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高产柠檬酸突变菌株以玉米粉为原料的生物反应器扩大生产研究 总被引：2，自引：0，他引：2
Wei HU Jing LIU Ji-hong CHEN Shu-yang WANG Dong LU Qing-hua WU Wen-jian LI 《Journal of Zhejiang University. Science. B》2014,15(11):1006-1010
研究目的：研究高产黑曲霉突变菌株以玉米粉为原料的生物反应器扩大发酵,以期获得适合于工业化生产柠檬酸的发酵工艺。
创新要点：以玉米粉为原料,系统地研究了筛选得到的高产菌株在50L生物反应器中不同糖浓度发酵生产柠檬酸的特性,最终优化出适合于工业化生产柠檬酸的发酵工艺。
研究方法：（1）利用淀粉酶对粉碎后的玉米进行液化,然后过滤,最终得上清液;（2）以50L生物反应器作为发酵设备,对筛选得到的高产柠檬酸菌株进行扩大培养;（3）通过测定不同培养时期中积累的柠檬酸含量和剩余的残总糖,最终优化出高效率生产柠檬酸的发酵工艺。
重要结论：以不同糖浓度的液化玉米粉上清液作为碳源,突变菌株H4002能积累177．7--196．0g,L的柠檬酸,效率能达到2．96～3．27g/（L·h）,尤其当糖浓度为210g／L,H4002菌株表现出最佳的柠檬酸生产水平,如柠檬酸积累187．5g/L,生产效率达3．13g／（L·h）。上述结果说明了突变菌株H4002拥有快速生产柠檬酸的能力。 相似文献
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目的:探讨黑曲霉生理特性的改变对其柠檬酸积累的影响。创新点:首次报道了碳离子束对黑曲霉生理特性的影响,提出黑曲霉生理特性的改变对其柠檬酸的积累有影响。方法:(1)孢子直径和孢子活力的测定:利用流式细胞仪对两株黑曲霉突变菌株以及原始菌株进行了孢子直径测定。通过该实验说明碳离子束可以诱导黑曲霉孢子直径发生改变(表1)。利用MTT法,测定了突变菌株和原始菌株孢子活力。同时,通过该实验表明碳离子束可以诱导黑曲霉孢子活力发生改变(图1)。(2)生长速率的测定:利用不同糖分的平板生长法测定了突变体和原始菌株生长速度的差异。通过该实验说明碳离子束可以诱导黑曲霉生长速率发生改变(图3和图4)。(3)柠檬酸积累实验:利用摇瓶发酵实验和10 L发酵罐扩培实验测定了突变体和原始菌株柠檬酸积累的差异。通过该实验说明生理特性改变的突变体与原始菌株在柠檬酸积累上存在显著差异(图6~8)。结论:通过两株黑曲霉突变体与原始菌株之间生理特性的差异研究,我们发现黑曲霉生理特性的改变对其柠檬酸积累有一定的影响,低的黑曲霉孢子活力以及生长速率对柠檬酸的积累是有益的。最终,获得了一株高产菌株HW2,其10 L发酵罐柠檬酸的积累能力比原始菌株提高了18%。 相似文献
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目的:研究不同有机碳源对灵芝液体发酵灵芝酸生产的影响。方法:研究不同浓度的玉米粉、小麦粉、荞麦粉下灵芝液体发酵菌丝体干重、灵芝酸含量及产量。结果:培养基玉米粉浓度4g/L时,菌丝体干重和灵芝酸产量分别达到最大值,较对照组提高了1.11和1.26倍;培养基小麦粉浓度10g/L时,干重和产量分别比对照组提高了0.73和0.87倍;培养基荞麦粉浓度7g/L时,干重和产量分别比对照组提高了0.97和1.15倍。培养基玉米粉浓度7g/L时,灵芝酸含量达到最大值23.538mg/g。培养基中玉米粉浓度为4、5、7、10g/L时,灵芝酸产量差异不显著。结论:从生产实际考虑,应使用4g/L的玉米粉优化培养基。 相似文献
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目的:鉴于厚垣孢子为主要活性成分的木霉菌剂具有抗逆性强、存活期长、易贮藏等特点,更容易满足实际生产需求,本文利用系统的液体发酵策略,优化木霉菌高产厚垣孢子液体发酵条件,同时降低发酵成本,指导未来木霉菌厚垣孢子生防菌剂研发。创新点:采用从开放到闭合的递进式液体发酵筛选优化模式,通过Plackett-Burman设计和Box-Behnken优化设计确定影响木霉菌产厚垣孢子的关键因子及最佳发酵条件,确定玉米粉作为基础培养基,添加甘油和调节p H相结合的液体发酵策略,在降低发酵成本的同时提高厚垣孢子产量。方法:以玉米粉为基础培养基,通过Plackett-Burman筛选实验,从8个候选的发酵因子中初步确定玉米粉、甘油和发酵液起始pH值三个显著因子。进而利用响应面中的Box-Behnken设计(表5)三个因素为自变量,厚垣孢子产量为响应值,通过Design Expert 7.0软件对实验数据进行多项式回归分析,建立多元二次回归方程。通过方差分析,最终确定木霉菌SH2303高产厚垣孢子液体发酵工艺的最佳参数。结论:确定了影响厚垣孢子形成的三个关键的发酵因子:玉米粉、甘油和起始pH值。获得厚垣孢子形成最佳的液体发酵条件:玉米粉62.86 g/L,甘油7.54 ml/L,起始p H 4.17,发酵6天。实际最大厚垣孢子产量4.5×10~8孢子/ml,与模型预测值3.6×10~8孢子/ml相当。厚垣孢子产量与优化前相比提高8倍,可用于指导低成本的木霉菌厚垣孢子新型生防菌剂开发。 相似文献
