Improved elastase production by Bacillus sp. EL31410—further optimization and kinetics studies of culture medium for batch fermentation

An efficient culture medium producing a bacterial elastase with high yields was developed further following preliminary studies by means of response surface method. Central composite design (CCD) and response surface method-ology were applied to optimize the medium constituents. A central composite design was used to explain the combined effect of three medium constituents, viz, glucose, K2HPO4, MgSO47H2O. The strain produced more elastase in the completely optimized medium, as compared with the partially optimized medium. The fitted model of the second model, as per RSM, showed that glucose was 7.4 g/100 ml, casein 1.13 g/100 ml, corn steep flour 0.616 g/100 ml, K2HPO4 0.206 g/100 ml and MgSO47H2O 0.034 g/100 ml. The fermentation kinetics of these two culture media in the flask experiments were analyzed. It was found that the highest elastase productivity occurred at 54 hours. Higher glucose concentration had inhibitory effect on elastase production. At the same time, we observed that the glucose consumption rate was slow in the completely optimized medium, which can explain the lag period of the highest elastase production. Some metal ions and surfactant additives also affected elastase production and cell growth.

高温产2,3-丁二醇甲基芽孢杆菌的筛选及其发酵优化

2,3-丁二醇是一种典型的大宗化学品,广泛应用于化工、食品、医药、燃料等领域。生物法发酵制备2,3-丁二醇是当下的主要方法,然而,大多数报道的菌株为条件致病菌且发酵条件严格,限制了生物法制备2,3-丁二醇的发展。该研究以温泉底土壤为试验材料,经过分离、筛选与鉴定获得了1株高温条件下产2,3-丁二醇的甲基芽孢杆菌。通过摇瓶实验优化发酵工艺,确定最适发酵条件与最优培养基组成,利用优化后的发酵工艺甲基芽孢杆菌发酵24 h产物产量达到32.57 g/L。进一步进行上罐试验,基于不同发酵罐转速条件下甲基芽孢杆菌的产量积累情况,理性设计两阶段发酵策略,并以最优策略分批补料发酵制备2,3-丁二醇,2,3-丁二醇的产量在甲基芽孢杆菌发酵45 h时达到73.19 g/L,转化率达到90.25%。

苏云金芽孢杆菌培养基优化及间歇发酵

对苏云金芽孢杆菌的培养基配方进行室内摇瓶优化筛选，首先用摇瓶培养筛选到Ⅱ号培养基，在此配方的基础上，将培养基组分划分为氮源、碳源及无机盐三因素，采用三因素二水平正交旋转组合设计的方法进行培养基优化组合研究，建立其芽孢产量依氮源、碳源、无机盐的响应面方程。借助此方程获得响应面最佳点即培养基各组分的最佳配比。实验结果表明，该方法是苏云金芽孢杆菌培养基优化中十分简便、实用、快速的途径。此外，对其间歇发酵过程也进行了初步考察。

苏云金杆菌发酵培养基的研究

采用正交实验法研究了不同培养基对 Bt- HD1产毒能力的影响。优选出的培养基为 :发酵液芽孢数达 5.1× 1 0 9· m L-1,2 %发酵液 2 4 h致死 3龄小菜蛾幼虫 65% ,48h 达 89% ,72 h达1 0 0 %。普通培养基对应值分别为 6.0× 1 0 8· m L-1和 35% ,83% ,1 0 0 %。优选出培养基最佳碳氮比( C/N)为 2 .0 ,最佳含固量为 8%

