秉承传统 创新发展 描绘工程设计新蓝图——山东省食品发酵工业研究设计院工程设计所发展纪略

山东省食品发酵工业研究设计院40周年华诞之际，适逢工程设计所创建以来的第二十个年头。韶光荏苒，日月如梭，工程设计所从弱小、幼稚不断更新、发展和成熟，从蹊径走上大路，历经风雨坎坷，铸就灿烂辉煌，如今已走过了二十个春夏秋冬。在这院所同庆的大喜日子里，为发扬优良传统、弘扬企业精神，

改企建制 加快创建专业化的科技型设计企业——山东省食品发酵工业研究设计院工程设计所的改革与发展

山东省食品发酵工业研究设计院工程设计所成立于1985年12月,是在原山东省食品发酵工业研究所机电室的基础上组建的以从事工程设计为主的科室。1992年改建为独立核算、自负盈亏的对外实体——工程设计所。

高凝胶强度可得然胶生产菌的构建筛选与发酵工艺优化研究

该研究通过同源重组方法构建了exoK基因缺失菌株At-ΔexoK,分析At-ΔexoK菌株可得然胶产率和凝胶性质。以农杆菌(Agrobacterium sp.)ATCC31749的exoK基因缺失菌株At-ΔexoK为出发菌株,通过高碳源筛选,获得一株耐高糖发酵菌株LQC22G。采用单因素、Plackett-Burman、最陡爬坡和响应面试验对发酵培养基组成进行了优化。结果显示,At-ΔexoK菌株可得然胶产率为(32.6±1.8)g/L,比野生菌株降低了10.4%;可得然胶凝胶强度为938.7 g/L,相对于野生型菌株增加了17.6%,分子质量为4.04×10^(6)Da,分子质量增加了53%。通过响应面实验优化得发酵培养基为:蔗糖122.0 g/L、磷酸氢二铵5.8 g/L、碳酸钙1.0 g/L、磷酸二氢钾4.7 g/L、玉米浆粉1.0 g/L、硫酸镁2.0 g/L,在此条件下可得然胶产率达(83.17±0.25)g/L,比培养基优化前产率提高了27.2%,比采用野生菌株基础培养基发酵产率更是提高了155%,显著提高了可得然胶的发酵生产效率,为后续在工业化生产中应用提供了良好的基础。

发酵辣椒酱生产工艺及辣度标准化研究

为精确定位与量化发酵辣椒酱制品,本文以新疆产干辣椒为主要原料,采用人工接种方式制备发酵辣椒酱。在原料预处理时,通过食用乙醇萃取部分辣椒素,在发酵配料过程中回添一定量的萃取物对辣度进行标准化。以发酵辣椒酱感官品质为评定标准,采用单因素试验和正交试验,对原料预处理萃取工艺进行优化。结果表明,最佳萃取工艺为液料比6∶1(mL/g),萃取温度50℃,萃取时间3 h,此时,产品的感官品质最佳。通过消费人群对不同辣度规格的产品感官评定发现,15~20岁人群对辣度2×10^(3) SHU(斯高维指数)发酵辣椒酱满意度最高;25~35岁人群对辣度4×10^(3) SHU发酵辣椒酱满意度最高;50岁以上年龄段人群对辣度1×10^(3) SHU发酵辣椒酱满意度最高。

高产L-丙氨酸大肠杆菌细胞工厂的构建与发酵优化

L-丙氨酸作为最小的手性化合物之一,被广泛应用于食品、医药和日化领域。目前,微生物法生产L-丙氨酸存在发酵周期长,生产强度低等问题。为此,通过强化前体供给、启动子工程和转运工程等代谢工程策略,构建高产L-丙氨酸的大肠杆菌细胞工厂。进一步通过生化工程策略优化L-丙氨酸生产工艺,提高L-丙氨酸大肠杆菌细胞工厂的生产性能。结果:过表达gapA(3-磷酸甘油醛脱氢酶基因)强化前体丙酮酸供给,使L-丙氨酸产量和转化率分别提高了5.1%和15.6%。启动子工程优化gapA表达,使L-丙氨酸产量和转化率进一步提高到18.3 g/L和0.55 g/g。过表达L-丙氨酸外运蛋白(AlaE),增加L-丙氨酸转运,使L-丙氨酸产量提高到20.4 g/L。生化工程策略优化培养基组分,得到最佳碳源为葡萄糖40 g/L,最佳氮源为(NH4)2SO425 g/L。最佳发酵条件为:接种量15%,10 h转厌氧发酵和变速补料发酵。5 L发酵罐发酵36 h,大肠杆菌菌株W-135 L-丙氨酸产量为127.2 g/L,转化率为0.83 g/g,生产强度为3.53 g/L/h,比优化前分别提高了64.3%,50.9%和64.2%。本研究利用系统代谢工程和生化工程策略,构建了发酵周期短和发酵工艺简单的L-丙氨酸高产菌株,为L-丙氨酸的工业化生产提供了理论基础。

