D-乳酸大肠杆菌工程菌的驯化及其补料发酵研究

以前期构建的D-乳酸大肠杆菌(Escherichia coli)工程菌LHY02为出发菌株,通过在乳酸盐中对菌株进行驯化的方式来解除乳酸根对菌体的抑制作用;采用葡萄糖分批补加方式缓解高含量葡萄糖的阻遏效应,拟进一步提高大肠杆菌发酵产D-乳酸的产量、生产强度和糖酸转化率。结果表明,驯化后的菌株LHY201在16%的葡萄糖发酵中D-乳酸产量比驯化前提高了36.7%。LHY201结合葡萄糖进行补料发酵(补料方式为8%+8%+4%),乳酸产量、发酵时间、糖酸转化率以及生产强度分别为185.7 g/L、48 h、93.8%、3.87 g/L/h,D-乳酸光学纯度达到99.6%,相比一次性添加20%葡萄糖的分批发酵,乳酸产量和糖酸转化率分别提高了21.1%和21.2%,发酵周期缩短了一半。

地衣芽孢杆菌对雪茄烟叶发酵产香及菌群演替的影响

为揭示施加地衣芽孢杆菌对雪茄烟叶发酵的影响,结合宏基因组学技术对雪茄烟叶发酵后香气物质生成、菌群演替及其功能多样性进行了分析,探讨了各菌属在香气物质形成中的作用,揭示了菌群演替特征与代谢功能变化。结果表明:地衣芽孢杆菌的添加改变了雪茄表面微生物群落结构,提升了烟叶表面物种的丰富度,增强了氨基酸的生物合成、碳代谢等多个主要代谢通路的活性,使得发酵后烟叶中苯丙氨酸转化产物、类胡萝卜素降解产物、西柏烷类降解产物和美拉德反应产物的含量分别提高了36%、44%、11%和18%,提升了香气醇厚感和烟叶整体平衡感。

响应面法优化谷胱甘肽发酵培养基的研究

利用Plackett-Burman设计,Box-Behnken中心组合设计和响应面法对酿酒酵母发酵生产谷胱甘肽的培养基进行优化。用Plackett-Burman实验方法研究葡萄糖、酵母粉等5个营养因子对GSH产量的影响,结果表明主要影响因子为葡萄糖、酵母粉、硫酸铵;通过爬坡试验对显著因素进行优化来寻找合成谷胱甘肽产量的最佳值区域,然后用Box-Behnken设计及响应面分析确定主要影响因子的最佳浓度。实验结果表明:在葡萄糖25.95g/L、酵母粉11.47g/L、(NH4)2SO410.16g/L、硫酸镁0.2g/L、磷酸二氢钾2g/L的培养基中,谷胱甘肽产量可达170.459mg/L,比优化前提高了40.65%。

桑葚酒发酵工艺的研究

以PDM酵母为发酵酵母,以高产乙醇为目的,通过单因素试验探讨发酵条件对桑葚酒发酵的影响,得到最佳工艺条件为:接种量6%~8%、果胶酶EX最佳添加量70mg/L、分两批添加果葡糖浆、最适发酵温度22℃~25℃、初始pH3.5(即不调整pH)、初始SO_2浓度60mg/L^80mg/L。以感官评分为标准,响应面试验对发酵条件进行优化得到最佳工艺参数为:发酵温度25℃、果胶酶用量80mg/L、酵母接种量7%,感官评价理论最大值为96.70,实际感官评价分数为93.5,与理论最大值相比准确率为96.69%。

鼠李糖乳杆菌CLRI发酵虾壳脱钙的条件及培养基优化

为减少环境污染,寻求一种新的虾壳脱钙方法替代甲壳素传统生产中的化学脱钙法,对鼠李糖乳杆菌CLRI发酵虾壳脱钙的条件和培养基进行了优化试验。结果表明,最优发酵条件:发酵温度为41℃,发酵周期为50h,初始pH值为6.6,接种量为6%,固液比为3g/20mL,装液量为20mL/100mL。最优培养基:葡萄糖110.68g/L,乙酸钠4.53g/L,柠檬酸氢二铵0.5g/L,酵母膏1.4g/L。在优化后的发酵条件和培养基下,虾壳的脱钙率为99.83%。

