Improvement of Propionic Acid Production for Antifungal Activity from Whey by Calcium Alginate Immobilization of Propionibacterium acidipropionici TISTR 442

The improvement of propionic acid production for antifungal activity, as fermenting by calcium alginate immobilized cells of Propionibacterium acidipropionici TISTR 442 was investigated by using whey as substrate. Optimal condition for immobilization was performed by adjusting tube distance to CaCI2 solution to be 4-6 cm and 7 mL/min flow rate of alginate gel. The production of propionic acid by immobilized cells in a 2 L fermentor using 1% CaCO3 and 5 N KOH to control the pH at 6.5 gave maximum propionic acid and they had consistent potential to recycle 2 rounds of fermentation and produced the total of 29.24 g/L propionic acid （15.85 ± 0.25 g/L and 13.39 ± 0.25 g/L propionic acid from Batch 1 and Batch 2 fermentation, respectively）. Compared to free-cell fermentation, propionic acid productivity increased 20% （0.083 g/h vs. 0.070 g/h） and fermentation time reduced 11% （192 h vs. 216 h） in 2 L fermentor with 40 g/L initial total sugar from whey. The fermented propionic acid as well as the commercial propionic acid from chemical process was able to inhibit the growth of the fungal tested.

响应面法优化产酸丙酸杆菌丙酸发酵条件的研究

采用Box-Behnken设计和响应面分析法(Response surface methodology,RSM),以产酸丙酸杆菌发酵甘油产丙酸的3个关键因素(培养温度、pH和接种量)为自变量,以丙酸产量为响应值,对上述因素的最佳水平范围进行了探讨与优化。实验结果表明,培养温度和pH对丙酸产量有显著性影响,并据此建立了相关的数学模型。得到的工艺参数的优选结果是:培养温度为29.75℃、pH为6.61、接种量为6.15%(v/v),丙酸产量最大预测值为17.96g/L。经过优化,丙酸产量提高了27.9%,实验值与预测值基本相符。

产酸丙酸杆菌生长特性及5L罐发酵动力学研究

论文在摇瓶水平对产酸丙酸杆菌基本生长特性(温度、pH、摇床转速、接种量、种龄等)、碳源、氮源利用情况、产物抑制及5 L罐发酵动力学进行了研究。结果表明,该菌在32℃,初始pH 6.5,摇床转速150 r/min,接种24 h的种子液,接种量为5%条件下,产酸丙酸杆菌生长及产酸水平达最高值;该菌可利用碳源十分广泛,但对氮源要求比较高,只可利用有机氮源;在不同初始葡萄糖浓度下,产酸丙酸杆菌生长及产酸水平差异不大,无明显底物抑制现象;在2 g/L的初始丙酸盐浓度下,该菌生长受到明显抑制;在5 L发酵罐中,初始葡萄糖浓度为58.8 g/L,发酵72 h,葡萄糖消耗完全,丙酸终浓度达22.4 g/L,丙酸得率和产率分别达0.381 g/g和0.295 g/(L·h),丙酸占总酸比例达72.10%。

丙酸高产菌株的选育及发酵培养基优化

通过环境压力筛选获得了一株耐受30 g/L丙酸的产酸丙酸杆菌菌株(Propionibacterium acidipropionici WY320),降低了发酵过程中丙酸的反馈抑制作用,采用正交实验设计优化了发酵培养基.结果表明,发酵培养基最适的玉米浆、酵母膏和(NH4)2SO4浓度分别为60,10和7.5 g/L.该条件下,摇瓶培养耐酸菌株的发酵周期为240 h,丙酸产量为49.35 g/L,较优化前提高72.98%,产率为0.21 g/(L?h);5 L发酵罐培养的发酵周期为168 h,丙酸产量达51.96g/L,产率为0.31 g/(L?h),较摇瓶培养提高47.62%,优于文献报道水平.

产酸丙酸杆菌耐酸菌株的选育及其应用

为了解除微生物发酵生产丙酸过程中代谢产物(丙酸)对菌体生长的抑制作用,以实验室保藏的产酸丙酸杆菌(耐30g/L丙酸)为出发菌株P-0,通过丙酸压力筛选获得了一株耐10g/L丙酸的产酸性能良好的菌株P-10,降低了发酵过程中丙酸对菌体生长的抑制作用。菌株P-10做摇瓶发酵,发酵周期168h,丙酸浓度为49.66g/L,产酸速率为0.30g/(L·h),较出发菌株P-0提高了53.04%;7L发酵罐实验表明,菌株P-10发酵周期168h,丙酸浓度为55.63g/L,产酸速率0.33g/(L·h)。同时对菌株P-10做二次接种实验,结果表明,84h为二次接种最适时间段,且84h进行二次接种时,丙酸浓度提高了17.77%,二次接种实验不但有利于有机酸的积累,而且可以提高菌株的产酸能力和耐酸能力;经过选育的菌株P-10具有优良的产酸稳定性,有利于菌种的工业化生产和应用,同时对后续的发酵分离耦合具有重要意义。

用离子交换层析技术提取发酵液中丙酸

用7种不同性能的阴离子交换树脂吸附发酵液中丙酸,考察了发酵液酸化方式及p H值对吸附量的影响,分析了不同浓度H_2SO_4的解吸情况,比较了多柱串联组合层析提高丙酸收率的可行性.结果表明,大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂ZGD630对发酵液中的丙酸吸附量最高,采用H型阳离子交换树脂D001酸化工艺,当pH值由6.5降至3时,ZGD630树脂对发酵液中丙酸的静态吸附量从54.34 mg/g提高至110 mg/g,动态吸附量达152.5 mg/g.用4 mol/L H_2SO_4进行解吸,丙酸浓度最高达81.8 g/L,为初始发酵液的2.12倍.采用3柱串联组合层析时丙酸收率达62.15%,较单柱层析显著提高.