苏云金芽孢杆菌生物杀虫剂发酵生产的影响因素及其工艺选择

化学杀虫剂的长期使用给生态环境造成了严重破坏,也使害虫种群的抗药性日益提高,生物杀虫剂以其"绿色环保"的特点引起人们的广泛关注。其中,苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)制剂是目前世界上产量最大、应用最广的生物杀虫剂。它对鳞翅目、双翅目、鞘翅目、螨类等许多有害昆虫有毒杀作用,而对人类、动物和农作物无害。长期以来,人们一直致力于苏云金芽孢杆菌发酵过程的研究,以期获得高毒效的生物杀虫剂产品。本文首先对苏云金芽孢杆菌发酵生产的各种影响因素进行了综合分析,将影响因素分为培养条件和培养基组分两类,得出最佳培养条件为温度:(30±1)℃,pH:7.0±0.1,搅拌速度:400～600r·min-1,通气量:1∶0.6～1.2(发酵培养基体积与每分钟通入空气的体积之比),接种时间:对数期初;最佳培养基配比为碳氮比:8～10∶1,无机盐含量:KH2PO4或K2HPO4为0.075%～0.2%;MgSO4·7H2O为0.075%～0.3%;CaCO3为0.075%～0.15%;MnSO4·H2O、FeSO4·7H2O各为0.002%。其次,对当前研究与工业化生产中的各种发酵工艺进行了评述,总结了现有发酵工艺的优缺点。在现有研究基础上,降低培养基原料成本、改进发酵工艺和采用基因学手段构建高效工程菌株将成为未来研究热点。

内生枯草芽孢杆菌E1R-J发酵条件的优化

细菌E1R-J是一株对小麦全蚀病、小麦白粉病和小麦条锈病有拮抗作用的小麦内生芽孢杆菌，笔者对其产菌的发酵培养条件进行了初步研究。发酵培养基为酵母粉0．6％，蛋白胨0．6％，NaCl0．3％，K2HPO40．02％。最佳发酵条件为pH4．5～9．0，菌株都可以生长，转速150r／min，温度34℃，种子液的接种量为2％，通气量是空气与培养基的比例2：5，最佳种子液菌龄是20～34h，作为生防用菌最佳菌龄为48～73h。在以上条件下，细菌的发酵产量最大，细菌浓度为5．2×10^7cfu／mL左右。

苏云金芽孢杆菌WB9菌株的分离、生化特性及培养基优化

对来自武夷山自然保护区非耕作区的200个土壤样品进行了苏云金芽孢杆菌的分离,获得12株菌株,分离频率为6.0%.室内感染力测定结果表明WB9菌株对小菜蛾具有高感染力、对甜菜夜蛾具有较高的感染力.生理生化指标测定结果显示WB9与库斯塔克亚种8010的反应表现型相同,仅在个别反应上有强弱差异,由此推测WB9可能属库斯塔克亚种.此外,通过正交试验设计和室内摇瓶培养,获得了优化的WB9工业培养基组合,即30.0 g.L-1玉米淀粉、20.0 g.L-1黄豆饼粉、15.0 g.L-1玉米粉、10.0 g.L-1酵母粉、2.0 g.L-1蛋白胨、15.0 g.L-1玉米浆、5.0 g.L-1CaCO3、0.3 g.L-1MgSO4.7H2O、1.0 g.L-1KH2PO4和0.02 g.L-1ZnSO4.7H2O.

分段式补料批次发酵对凝结芽孢杆菌发酵水平的影响

试验采用分段式补料批次发酵技术对1株畜禽用凝结芽孢杆菌的发酵水平进行了研究,对数期补料促使菌体量大量积累,稳定期补料促进芽孢大量形成,从而达到高菌体量和高芽孢率的目的。试验结果表明,对数期补加淀粉量为总淀粉量的10%,豆粉和鱼粉(质量比为2∶1)补加量为总豆粉和鱼粉量(质量比为2∶1)的5%,补加方式为2次等量补加(间歇10～12h),发酵水平由分批发酵6.80×109 CFU/mL提高到8.30×109 CFU/mL;稳定期最佳补料浓度为0.10g/L碳酸钙、0.156g/L磷酸二氢钠、0.30g/L蛋氨酸,最佳补料方式为1次性补加,经稳定期补料优化,芽孢率由分批发酵的75.78%提高到85.63%。因此,采用分段式补料批次发酵技术能够进一步提升发酵液的菌体数和芽孢率。

苏云金杆菌(Bt8010)工业发酵过程研究

研究苏云金杆菌发酵过程诸多参数的变化对提高产品毒力很有意义。在５Ｌ发酵罐对Ｂｔ８０１０菌株进行培养，对发酵全过程的各参数包括葡萄糖消耗，细胞数和生物量增长，芽孢形成，溶氧和ｐＨ值变化等进行了详细的分析，用不同浓度葡萄糖进行培养，并对分批补料培养和分批培养结果进行比较，结果表明：葡萄糖浓度对发酵结果的影响很大。发酵过程的不同阶段，细胞的大小和结构各不相同，流加葡萄糖可以使发酵结果芽孢数达到１．２８×１０１０个／ｍＬ。

