfactin合成量的关键因素,溶氧供给水平是影响surfactin合成的关键因素。

大豆发酵液的抗氧化活性

利用枯草芽孢杆菌制备大豆发酵液(soybean fermentation broth,S-FB)并研究了其抗氧化活性。通过分析抗氧化活性物含量得到S-FB中总酚和总肽的质量浓度比大豆发酵前提取液(soybean extract,SE)分别提高了187%和229%。抗氧化测试结果显示,1%S-FB对2,2′-联氨双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)[2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS]阳离子自由基的清除效果接近10%SE。因此,发酵提高了S-FB中的活性物含量并增强了其抗氧化活性。试验进一步研究了S-FB在人永生化角质形成细胞(HaCaT)内的抗氧化作用。结果表明,S-FB(5%、10%和20%)对活性氧的诱导作用随其体积分数的提高而增强。H 2O 2+S-FB(5%、10%和20%)提高的活性氧水平均低于H 2O 2或5%S-FB。因此,当活性氧水平提高,S-FB对活性氧的清除效果增强,诱导作用减弱。5%S-FB处理后,核因子E2相关因子2上调,并且超氧化歧化酶活力在36和48 h分别提高了32.5%和32.1%,对应的过氧化氢酶活力分别提高了19.6%和17.5%,同时该细胞被紫外线B损伤后的存活率是常规HaCaT细胞的1.3倍。因此,S-FB能够通过降低氧化应激反应和激活抗氧化通路来保护HaCaT细胞。

溶解氧控制对枯草芽孢杆菌发酵生产腺苷的影响

在50 L的生物反应器中,通过控制溶解氧水平为5%、10%、20%、30%四个水平考察枯草芽孢杆菌发酵生产腺苷的影响,发现该菌株生长的溶解氧浓度在10%～20%。并通过发酵过程中菌株的生长情况、菌体摄氧率和发酵产苷进行相关分析。结果表明,在发酵过程中DO水平控制在10%～20%时腺苷积累量高,发酵液中DO水平为5%和30%均不利于发酵液中的腺苷积累。通过对发酵终点丙酮酸的检测,发现枯草芽孢杆菌在低溶氧状态下比高溶氧状态下积累更多的丙酮酸。在此基础上,提出两阶段DO控制策略,最终腺苷积累量达到20.1 g/L。

添加柠檬酸钠与次黄嘌呤的腺苷发酵工艺研究

腺苷在医药和食品领域有广泛的应用。通过发酵工艺调控和培养基优化,提高腺苷发酵得率和糖苷转化率,是工业化生产腺苷的重要途径之一。以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)AR090为出发菌株,研究发酵培养基中柠檬酸钠和次黄嘌呤的添加量及添加方式对其生产腺苷的影响。结果表明:发酵培养基中添加2 g/L柠檬酸钠,并在发酵过程的24 h和36 h分2次补充次黄嘌呤(前体)3 g/L,可使腺苷产量大幅度提升,产量最高达到31.1 g/L,相比于原配方工艺腺苷产量(22.3 g/L)提高了39.46%。

枯草芽孢杆菌产腺苷补料发酵工艺的研究

目的:本文采用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为发酵菌种,考察发酵液中次黄嘌呤前体物质的质量浓度与发酵产率的关系、次黄嘌呤前体物质加入方式与腺苷产量的关系,以研究提高腺苷发酵水平的补料发酵工艺。方法:利用摇瓶、50 L发酵罐、10 m³发酵中试罐,整合补料与溶解氧的发酵过程调控,进行逐级放大试验。结果:在10 m^(3)中试发酵罐进行补料工艺放大,流加补糖含9 g·L^(-1)的次黄嘌呤,并通过阶段控制溶氧条件,腺苷产量达到35.06 g·L^(-1)。结论:次黄嘌呤的添加对腺苷的生物合成有促进作用,分阶段溶氧控制连续流加次黄嘌呤工艺腺苷产量有明显的优势,腺苷补料发酵工艺的研究为工业化应用提供参考。

添加氧载体对核黄素发酵的影响

针对枯草芽孢杆菌高密度发酵生产核黄素过程中存在的氧传递速率低下导致的产量偏低问题,研究不同氧载体对核黄素发酵的影响并优化氧载体的添加量和添加时间。摇瓶发酵结果表明:在发酵0 h时添加体积分数为2%的油酸乙酯,生物量较对照组提高17.9%;核黄素终质量浓度达12.1 g/L,较对照组提高26.7%。5 L罐发酵结果表明:在发酵0 h时添加体积分数为2%的油酸乙酯,生物量较对照组提高13.5%;核黄素终质量浓度达24.3 g/L,较对照组提高12.6%。因此,添加氧载体可以提高核黄素发酵水平。

地衣芽孢杆菌ZJUEL31410产胞外弹性蛋白酶的分批发酵研究

为了获得高产弹性蛋白酶的地衣芽孢杆菌ZJUEL31410的分批发酵条件,采用5L生物发酵罐对地衣芽孢杆菌ZJUEL31410胞外弹性蛋白酶的分批发酵过程和发酵条件进行研究。结果发现,弹性蛋白酶的合成与菌体生长部分相关,细胞生长在24h时达到最大(菌体干重为8.9g/L);发酵6h时比生长速率(μ)达到最大值0.18,弹性蛋白酶合成在30h达到最大值373U/mL;在搅拌速度500r/min,初始葡萄糖质量分数为7.4%条件下,弹性蛋白酶活最高,体系中溶氧最多;提高搅拌功率可改善菌体的代谢过程,加快代谢速率,提高弹性蛋白酶活性。本文为地衣芽孢杆菌规模分批发酵和流加发酵产弹性蛋白酶提供试验依据。