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《河南职业技术师范学院学报(职业教育版)》2017,(3)
采用单因素试验研究碳、氮、磷矿粉3组主要影响因子类别和质量浓度对解磷菌M-3-01(Serratia nematodiphila)菌株解磷效果的影响,再运用正交试验进行L9(34)优化,以探究M-3-01的解磷发酵配方工艺.结果表明:菌株M-3-01的高效解磷最终优化发酵配方中,葡萄糖、草酸铵、磷矿粉、无机盐的质量浓度分别为15 g/L、1.5g/L、2.5 g/L、1.92 g/L,接种量为2%,pH为6.0,150 r/min,37℃.解磷菌发酵配方经过优化后,优化组有效磷含量达88.64 mg/L,是CK有效磷含量的2.34倍,效果显著,为优化后的解磷菌发酵配方投入到微生物菌肥产业化生产提供了有力的数据支持. 相似文献
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黄原胶是由野油菜黄单胞菌发酵生产的重要的商业微生物多糖产品,实验通过微波诱变处理保藏菌株,筛选到一株能以甘蔗糖蜜为碳源发酵生产黄原胶的优良正突变株X12,实验结果表明:在初步确定的实验条件下,该菌株发酵生产黄原胶的产量达22.14 g/L,是未诱变菌株20183的1.53倍,传代实验表明,突变菌株X12的黄原胶产量及性状无大变化,遗传性状稳定。 相似文献
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丙酮酸是一种重要的有机酸.为提高发酵法生产丙酮酸的转化率,研究了初始葡萄糖质量浓度、供氧、补糖方式和流加培养中氮的供给对光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸的影响,发现葡萄糖质量浓度在116.2g/L左右较为适宜;实行分阶段供氧控制模式可实现高产量、高产率和高葡萄糖消耗速度;采用连续补糖方式可获得较高的丙酮酸产量;用氨水代替KOH控制pH值进行流加培养发酵过程中,细胞表现出很强的丙酮酸合成能力. 相似文献
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通过对已筛选到的产生角蛋白酶的H菌株形态观察、生理生化试验分析最终确定该菌为枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis),对该菌的发酵条件进行优化,同时将显著影响条件进行正交试验。试验结果表明,最佳发酵培养基:玉米粉10g,豆粕10g,MgCl20.1g,CaCl20.06g,NaCl 0.5g,K2HPO41.4g,KH2PO40.7g,羽毛粉10g,水1 000mL,培养基pH 7.5~8.0;最适培养条件:接种量为2%,培养温度37℃,180r/min摇床培养96h,其产角蛋白酶活性最高为2.56×10-3kat/L(153.7U/mL)。 相似文献
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通过单因子实验,筛选得到了适合大豆疫霉拮抗细菌B048液体发酵的最佳碳源为玉米粉,最佳氮源为豆粕,最佳无机盐离子为氯化钠。通过正交实验确定了该培养基的最佳配比为：玉米粉5g／L、豆粕15g／L、氯化钠10g／L。在确定适合该菌株的培养基组分基础上,对其培养条件进行优化,结果表明：初始pH值为6．0,培养时间为48h,转速为180r／min时为该菌株的最佳培养条件。 相似文献