新组合菌系SCB329-SCB933利用L-山梨糖发酵产生维生素C前体2-酮基-L-古龙酸的研究Ⅲ.发酵过程的特征和条件控制

在分析了新组合菌系ＳＣＢ３２９－ＳＣＢ９３３发酵过程特征的基础上，对流加发酵工艺中的种子培养、ｐＨ、溶氧的控制，以及发酵液初始培养基中的Ｌ－山梨糖浓度和流加起始点进行了优化，获得了比分批发酵更为满意的结果：发酵最终总糖达１３％（ｗ／ｖ）左右，发酵周期４０～５０ｈ，产２－酮基－Ｌ－古龙酸达１１５－１３０ｍｇ／ｍｌ，克分子转化率达８８ｍｏｌ％左右。

高产抗生素Zwittermicin A苏云金芽孢杆菌A164发酵条件的优化

从土壤样品中筛选出高产抗生素(Zwittermicin A)的苏云金芽孢杆菌菌株:A164,对此菌种的发酵条件进行了探讨。以A164合成高含量抗生素为目标对发酵培养的碳源、氮源、时间等条件进行了单因素优化;采用Plackett-Burman设计,确定发酵条件的重要影响因子,根据爬坡路径法,确定了各个因子的最适范围,采用响应面分析法对因子再次进行优化,得到了最佳发酵条件。最佳发酵条件为:蛋白胨含量17.56g.L-1,葡萄糖20.0g.L-1,MgSO40.18g.L-1,CaCl20.08g.L-1,ZnSO40.20g.L-1,K2HPO41.3g.L-1,培养温度28.31℃,发酵时间36h。

苏云金杆菌深层发酵补料分批培养工艺研究

补料培养与分批培养进行平行对比实验结果 ,补料培养相对于分批培养 ,培养过程Bt最大菌数平均提高了 4 0亿 /ml,晶体含量平均提高了 0 83mg/ml,毒力效价平均提高 1 80 0IU/μl。且补料工艺对生长高峰期溶氧的改善有明显的效果。

基于粗糙集的苏云金芽孢杆菌培养基配方优化算法

应用粗糙集理论,针对苏云金芽孢杆菌培养基配方数据的特性,提出了基于粗糙集的bt培养基配方优化算法,并运用于相应的bt数据挖掘系统中。

产胞外多糖的苏云金芽孢杆菌的筛选及发酵工艺优化

微生物胞外多糖(exopolysaccharidess,EPS)因其生产周期短等优点具有潜在的应用价值。该文从纳豆中筛选出1株高产EPS的菌株并鉴定该菌株为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensi)。为提高其EPS产量,通过对发酵培养基的组分和发酵培养条件进行单因素试验,然后采用Plackett-Burman(PB)设计对9个因素的重要性进行评判,从中选出3个重要影响因素进行Box-Benhnken实验设计优化得到最终的最佳培养方案:葡萄糖22.6 g/L,黄豆饼粉9.3 g/L,玉米浆2.0 g/L,K_(2)HPO_(4)0.5 g/L,NaH_(2)PO_(4)1.5 g/L,MgSO_(4)1.5 g/L,MnCl_(2)0.05 g/L,初始pH 7.5,装液量70 mL,温度为34℃,接种量为6%。与初始发酵工艺相比,EPS产量提高了133.3%。经7 L发酵罐放大验证后,EPS产量增加至6.56 g/L,与摇瓶水平相比,EPS产量提高了123.1%,并且已初步探索该EPS具有纳豆激酶活性。有望成为合成药物的潜在来源。

响应面法优化苏云金芽胞杆菌YC-10发酵培养基

为获得杀线虫Bt菌株YC-10最佳培养基配方,以发酵液中伴胞晶体蛋白浓度为评价指标,利用Plackett-Burman实验设计和响应面分析法对YC-10的培养基配方进行室内摇瓶优化筛选.实验结果表明:大豆饼、玉米粉、氯化钙和磷酸氢二钾为4个显著影响因子,YC-10最优培养基配方为:黄豆饼25.73 g/L,玉米粉12.57g/L,CaCl_20.25 g/L,K_2HPO_40.43 g/L,ZnSO_40.20 g/L,MgSO_40.20 g/L,MnSO_40.25 g/L,FeSO_40.25 g/L.

