利用DO-stat补料分批培养的方法积累聚β-羟基丁酸的研究

真养产碱杆菌突变株Ｂ５１０（ＡｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｅｕｔｒｏｐｈｕｓｍｕｔａｎｔＢ５１０）能以葡萄糖为碳源在无机合成培养基上积累聚β羟基丁酸．为消除发酵过程中底物的抑制和优化ＤＯｓｔａｔ分批补料培养中的补料速率，建立了真养产碱菌突变株Ｂ５１０的比生长速率μ和底物浓度Ｓ的数学模型，并求得其生长得率Ｙｘ／ｓ．在此基础上，借助一个计算路线优化出在生长期每一个ＤＯ信号所要补加的底物量为１３ｇ／Ｌ；按中心组合实验设计优化ＰＨＢ积累期最佳葡萄糖浓度为３５ｇ／Ｌ，硫酸铵为１６ｇ／Ｌ．通过ＤＯｓｔａｔ补料分批培养，最终细胞浓度为８０ｇ／Ｌ，ＰＨＢ的产量为６２ｇ／Ｌ．

基于DO-stat流加培养控制的海藻糖合成酶发酵条件研究

溶氧浓度对重组大肠杆菌的生长和外源蛋白的高效表达影响较大,为进一步增加菌体量和重组蛋白表达量,该研究采用DO-stat流加培养进行控制,分别研究了溶氧浓度20%、30%、35%和40%条件下大肠杆菌的生长情况以及海藻糖合成酶的表达情况。结果表明,当发酵罐中溶氧浓度控制在30%时,发酵40 h,菌体干质量可达53.9 g/L,是分批发酵时的6倍,海藻糖转化率达到80.9%,是分批发酵时的2.25倍。

基于DO-stat流加培养控制的L-异亮氨酸发酵条件优化

L-异亮氨酸(L-Ile)产生菌代谢流的前期研究报道认为,较低的溶氧浓度有利于L-异亮氨酸的积累.为进一步提高L-异亮氨酸的产量,采用DO-stat流加培养控制方法,分别研究了溶氧浓度20%、30%、35%和40%下乳糖发酵短杆菌发酵液中葡萄糖浓度的变化以及L-异亮氨酸的合成情况.结果表明,当发酵罐中溶氧浓度控制在20%时,L-异亮氨酸的产量为24.3 g L-1,比分批发酵提高了15.7%.其中,生产强度为0.338 g L-1 h-1,底物转化率为12.2%.

碳源和氮源流加方式对ε-聚赖氨酸补料-分批发酵过程的影响

摘要为实现Streptomycessp．M—Z18补料一分批发酵甘油生产ε-聚赖氨酸（ε-PL）的自动流加碳源和解决因发酵中后期菌体生长速率下降／停滞引起ε-PL合成速率下降的问题，该文首先借助DO-stat反馈补料方法，考察了补料阶段甘油控制在不同浓度范围内对ε-PL合成的影响；然后，通过在发酵中期分别流加牛肉膏和酵母粉，研究了2种有机氮源对发酵中后期菌体生长和ε-PL合成的影响；最后，在2阶段pH调控策略基础上，评价了上述最优控制条件下对Streptomycessp．M—Z18合成ε-PL的促进作用。实验结果表明，依靠DO—stat反馈补料方式将补料阶段甘油浓度稳定控制在0～10g／L，并在发酵96h开始流加酵母粉和（NH4）2SO4混合液，结合pH值2阶段调控策略（3．5—3．8），经过192h发酵，可以实现ε-PL产量达到38．77g／L，产率达到4．85g／（L·d）。基于碳源和氮源流加方式的优化，建立的DO—stat反馈流加甘油策略和提出的发酵中期流加酵母粉和（NH4）2SO4混合液的方法是提高ε-PL发酵水平的有效方法之一。

50L罐头孢菌素C发酵过程豆油流加控制策略的优化

目的优化头孢菌素C(CPC)发酵过程的豆油补料控制策略,提高发酵整体性能。方法提出了一种匀速+DO-Stat结合型补油策略。在50L罐上对使用该策略和使用匀速补油以及传统DO-Stat自动补油策略的发酵性能进行比较,确定最优补油控制策略。结果采用匀速+DO-Stat结合型补油策略时,CPC终浓度最高,CPC得率也从使用匀速补油策略时的19.61%提高到25.74%,代谢主副产物去乙酰氧头孢菌素C(DAOC)的积累量少,DAOC/CPC(W/W)只有0.46%,达到生产要求。结论使用匀速+DO-Stat结合型补油策略,可控制CPC发酵过程中的碳源浓度和溶解氧浓度(DO)于合适水平,在维持较高的CPC生产强度的前提下,CPC得率大幅提高,代谢副产物的积累得到抑制、产品质量得到控制。

