利用纤维床反应器固定化发酵生产丙酸

构建了一种纤维床反应器(FBB),并将其应用于丙酸的生产。将棉纤维绕成桶状,固定于反应器中,即可用于丙酸固定化发酵。以40g/L的葡萄糖为碳源,与游离细胞相比,利用FBB生产丙酸,丙酸产量由14.58g/L提高至20.41g/L,发酵时间由120h缩短至60h。研究了不同糖浓度条件下FBB生产丙酸情况,并将补料策略应用于丙酸发酵中。结果表明:补料发酵能够有效改善Propionibacterium freudenreichii CCTCC M207015在高糖条件下丙酸对葡萄糖转化率较低、副产物较多的问题。经补料发酵280h,丙酸产量达45.91g/L,丙酸质量约占有机酸总质量比例为72.31%。

一株费氏丙酸杆菌生长特性及其代谢物抑菌作用分析

对一株费氏丙酸杆菌生长特性及其代谢物抑菌作用进行研究。结果表明：该菌株生长周期约为10 d,第1~3天为其对数生长期,第4~8天为菌体生长的稳定期,第9~10天为衰亡期。在生长过程中,菌体利用糖的速率很快,还原糖在发酵1 d内几乎被消耗殆尽,发酵液pH值在发酵的第1天下降到4.6左右,此后一直到第10天,pH值基本稳定在4.6左右。在同等条件下,该丙酸杆菌代谢物对大肠杆菌的抑制作用优于对金黄色葡萄球菌和酵母菌的抑制作用。对代谢产物的分析结果表明,发酵产物中抑菌物质除了丙酸之外,还存在其他物质,初步判定为细菌素。

脱氧腺苷钴胺素生物合成途径中一种中间产物的研究

在费氏丙酸杆菌(Propionibacterium freudenreichii)发酵生产维生素B12的研究中,分离到脱氧腺苷钴胺素合成途径中一种关键而稳定的中间产物。该物质在维生素B12发酵过程中大量积累,当添加前体物质5,6-二甲基苯并咪唑(DMB)后可完全转化为脱氧腺苷钴胺素,光谱和质谱分析其应是脱氧腺苷钴胺素合成途径的中间产物——腺苷钴啉醇酰胺。对此中间产物的研究可深入了解厌氧合成脱氧腺苷钴胺素的代谢途径,并运用代谢调控手段优化工艺,指导厌氧发酵生产维生素B12的生产实践。

在内置式植物纤维床反应器中用糖蜜固定化发酵制丙酸

开发了一种综合利用制糖工业副产物生产丙酸的新方法,将制糖工业副产物甘蔗渣和糖蜜分别作为固定化载体和碳源,应用于丙酸生产。以甘蔗渣为固定化载体构建了一种内置式植物纤维床反应器(Inner plant fibrous-bed bioreactor,IPFB)。以Propionibacterium freudenreichii CCTCCM207015为发酵菌株,对在IPFB中分别用未处理糖蜜及糖蜜水解液为碳原发酵制丙酸进行考察。以未处理糖蜜为碳源发酵,254h丙酸浓度为52.39g·L-1,丙酸生产速率为0.21g·(L·h)-1;糖蜜水解液为碳源发酵,254h后丙酸浓度达75.18g·L-1,丙酸生产速率达0.30g·(L·h)-1,丙酸占总有机酸比例达83.10%(w/w)。稳定性实验表明以糖蜜水解液为碳源,利用IPFB发酵生产丙酸10批仍然保持较高的丙酸生产效率。扫描电镜显示大量丙酸杆菌的细胞吸附于甘蔗渣表面与间隙中,有效实现了高密度发酵。

pH对费氏丙酸杆菌细菌素抑菌性的影响

以实验室保存的一株费氏丙酸杆菌CS1420(Propionibacterium freudenreichii CS1420)为试验菌株。首先考察了不同初始pH下对其发酵产细菌素的影响。结果表明:以大肠杆菌ATCC25922为指示菌,当培养基初始pH为6.0时,细菌素抑菌效果最好;以Saccharomyces cerevisiae 2-10515为指示菌,当培养基初始pH为5.5时,细菌素抑菌效果最好。然后用丙酸调节细菌素粗提物的pH进行抑菌试验,结果表明,pH对粗提得到的细菌素抑菌性影响很大,当用丙酸将细菌素溶液的pH调至5.5时,细菌素的抑菌活性有显著提高。