苏云金芽孢杆菌发酵技术研究进展

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis简称Bt)是目前产销量最大的生物农药,其发酵过程是工业生产的关键步骤,本文对培养基成份,pH值、氧气、温度、发酵时间等发酵条件进行了综述,参考文献28篇。

一株产纤维素酶菌株的鉴定及其产酶条件优化

从土壤中筛选出一株产纤维素酶的细菌,编号为X-2。该菌株为革兰氏阳性菌,好氧,可生成芽孢。根据其菌体形态、菌落形态、生理生化特征作为初步分类依据,并通过16S rDNA分子生物学鉴定的技术手段,鉴定为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)。液体发酵试验表明,其产酶的最适条件为:发酵时间为72 h,培养温度35°C,转速130 rpm、接种量6%以及初始pH 7.2,在该条件下其羟甲基纤维素酶(CMCase)活性可达10.89 U/mL。

枯草芽孢杆菌Zj016脱苦氨肽酶的发酵控制策略

目的:研究枯草芽孢杆菌Zj016脱苦氨肽酶发酵生产的放大条件,提高产酶水平,为其工业化生产创造条件;初步研究此菌株所产蛋白酶的酶系,也为它在大豆分离蛋白水解工艺中表现出的显著脱苦效果提供了依据。方法:以摇瓶上优化好的氨肽酶发酵条件为基础,在7L自控式发酵罐上进行放大实验,通过控制溶氧条件、补料和原料的预处理等发酵控制策略提高发酵的产酶水平。结果:当控制最低溶氧为60%和原料的预处理,氨肽酶的最大酶活值可达到3900U/mL。结论:通过发酵条件的优化和初步控制,为此脱苦氨肽酶的规模化生产创造良好的基础。

营养因子对苏云金芽胞杆菌4.0718产杀虫蛋白Cry1和Cry2的影响

为了提高杀虫蛋白Cry1和Cry2产量,首先采用Plackett-Burman设计筛选出发酵培养基中影响苏云金芽胞杆菌4.0718表达毒蛋白Cry1的显著性因子为黄豆饼粉和MnSO4?H2O,Cry2的产量在该配方中无显著性影响因子。然后利用最速上升实验逼近Cry1最大产出区域,找到后续试验中心点。最后通过响应面优化得到黄豆饼粉和MnSO4?H2O的最佳浓度为11.5g/L和0.02g/L,使Cry1和Cry2产量分别达到0.32mg/mL和0.11mg/mL,比原优选配方产量提高了两倍多。该优化配方发酵液对棉铃虫的半致死浓度(LC50)为1.09μL/mL,杀虫活性比原优化配方显著提高。

中国苏芸金芽孢杆菌肯尼亚亚种Ag株发酵工艺条件研究

目的 开发具有特异性杀虫谱特性的Bt菌新株系。方法 在对摇瓶培养研究的基础上 ,通过改变培养基成分、通气量和pH等操作条件 ,检测不同条件对菌体生长量、芽孢及伴孢晶体形成的影响 ,研究中国苏芸金芽孢杆菌肯尼亚亚种Ag株 (BtKen Ag)发酵罐间歇发酵的工艺条件。结果 中国BtKen Ag发酵罐发酵最佳工艺条件 :发酵温度维持 3 0℃ ,发酵前期 ,控制pH为 7 0 ,用较大的通气量 1∶2 0V/(V·min) ;发酵后期不控制pH ,并适当减小通气量为 1∶0 5V/(V·min)。发酵前期菌体达到 7 5× 1 0 10 /ml的较高浓度 ,发酵后期菌体向芽孢转化的转化率高达 98%以上。结论 初步得出适于该菌间歇发酵的最佳工艺 ,为该菌制剂的应用提供可靠依据。