产L-乳酸的鼠李糖乳杆菌发酵培养基的优化

采用Plackett-Burman试验设计优化了鼠李糖乳杆菌产L-乳酸的发酵培养基,筛选出对L-乳酸产量有显著性影响的因素,即葡萄糖、柠檬酸氢二铵、乙酸钠、酵母膏,对这四个显著性因素,用中心组合试验优化得到最佳发酵培养基。结果表明:当培养基组成为:葡萄糖138.8 g/L、柠檬酸氢二铵2.19 g/L、乙酸钠6 g/L、酵母膏为7.56 g/L、蛋白胨0.50 g/L时,L-乳酸的产量为104.40 g/L。

解淀粉芽孢杆菌产核苷特性初步研究

为了探索解淀粉芽孢杆菌在植物基原料中的自然发酵特性,围绕细菌生长、肌苷与鸟苷产量,优化3种植物基原料的添加浓度,并确定复合植物基原料添加比例,同时考察最优单一和复合植物基原料发酵过程糖耗、有机酸代谢、酶活力变化和相关基因表达差异。实验结果表明,添加50 g·L^(-1)大豆分离蛋白发酵后核苷产量最高,且该组蛋白酶活力最高(252.52 U·mL^(-1));谷朊粉有利于解淀粉芽孢杆菌具备更强的α-淀粉酶活力,但会产生高质量浓度的乙酸,进而抑制菌体生长;添加50 g·L^(-1)植物基原料且谷朊粉和大豆分离蛋白添加比例为2∶1时发酵72 h核苷产量最高。本研究能够为利用植物基原料研发天然发酵调味料提供有益参考。

玉米浆中金属离子对三孢布拉霉发酵生产β-胡萝卜素的影响

玉米浆是玉米淀粉生产加工所得的副产物,其含有蛋白质、维生素、氨基酸等营养成分,被广泛应用于微生物发酵生产中,但由于玉米浆包含有多种金属离子,可能会影响微生物发酵生产的过程。本研究通过单因素试验法分别采用Fe Cl3、Mn SO4、Zn SO4、Cu SO4和Ca Cl2模拟玉米浆中存在的Fe3+、Mn2+、Zn2+、Cu2+和Ca2+的不同质量分数,研究了玉米浆中存在的部分金属离子对三孢布拉氏霉菌合成β-胡萝卜素的影响,研究发现一定浓度的Zn2+或Mn2+对三孢布拉氏霉菌合成β-胡萝卜素有促进作用;而不同浓度的Fe3+,Cu2+和Ca2+对β-胡萝卜素合成存在抑制作用。本研究对以玉米浆为原料采用三孢布拉氏霉菌发酵生产β-胡萝卜素有一定的指导。

蜡状芽胞杆菌促进红球菌发酵产甲壳素脱乙酰酶

以胶体甲壳素作为产酶诱导物,利用蜡状芽胞杆菌和红球菌共同发酵提高甲壳素脱乙酰酶(chitin deacetylase,CDA)的产量。通过监测2菌株混合发酵时甲壳素酶和CDA酶活力随时间的变化,验证了双菌株协同发酵产脱乙酰酶的作用。在此基础上,采用单因素实验考察两菌株配比、发酵周期、温度、接种量、装液量和摇瓶转速等因素对脱乙酰酶活力的影响,并进一步设计Plackett-Burman(PB)实验、最陡爬坡实验、中心组合设计实验和响应面优化实验,确定适宜2菌株协同发酵的工艺条件。结果显示,2菌株接种量最佳配比为2∶8,最佳产酶培养基组分(g/L):蛋白胨0.25、K_(2)HPO_(4)0.6、MgSO 41.5、酵母浸粉3.0、NaCl 8.5、KH_(2)PO_(4)0.8、胶体甲壳素8.0。优化后菌株产CDA的活力约为优化前的1.96倍,研究结果可为工业化产CDA提供参考。