桔梗总皂苷对痛风性关节炎小鼠的影响机制研究

研究桔梗总皂苷对痛风性关节炎小鼠的影响及基于NLRP3/ASC/caspase-1途径的抗炎作用。将小鼠分为空白组、模型组、秋水仙碱(1 mg/kg)组和桔梗皂苷(25、50、100 mg/kg)组,连续灌胃7 d。在第5 d灌胃1 h后,将小鼠麻醉,踝关节处消毒后将MSU注射到关节中。通过测量关节肿胀程度和检测炎症因子、过氧化物因子和相关蛋白的表达水平,阐明桔梗总皂苷治疗痛风性关节炎的抗炎作用。结果表明,桔梗总皂苷能有效减轻肿胀,降低炎症因子和过氧化物水平。桔梗总皂苷能够改变炎症区域的细胞形态,踝关节处的NLRP3、ASC、caspase-1和IL-1β的蛋白质水平也显著降低。因此桔梗总皂苷能有效缓解MSU引起的痛风性关节炎,其机制与NLRP3/ASC/caspase-1途径上的蛋白减少有关。

组学技术研究裂殖壶菌高产二十二碳六烯酸的进展

二十二碳六烯酸(docosahexaenic acid,DHA)是一种n-3多不饱和脂肪酸,它是人体必需的营养物质之一,目前常用裂殖壶菌生产DHA。组学技术作为揭示生物体内复杂调控网络的重要工具,被广泛用于裂殖壶菌高产DHA的机制研究中,这为裂殖壶菌的遗传改造和发酵过程控制提供了基础。本文对目前利用裂殖壶菌生产DHA的历史和主要研究方向进行了概括,并对组学技术在裂殖壶菌中的应用概况进行了综述,阐述了基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和多组学联用等技术在裂殖壶菌中的研究进展,以及在组学数据基础上的数学模型,以揭示裂殖壶菌高产DHA机制的研究近况,并对未来发展和应用进行了展望。

阿洛酮糖、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇在糖果中的应用性质研究

本研究选用了阿洛酮糖、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇这3种功能性糖以及蔗糖按配方制作软糖和硬糖,从成品状态、质构、吸湿性、感官评价等方面进行对比。实验结果表明,与蔗糖制作的糖果相比,使用阿洛酮糖制作的糖果口感舒适无异味,软糖更有嚼劲,硬糖颜色更鲜亮;异麦芽酮糖制作的糖果表面光滑度更高,并且硬化速度快、成型度更高;麦芽糖醇制作的糖果甜味纯正,颜色更浅,硬度小、弹性高。

山东省食品发酵工程重点实验室财务管理办法的制定与实施

山东省食品发酵工程重点实验室是山东省人民政府为适应我省经济社会发展的需要，更好的实施“科教兴鲁”的发展战略，促进我省高新技术的发展，提高省属科研单位的科研能力和水平，促进科研单位多出成果、多出人才、多出效益，批准建设的第一批省级科研重点实验室。挂靠单位为山东省食品发酵工业研究设计院。

金丝小枣枣泥酵素发酵工艺的研究

以金丝小枣枣泥为主要原料,进行金丝小枣枣泥发酵工艺的研究。采用单因素实验法和正交设计法对酵母菌和乳酸菌的接种量、发酵培养基碳氮比、发酵温度、时间等工艺条件进行了研究。确定出最佳的工艺参数为：30℃条件下,发酵培养基中碳氮比为6∶1,接种0.1%酵母菌,保证充分溶氧,发酵12h,然后在37℃条件下,接种0.5%乳酸菌发酵剂,静置发酵28h,最后控制温度为6~8℃,静置24h,进行后酵,使发酵液产香。

黑曲霉SFGT601产葡萄糖酸钠发酵培养基及工艺条件的研究

以一株耐高温、耐高糖的葡萄糖酸钠生产菌株Aspergillus niger SFGT601为研究对象,在前期研究工作的基础上,首先利用5L发酵罐对其发酵培养基组成进行了优化,得到了理想的培养基组成为葡萄糖320 g/L,玉米浆3.5 g/L,酵母青2.0 g/L,硫酸镁1.5g/L,然后进一步考察了pH值和溶解氧对其发酵的影响,确定了最佳的pH和溶解氧控制策略为溶解氧20％,0～8h控制pH值5.5～6.0,8～22h控制pH值5.0～5.5.在此最佳工艺条件下菌株SFGT601的葡萄糖酸钠产量提高到326.0 g/L.