产朊假丝酵母发酵生产谷胱甘肽的补料研究

为了实现产朊假丝酵母(Candida utilis WSH02-08)的高密度培养和提高谷胱甘肽(glutathione,GSH)产量,在分批发酵研究的基础上,考察了指数速率流加和DO-stat反馈流加对产朊假丝酵母合成GSH的影响。结果表明,采用指数速率流加可获得高细胞密度,但不利于GSH的合成,而采用DO-stat反馈流加较适宜细胞积累GSH。因此,提出并运用了指数速率-DO-stat组合流加策略,即采用指数速率流加实现细胞高密度培养,采用DO-stat反馈流加实现GSH的高积累,细胞量、GSH产量和胞内GSH含量分别为82.5 g/L、1120.6 mg/L和1.46%,实现了高细胞密度和高胞内GSH含量的相对统一。

枯草杆菌溶栓酶的恒溶氧发酵研究

本文以枯草杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）ＨＬ－９８６为试验菌株，对其恒溶氧发酵生产溶栓酶的的过程进行了研究，并与恒通气速率发酵作了比较。结果表明：与恒通气速率发酵相比，恒溶氧发酵可使溶栓酶生产能力提高３８．８％，在２２ｈ时溶栓酶活力可达 ９３０ＩＵ／ｍｌ，最佳条件是在发酵初期控制恒溶氧１５％。

混合碳源发酵生产头孢菌素C过程优化

本文对头孢菌素C(Cephalospofin C,CPC)发酵过程中碳源补料控制策略进行了优化研究,提出了一种基于DO-Stat的混合碳源流加策略,提高了发酵整体性能。在7L发酵罐上对使用该策略和传统补油策略的头孢茵素发酵性能进行比较,结果表明,采用补加混合碳源(葡萄糖+豆油)策略时,CPC终浓度最高,达到36.99 g/L,CPC得率也从使用传统单纯补油策略时的11.39%提高到22.19%,代谢副产物去乙酰氧头孢菌素c(DAOC)的积累量少,DAOC/CPC只有0.38%,达到生产要求。

枯草杆菌溶栓酶恒溶氧发酵动力学参数估计

用10 L自控搅拌式反应器对枯草杆菌(Bacillus subtilis HL-986)发酵生产溶栓酶的动力学进行了研究,建立了恒溶氧分批培养条件下细胞生长、还原糖消耗及溶栓酶积累的动力学模型.

高密度发酵产酪氨酸酚裂解酶及催化合成L-DOPA

为了提高酪氨酸酚裂解酶(tyrosine phenol-lyase,TPL)的表达量和酶活,使之更高效地催化合成左旋多巴(3,4-2-dihydroxylphenylalanine,L-DOPA),在摇瓶优化的基础上,研究了溶氧控制策略、补料策略、诱导温度和诱导策略对菌体生长、TPL酶活和L-DOPA产量的影响。结果表明,在5 L发酵罐中25℃诱导条件下,采用DO-stat补料策略控制罐内溶氧的体积分数为20%,菌体浓度、TPL酶活和催化合成L-DOPA产量较分批培养分别提高了17.9%、57.7%和27.8%。诱导后控制溶氧体积分数在40%相比于20%更利于TPL的表达,酶活相比于20%的DO的提高了33.8%。通过优化起始诱导时间,在菌体生长的对数前期(OD 600=7)诱导,细胞浓度提高到51.2 g/L,酶活提高到2.43 U/mL,L-DOPA产量为56.58 g/L,较分批培养分别提高了64.1%、170%和209.2%。初步实现了重组大肠杆菌高密度培养生产TPL,为L-DOPA产业化研究奠定了基础。

不同补料控制方式发酵生产头孢菌素C的性能比较

在7 L发酵罐下,对利用顶头孢霉菌(Cephalosporins acremonium)发酵生产头孢菌素C(CPC)过程的最优底物流加工艺进行了研究。提出了一种新式硫铵豆油耦联型的硫铵流加策略。该控制策略可将发酵液中的氨态氮浓度控制在3 6 g/L之间,同时满足了发酵前期细胞生长与CPC合成对氮源和硫源的需求,促进了顶头孢霉菌菌丝分化,为发酵后期的CPC高效生产奠定了前期基础。比较了CPC合成期内间歇、匀速和DO-Stat自动流加3种不同豆油流加方式的发酵性能。研究发现,耦联使用硫铵/后程通富氧空气DO-Stat法进行硫铵和豆油的同时补料和CPC发酵,可将碳源浓度与溶解氧浓度DO同时控制于适中水平,使CPC合成以高浓度和低副产物积累的方式进行,最终CPC浓度和得率分别达到35.77 g/L和13.3%。主代谢副产物脱乙酰氧头孢菌素C(DAOC)的积累量和DAOC/CPC分别仅有0.178 g/L和0.5%。