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以饲料为原料筛选出一株既产乳酸又产芽孢的益生菌,经过分子生物学鉴定为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans),命名为T-8。从培养基碳源、氮源、有机物浸出液、培养基pH、培养温度、培养时间等方面对菌株T-8展开发酵特性研究,结果表明,最优培养基配方为:玉米粉6 g/L、豆粕粉15 g/L、小麦麸皮浸出液60%、酵母粉5 g/L、蛋白胨10 g/L、氯化钠10 g/L,pH 5.0。以5%的接种量将种子液转接至最优培养基,在47℃的摇床中以200 r/min的转速振荡培养28 h,菌株T-8的细胞密度达到4.8×109 CFU/mL,芽孢率达到95.2%。本试验可为益生菌凝结芽孢杆菌应用于饲用微生物菌剂的工业化生产提供参考。 相似文献
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目的:通过从自然界中筛选和传统诱变育种相结合的方法,获得一株以玉米水解液为底物且能高效合成甲萘醌-7(MK-7)的芽孢杆菌突变菌株。创新点:首次在中国的发酵豆制品——豆豉中分离得到一株能以玉米水解液为底物合成MK-7的解淀粉芽孢杆菌Y-2(Bacillus amyloliquefaciens Y-2),并通过传统诱变育种获得一株带有二苯胺和结构类似物抗性的、以玉米水解液为底物的、高产MK-7的菌株B.amyloliquefaciens H.β.D.R.-5。方法:以来自中国不同省市地区的豆豉为分离样品,筛选高产纳豆激酶的菌株,再从中挑选出高产MK-7的菌株,并通过16S r DNA分析对其种属进行鉴定。采用常压室温等离子体(ARTP)系统,对分离到的高产MK-7菌株进行诱变处理,获得解除3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶(即结构类似物抗性)和聚丙烯焦磷酸合成酶(即二苯胺抗性)反馈调节的菌株。最后,考察不同氮源、乙戊烯醇和镁离子(Mg~(2+)对突变菌株合成MK-7的影响,并分析在7 L发酵罐中合成MK-7的区别。结论:从中国豆豉中分离到了一株以玉米水解液为底物合成MK-7的菌株,经16S rD NA分析比对,鉴定为Bacillus amyloliquefaciens(图1)。通过比较MK-7产量,发现利用ARTP可以有效获得解除反馈调节作用的且高产MK-7的突变菌株H.β.D.R.-5(表1)。以大豆水解液和酵母水解液为氮源,异戊醇和MgSO_4有利于突变菌株H.β.D.R.-5合成MK-7(图2、表2和表3)。综上所述,利用ARTP处理从中国豆豉中分离到的以玉米水解液为底物的合成MK-7的菌株,可获得高产的MK-7菌株,该方法对选育工业化合成MK-7的菌株有重要参考价值。 相似文献
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为了获得高产纤维素酶菌株,有效地开发和利用纤维素资源.本研究通过对野外采集的大型真菌进行分离纯化,获得了16个菌株.利用CMC固体培养、刚果红染色,测量水解圈与菌落直径的比值(H/C值),对获得的菌株进行初筛;通过液体发酵培养,测定其上清液中的滤纸酶活力(FPA),对菌株进行复筛,最终获得了纤维素酶活性较高的菌株01.以稻草和羧甲基纤维素为碳源,研究了培养温度、pH值、培养时间对真菌菌株01产纤维素酶的影响.结果表明,该菌株产纤维素酶的最适培养温度为27℃,pH值为5.0,培养时间为6 d,菌株01的滤纸酶活性达到580.0 IU/mL.因此,真菌01可作为纤维素酶研究和饲料加工等生产的备选菌株. 相似文献
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以山楂和葡萄为原料,生产纯果汁高档果酒。采用单因素试验设计方法,研究适宜山楂葡萄酒发酵的配比、发酵温度、糖度和pH值。采用山楂与葡萄的比例为1：2的配比,通过正交试验进行优化,最终得出最佳酿造工艺为：初始p H值为3．5,糖度为24％,主发酵7d ,添加红砂糖,在20℃的温度下发酵1个月后陈酿,陈酿两个月,澄清过滤后得到酒精度为15．5％ vol ,残糖4．8％,总酸4．1g/L的清澈透明、具有浓郁的山楂葡萄混合果香,酒香浓郁,口味柔和的宝石红色果酒。 相似文献
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探究磷酸盐浓度对大肠杆菌E.coli TRFP发酵生产L-异亮氨酸的影响。利用30 L发酵罐进行分批补料发酵试验,考察磷酸盐浓度对E.coli TRFP发酵生产L-异亮氨酸过程中生物量、比生长速率、L-异亮氨酸产量、发酵液中乙酸及NH4＋浓度变化。结果表明,发酵初期维持低浓度磷酸盐（2 g/L KH2PO4）,后期补加2 g/LKH2PO4可有效减缓菌体衰退,最终使菌体生物量和异亮氨酸产量分别提高了24.5%和12.7%,且副产物乙酸含量明显降低。 相似文献