发酵法生产琥珀酸的研究进展

琥珀酸广泛用于食品、医药与化工领域,现对琥珀酸的生产菌株改良,代谢调控与条件优化,以及发酵生产中存在的问题,及今后发展方向等作一综述。

高产油脂隐球酵母菌发酵条件研究

通过摇瓶培养,对各项与菌体产油脂相关因素进行单因素及正交试验,确定摇瓶发酵培养最佳产油脂条件:碳源,葡萄糖120g/L;氮源,硝酸钾1g/L,玉米浆2.5g/L;C/N:400,硫酸镁1.5g/L,硫酸锰2mg/L;培养温度为28℃,接种量10%,发酵时间96h,起始pH7.0,最后可得油脂产量14.32g/L,菌体生物量25.67g/L,油脂含量55.8%。

雪梨发酵酒的加工工艺研究

以雪梨为原料,从护色剂种类和浓度、酵母量与发酵温度的选择、酵母添加量和总糖含量关系、酵母添加量和酒精度关系、酵母添加量和滴定酸度关系等方面进行研究。结果表明:用100ppm Na2SO3+0.5‰异Vc钠护色,用果胶酶、淀粉酶、糖化酶处理雪梨梨汁,在30℃条件下,加入0.03%的活性干酵母进行发酵是雪梨发酵酒的最佳生产工艺。

从衣康酸发酵菌丝体中提取壳聚糖的研究综述

目前壳聚糖主要从虾蟹壳中得到,但仍存在一些缺陷,本文对国内外从菌丝体中提取壳聚糖进行了综述,并对从衣康酸发酵菌丝体中提取壳聚糖的方法进行了探讨。

产葡萄糖异构酶工程菌工业发酵条件模拟研究

高效表达葡萄糖异构酶的大肠杆菌工程菌Ｋ３８／ｐＧＰＩ－２，ｐＴＫＤ－ＧＩ菌株，在玉米浆培养基中能高效合成葡萄糖异构酶，观察了细菌生长的细胞浓度（ＯＤ）、ｐＨ和酶产生的动态变化。玉米浆培养基成本低、制备工艺简单，在５０Ｌ发酵罐中酶活力为１４３ｕ／ｍＬ，比在ＬＢ培养基中高约１０倍。用超声波破碎细胞液作酶源吸附于大孔阴离子交换树脂制成固定化葡萄糖异构酶、其酶活力达到１０２００ｕ／ｇ（干）。

葡萄糖酸钠发酵废弃菌丝体提取壳聚糖的研究

以产葡萄糖酸钠的废弃菌丝体为原料,探究了从废弃黑曲霉(Aspergillus niger)菌丝体提取壳聚糖的工艺条件。对废弃菌丝体进行了各组分分析后,在单因素的基础上对提取工艺进行优化,得出了碱法提取壳聚糖的最佳优化条件:料液比为1∶30(g∶mL),6%NaOH处理2 h,反应温度为95℃时,菌体蛋白去除率达到77.26%;碱(NaOH)浓度为30%,处理温度为120℃,脱蛋白处理后样品采用重复碱处理的方式脱乙酰,样品分两次重复用30%NaOH溶液在120℃下各处理1 h,得到壳聚糖的脱乙酰度为78.85%,壳聚糖得率为10.53%;后续用12%醋酸纯化处理,得到脱乙酰度为84.49%的壳聚糖,得率为9.56%。

鞘氨醇单胞菌发酵生产韦兰胶培养基优化研究

韦兰胶是由鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)分泌的一种可溶性胞外多糖。该研究以实验室保存的一株韦兰胶生产菌Sphingomonas sp.511的产胶率为指标,在单因素试验确定显著因素的基础上,通过最陡爬坡试验确定显著因素的较优水平,再经响应面法设计试验优化韦兰胶发酵培养基,得出韦兰胶最佳发酵培养基组成为葡萄糖35.5 g/L,豆粕6.3 g/L,K_2HPO_4 2.4 g/L,在此条件下韦兰胶的产胶率达24.87 g/L。

赤霉素固态发酵提取工艺的研究

该文主要通过单因素试验考查了各种提取条件对赤霉菌SFGi-1菌株固体发酵干基中赤霉素提取率的影响。研究发现:以水为提取溶剂,料液比1∶7,在45℃、pH值为8.0条件下逆流提取3次,每次提取时间为2h为最佳提取条件,赤霉素的提取量可达10.492g/kg(干基),单位提取液中赤霉素含量达到1.498g/L。

佛桃发酵酒及其工艺的研究

本项研究，以著名的山东肥城大佛机为原料，采用自选的优良酵母，选择适宜的酿制条件，研制的成品酒，感官、理化、卫生指标均符合国家标准要求，为低度、营养、优质饮料酒，并在国内外多次获奖。