武陵山区高山水稻生产功能红曲的小试发酵

用富硒武陵山区高山水稻及普通水稻作为原料,比较红曲霉Monascus anka As 3.782(CCTCC编号:AF93208)在不同p H条件下液态发酵与固态发酵生产红曲色素产量。结果表明:富硒武陵山区高山水稻液态发酵与固态发酵红曲色素产量均高于其他两种平原水稻,其中高山水稻固态发酵红曲色素产量高于液态发酵产量;当液态培养液p H为3.8时产红曲色价最高,其固态发酵色价可达1488.3 U/m L,液态发酵色价达148.2 U/m L。

湖北麻城地区传统老米酒的香气成分的固相微萃取-气质联用分析及比较

为掌握麻城木子店镇及附近乡镇地方特色老米酒的香气成分及特征,通过顶空固相微萃取和GC-MS联用技术分析了当地11个不同企业样品的挥发性成分。结果表明,麻城老米酒挥发性成分以醇和酯类为主,仅含少量挥发酸、酮、醛和酚类成分,其中醇类共7种,以2-甲基丁醇、3-甲基丁醇和2-苯乙醇为主,检出频率高,含量高。酯类共有18种,以2-甲基丙酸2-甲基丁酯、辛酸乙酯、乳酸乙酯、丁二酸二乙酯和十六酸乙酯的检出频率较高。有机酸类有5种,以乙酸和丙酸检出频率较高,但含量较低。另外,还检出了1种酮类、1种酚类和2种醛类物质。说明不同厂家的老米酒香气成分差异较大。

两种非酿酒酵母与米曲霉互作特性研究

微生物互作在白酒酿造中扮演重要角色。费比恩塞伯林德纳氏酵母(Cyberlindnera fabianii)和葡萄牙棒孢酵母(Clavispora lusitaniae)是白酒酿造中常见的非酿酒酵母,但它们与霉菌的互作关系尚不清晰。本研究围绕感官评价、挥发性风味物质含量、酵母菌生物量、酶活力和代谢产物等方面,探讨了费比恩塞伯林德纳氏酵母HY-11和葡萄牙棒孢酵母HY-21与米曲霉(Aspergillus oryzae)M-08在酿造过程中的相互作用。结果表明,两种非酿酒酵母分别与米曲霉M-08混菌培养,费比恩塞伯林德纳氏酵母HY-11和葡萄牙棒孢酵母HY-21的生物量分别比单一酵母菌发酵提高4.96倍和0.97倍,α-淀粉酶活力分别提高70.31倍和107.73倍,表明两酵母菌对米曲霉M-08有依赖性。相比葡萄牙棒孢酵母HY-21,费比恩塞伯林德纳氏酵母HY-11与米曲霉M-08混菌发酵风味更好,发酵6 d具有浓郁哈密瓜香、酒香和酯香味,挥发性风味物质总量最高1408.97μg/g,比单一条件下发酵提升381.87倍。米曲霉M-08与费比恩塞伯林德纳氏酵母HY-11和葡萄牙棒孢酵母HY-21有较好的相互作用,混菌发酵比单一酵母菌发酵体系游离氨基酸水平分别提高105.02和3837.29μg/g,酯化酶活力分别增加27.67和387.82 U/g,从而促进挥发性风味物质的代谢。本研究阐明了两种非酿酒酵母与米曲霉M-08的相互关系和其风味特色,为其合理应用提供了理论依据。

香兰素微生物合成技术的应用研究

根据国内外对香兰素微生物合成技术研究现状,从菌株来源、底物类型及回收工艺方面总结了不同的高产策略,为进一步提高香兰素产率和相关食用香料、苯环类化工原料的生物法合成研究提供参考。

桑葚酒的澄清和稳定性研究

研究单一澄清剂和复合澄清剂对桑葚酒的澄清效果,得到最适合桑葚酒的澄清剂及其用量。确定最佳澄清工艺为:硅藻土-鸡蛋清复合澄清剂,最佳配方为0.6g/L:0.3g/L,最佳添加量0.8g/L,透光率为80.1%,澄清后的桑葚酒呈淡紫红色,稳定性较好。桑葚酒中的花色苷在510nm处有最大吸收波长,光照对花色苷稳定性影响较大,紫外线造成花色苷的分解;微酸性环境有利于花色苷的稳定;金属离子Cu^(2+)和Zn^(2+)对桑葚酒中的花色苷稳定性影响较小;过高的温度导致花色苷稳定性变差,20℃是保存桑葚酒的较好温度。

