脉冲磁场对Kluyveromyces fragilis生长及菊糖酶合成的影响

研究了脉冲电磁场对Kluyveromycesfragilis细胞生长和菊糖酶生物合成的影响.结果发现:94Hz,14mT,脉宽为1300μs,间歇时间为8700μs,上升和下降时间为200μs的矩形脉冲磁场的作用使菊糖酶活力提高了23%.这种脉冲电磁场对酶的诱导合成作用使菊糖酶的合成总量是对照样的136%.同时发现这种作用使对应菊糖酶mRNA合成量增大,而且菊糖酶mRNA合成量增大与菊糖酶生成量的增加相关.可以认为脉冲电磁场促进了Kluyveromycesfragilis菊糖酶基因的转录与表达.

微超声波对脆壁克鲁维氏酵母菊糖酶生产的作用

微超声波在脆壁克鲁维氏酵母菊糖酶发酵生产中的应用研究表明：在２０ｋＨｚ，１０Ｗ的微超声波作用下，脆壁克鲁维氏酵母菊糖酶产量提高１倍以上。发酵条件中最适产酶ｐＨ为６．５～７．０，最适温度为３２℃，通过显微镜观察及核酸测定结果证明：这种微超声波的作用不足以使细胞产生破碎。

一步法发酵菊芋产乙醇菌种的筛选及产酶条件、酶学性质的研究

从腐烂的菊芋及实验室保存的菌种中，选育到一株发酵菊芋产乙醇的菌株克鲁维酵母Kluyveromyces marxianus Y1。利用正交实验法对克鲁维酵母产菊粉酶的培养基组成及培养条件进行优化，确定培养基组成（g/L）为：菊粉40，酵母粉4，蛋白胨4，尿素1；初始pH5．0，温度30℃，150r／min条件下培养达到最佳产酶效果（57U／mL）。该菌株所产菊粉酶的性质测定结果表明：以菊粉为底物，该菊粉酶最适反应温度为55℃，在60℃以下稳定性很好，高于60℃时酶迅速失活；最适pH为5．0，pH4．6—5．2范围内酶稳定性很好；该酶属于外切型菊粉酶，体积分数为8％的乙醇对酶活力基本没有影响。

克鲁维酵母固体发酵高产菊粉酶的研究

首次利用固体发酵对筛选得到的一株克鲁维酵母S120高产菊粉酶的发酵工艺进行了初步研究。结果表明:麸皮是菌株S120产酶的最适基质,10%菊芋粉和0.5%硫酸铵有助于产酶;优化培养条件为:在300ml三角瓶中装料量20.0g,含水量为66%(V/W),起始pH5.7,培养温度34℃,接种量3.9%(V/W),发酵72h,菊粉酶酶活为118.28U/g(干重)。菌株S120菊粉酶的合成属于延续合成型,在工业生产中具有应用前景。

菊糖酶发酵生产条件的研究

脆壁克鲁维氏酵母（Kluyveromycesfragilis）在pH5．5的适当培养基中，28℃摇瓶培养30h后，进行分批发酵。结果表明：发酵初始pH为6．0～6．5，菊糖浓度为2％，接种量4％，控制前期发酵温度为28℃，33h后发酵温度为32～34℃。发酵周期为70h左右，最高产酶达240u／ml。在5L自控发酵罐中，产酶达到同样水平，发酵周期缩短约10h。

响应面方法优化菊粉酶液体发酵培养基的研究

目的：为提高菊粉酶的产量。方法：运用Plackett-Burman设计法和响应面分析法,对Kluyveromyces S120液体发酵生产菊粉酶的培养基进行了优化。首先通过Plackett-Burman方法对8个相关影响因素的效应进行评价,并筛选出了有显著正效应的菊芋粉、玉米浆、(NH_4)H_2PO_4等三个因素,其他五个因素没有显著影响。然后根据Box-Behnken的中心组合设计实验和响应面分析方法确定了上述三个主要影响因素的最佳浓度。结果：在优化培养基下,菊粉酶产量为102．82u/mL,是优化前的2．1倍。

鹰嘴豆孢克鲁维酵母利用菊芋原料同步糖化与发酵生产乙醇

菊芋含有大量的菊粉多糖,且种植简单、产量高,是极具开发价值的替代玉米等粮食作物生产燃料乙醇的原料。文中研究了鹰嘴豆孢克鲁维酵母Y179利用菊芋原料同步糖化与发酵生产乙醇。鹰嘴豆孢克鲁维酵母Y179具有高效分泌菊粉酶的能力,摇瓶试验显示Y179酵母能够利用完全由菊芋原料配制而成的培养基良好生长并发酵产生乙醇。通气及温度对乙醇产量影响明显,相对厌氧环境对Y179酵母发酵产乙醇具有促进作用,30℃发酵温度相对37℃和42℃更有利于乙醇产量提高。种子液培养时间及接种量对乙醇产量影响较小。在5 L发酵罐中以10%(V/V)量接入预培养36 h的Y179种子液,发酵液完全由菊芋干粉配制而成,总糖含量22%(W/V),30℃不通气,300 r/min搅拌,发酵144 h时,乙醇浓度达到12.3%(V/V),糖醇转化效率86.9%,糖利用率大于93.6%。初步研究结果显示鹰嘴豆孢克鲁维酵母Y179在利用菊芋原料生产乙醇方面具有良好应用前景。

通气量和菊粉浓度对克鲁维酵母乙醇发酵的影响

马克斯克鲁维酵母能够利用集成生物加工技术发酵菊芋生产乙醇,具有非粮燃料乙醇生产潜力。文中研究了该技术中的两个关键因素(通气量和底物浓度)对于K.marxinaus YX01乙醇发酵过程和菊粉酶活性的影响。研究结果表明,底物浓度对乙醇得率影响不大,底物浓度为250 g/L时,发酵终点乙醇浓度为84.74 g/L,但乙醇得率由低浓度50 g/L的86.4%(理论值),降为84.7%。通气能够加速K.marxinaus YX01的乙醇发酵过程,但降低了乙醇得率,当底物浓度为250 g/L时,乙醇得率由不通气的84.7%降为1.0 vvm时的73.3%。随底物浓度的升高及通气量的降低,K.marxinaus YX01分泌的菊粉酶活力表现出降低的趋势。在不通气及底物浓度为250 g/L时,菊粉酶的活性为6.59 U/mL,而底物浓度50 g/L,通气量1.0 vvm时的酶活力为21.54 U/mL。乙醇发酵过程中的副产物甘油随通气量的降低及底物浓度的升高而增大,而乙酸的浓度随通气量的增大及底物浓度的升高而升高。