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研究了羊肚菌深层发酵培养基中玉米粉和黄豆粉配比和发酵条件,确定了羊肚菌深层发酵最佳配比的培养基以及最佳的发酵温度、起始pH和摇床转速.通过单因素确定培养基中玉米粉和黄豆粉的最佳配比,在单因素试验的基础上采用三因素三水平的响应面分析法确定羊肚菌液体发酵的培养条件.结果以羊肚菌菌丝体生物量和胞外多糖浓度为响应面和等高线,在分析各个因素的显著性和交互作用后,得出羊肚菌液体发酵的最佳温度25.33℃、起始pH 6.13、摇床转速154.33r/min.在最佳发酵条件下,发酵144h,羊肚菌的菌丝体生物量和胞外多糖浓度达到最高,分别为7.78g/L和130.97mg/L. 相似文献
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Chao LIU Xian ZHANG Zhi-ming RAO Ming-long SHAO Le-le ZHANG Dan WU Zheng-hong XU Hui LI 《Journal of Zhejiang University. Science. B》2015,(4):286-295
目的:获得一株高产雄甾-4-烯-3,17-二酮(AD)的Mycobacterium neoaurum突变株。创新点:获得了一株3-甾酮-Δ1-脱氢酶(KSDD)酶活缺陷型的高产AD的诱变菌株Mycobacterium neoaurum ZADF-4,并采用菌落显色法筛选KSDD酶活缺陷型M.neoaurum突变株。方法:(1)诱变方法:采用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术来处理出发菌株M.neoaurum ZAD。ARTP诱变条件如下:功率40 W,气流量12.5 L/min,辐射距离1 cm,样品体积10μl,辐射时间为60、90、120、150和180 s;致死率统计优化后,最适辐射时间为150 s,致死率为90%~96%。(2)筛选方法:将ARTP诱变处理后的菌株点种在硝酸纤维滤膜上,30°C培养2 d,然后将长有菌落的滤膜小心取出并漂浮在4 mg/ml二氯靛酚(DCPIP)溶液(0.1 mmol/L磷酸缓冲液p H 7.0),30°C培养1 d直到全部菌落染成蓝色。然后将该滤膜取出,漂浮在250 mmol/L AD溶液(2%甲醇和50 mmol/L Tris p H 7.0缓冲液),室温放置15 min左右,观察菌落颜色变化。KSDD在底物AD存在时会脱氢产生雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮(ADD)和H+,H+可以使被DCPIP染成蓝色的菌株褪色。因此,酶活缺陷型的菌株会仍保持蓝色,而酶活高的菌株会褪色为黄色(图3)。(3)对获得的潜在的高产AD菌株进行进一步的酶活检测以及产量验证,以期获得最优的突变株。结论:获得了4株具有潜在的高产AD能力的菌株,其中,最优的突变株ZADF-4的KSDD酶活相较于出发菌株ZAD下降了81.2%(图4),活性胶也证明其KSDD酶活相较于出发菌株下降明显(图5)。薄层色谱法(TLC)和高效液相色谱法(HPLC)实验证明突变株ZADF-4中,AD的产量有了明显的提高(图6和图7),提高到了(6.28±0.11)g/L,AD/ADD提高到8:1,AD的摩尔产率达到60.3%(表1)。对出发菌株ZAD和突变株ZADF-4的ksdd基因进行克隆和序列比对,发现ZADF-4的ksdd序列在5’端缺失9个核苷酸(atgttctac),导致3个氨基酸(MFY)的缺失;还发生了两个点突变,其中一个是无义突变(g.15a>6t),另一个是有义突变(g.413c>404t),并引起了相应位置上的氨基酸变化(p.138S>135L)。上述的基因突变及其引起的氨基酸序列的变化可能是引起M.neoaurum ZADF-4中KSDD酶活降低及AD产量提高的主要原因。 相似文献
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庄莹 《闽西职业技术学院学报》2008,10(1):120-122
建立了高效液相色谱法测定克雷伯杆菌发酵甘油产物1,3-丙二醇(1,3-propanediol 1,3-PD)含量方法;应用紫外诱变法筛选耐高浓度甘油的高产1,3-PD的变异菌株,较佳的诱变条件为菌体诱变浓度为10-5稀释度,紫外照射时间为6min,经6轮诱变,筛选出了耐90g/L甘油的变异茼株,1,3-PD产量较原始菌株的提高了30%左右. 相似文献