魔芋多糖对大米蛋白的接枝改性

以魔芋多糖为大米蛋白糖基化试剂,利用响应面法对反应条件进行优化。结果表明,四因素对改性反应均有明显影响,影响主次因素顺序为反应时间>反应温度>pH>糖/蛋白比;pH和糖/蛋白比相互作用对改性的影响最显著;魔芋多糖改性的最佳条件是反应温度94℃、pH12.2、糖/蛋白比1∶12.5、反应时间为21.3 min,糖基化率达14.94%。采用响应面法优化得到的大米蛋白糖基化反应条件具有实用价值。

窖泥中高产愈创木酚类功能菌的筛选与鉴定

试验以黄鹤楼酒浓香型窖泥为材料,采用传统微生物分离方法即稀释涂布平板法对样品进行涂布,然后平板划线纯化、镜检,单菌发酵利用GC-MS筛选出高产愈创木酚类物质的功能菌株,然后利用分子生物学技术对菌种进行鉴定,最后进行菌种的耐受性分析。试验结果为:筛选出2株高产愈创木酚类物质的功能菌B-1、B-3,经鉴定分别为Bacillus amyloliquefaciens、Delftia sp. X-a12,总产量分别为3 632. 33和14 527. 31μg/L。耐受性分析结果为菌株B-1、B-3均耐4%vol酒精度、pH 4. 5、15%糖度。

红曲在酿酒行业中的应用进展

阐述了红曲产生的功能性成分在国内外的研究进展,为了适应酿酒企业发展的多元化要求,将红曲与酿酒相融合,以此提高产品的质量,满足消费者的高需求。将红曲霉接种到蒸煮过的大米上培养后形成的红曲,能产生降胆固醇、降血糖、降血压等功效的多种功能性成分,被广泛地应用于酿酒行业。提出红曲融合于酿酒行业中存在的问题及不足之处,并就问题和不足提出措施与展望,以期为进一步研究和开发红曲霉资源提供科学的依据和参考意义。

桑椹酒专用酵母菌的选育

试验选择桑葚果、桑叶、桑葚园土壤和自然发酵的桑葚酒为原料,分离筛选酿酒酵母,共分离、纯化得到99株酵母菌。通过三级筛选,以产气能力、发酵能力、耐酒精与SO_2的能力等为条件,结合感官评定,与法国进口酵母D254进行发酵力对比分析,确定SH1菌株发酵最适合桑葚酒的发酵。SH1酵母菌最高能耐受14%的酒精和28%的糖度,最适生长温度为30℃,最佳SO_2浓度为100mg/L^120mg/L,最适pH为4.0~5.0,产酒精最高能达到10.6%,酒味纯正、风味良好,符合桑葚酒酒发酵的要求。

米渣蛋白酿造酱油的原料配比优化

对米渣蛋白全替代大豆生产酿造酱油的原料配比进行了研究。以蛋白酶活、淀粉酶活为主要制曲指标,确定米渣蛋白最佳加入量为60%,其蛋白酶活达到2224U,淀粉酶活达到290U,发酵30天后,pH为6.18,氨基酸态氮含量为1.022g/dL,还原糖含量为3.518g/dL,色度为0.204。不同淀粉质原料对酿造酱油各项品质指标均有明显影响,炒小麦的蛋白酶活和氨基酸态氮含量最高,分别为2692U和0.936g/dL。面粉淀粉酶活最高,为380U;米粉还原糖含量最高,为4.93g/dL;蒸玉米的色度最高,为0.249。以氨基酸态氮含量和还原糖含量为主要发酵指标,可以确定蒸玉米为最佳淀粉质原料,以米渣代替大豆酿造酱油是可行的。

微波法制备棉籽蛋白-阿拉伯胶接枝物

采用微波辐射法对棉籽蛋白与阿拉伯树胶进行接枝改性。以接枝度(DG)为指标,对微波处理的pH、蛋白浓度、蛋白质与多糖配比、温度和时间进行单因素实验,采用正交法对其工艺进行优化。结果表明:棉籽蛋白-阿拉伯胶接枝反应的条件为pH7.00,蛋白浓度0.4%,蛋白质与糖的配比5:5,反应温度70℃,反应时间60min,接枝度可达到8.735%。