Scale-down反应器中的周期性溶氧波动对谷氨酸发酵的影响

应用单室Scale-down反应器系统模拟大规模反应器内的溶氧（DO）浓度梯度,通过控制搅拌桨转速使DO水平（波动范围0～30%,波动周期2、4、6 h）产生矩形波动,从而研究溶氧波动条件对谷氨酸发酵的影响,尤其是菌体生长及产物合成等的变化。与DO水平30%的对照实验进行比较后发现:DO周期性波动条件下,谷氨酸棒杆菌更倾向于利用葡萄糖产生菌体而非积累产物谷氨酸。与较长波动周期（4 h或6 h）相比,短波动周期（2 h）时最终菌体浓度升高（10.03 g/L）,最大比生长速率降低(0.112 h^-1),产物谷氨酸及副产物乳酸浓度降低（分别为23 g/L和10.5 g/L）。     

不同原料配比对谷氨酸棒杆菌ZL9601菌株产赖氨酸的影响

以正交试验法研究分析了不同原料配比对谷氨酸棒杆菌（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍｇｌｕｔａｍｉ－ｃｉｕｍ）ＺＬ９６０１菌株产赖氨酸的影响,通过摇瓶培养初步确定了以糖蜜为主要发酵原料生产赖氨酸的培养基最佳配比。结果表明,糖蜜２０％,豆饼水解液１．０％,玉米浆０．６％,在一定发酵条件下（ｐＨ７．０,温度３０℃）可获得较高的产量,平均产酸为６．１％。     

苏芸金杆菌发酵水平与溶氧关系的研究

在对苏芸金杆菌(Bacillus thuringiensis,B.t)发酵生理特性研究的基础上,证实了B.t发酵过程中发酵液中溶氧(DO)浓度是影响发酵永平的关键因素。在12L玻璃发酵罐试验中,通过优化供氧条件,使发酵水平(活芽孢数)得以提高。如搅拌转速由300r/min增加至600r/min,菌数可提高47.1%;适当增加搅拌器直径,菌数可提高13.6%。发酵全过程采用变转速控制,菌数比300 r/min定速控制提高36%,轴功耗较600r/min定速控制节约50%。在20t发酵罐放大试验中,调整内部结构后,使溶氧水平提高,菌数比改造前增加了15.3%。     

溶氧对丙酮酸发酵的影响

采用实验室选育的高产丙酮酸菌株TorulopsisglabrataTPl9,在3种供氧方式下,研究了5L发酵罐上的丙酮酸发酵过程,比较了3种供氧方式下丙酮酸发酵、菌体生长、葡萄糖消耗和副产物的生成。发酵48h丙酮酸最高产量为65.1g·L-1;转化率为58.6%,生产强度为1.35g·L-1·h-1。     

溶氧对红曲菌发酵生物合成橙色素的影响

研究了溶氧对红曲菌在发酵罐中生物合成橙色素的影响。 分别采用不同通气量和搅拌转速以达到不同溶氧水平,考察不同溶氧水平下红曲菌w1夏在10L发酵罐中生产橙色素的情况,并将优化后条件放大至50L发酵罐中。结果表明,不同通气量水平下底物消耗、pH值和溶氧情况相似,但最终橙色素色价不同,基本上呈现出随通气量增加,色价呈现上升趋势;搅拌转速升高,菌体量和色价均随之升高,但涨幅不大;50L罐中菌体生长和橙色素合成结果验证了10L罐结果。在大规模生产时应尽可能采用高的通气量和适宜的搅拌转速,达到较高的溶氧水平,以利于菌体生长和橙色素合成。     

产纤溶酶菌株的发酵条件优化

筛选了1株产纤溶酶能力较强的芽孢杆菌,对其液体发酵条件进行了优化,结果表明菌株产酶最佳的各组分质量浓度为木糖20 g/L,大豆蛋白胨30 g/L,Na2HPO41 g/L,MgSO41 g/L,CaCl20.1 g/L,吐温40为2 g/L.种龄16 h,接种量3%,发酵周期3 d,起始pH为7.0,摇床转速200 r/min,发酵温度37℃,在此条件下发酵液纤溶酶活性(相当尿激酶活力单位)高达862.2 U/mL.     

谷氨酸棒杆菌串联生产氨基酸和有机酸的发酵工艺

为进一步提高谷氨酸棒杆菌在工业生产中的利用效率,根据其好氧环境下可发酵生产氨基酸,厌氧条件下可积累有机酸的特性,建立了好氧、厌氧两阶段生产氨基酸及有机酸的串联发酵工艺。研究表明:在好氧条件下谷氨酸棒杆菌以80 g/L葡萄糖为碳源生产L-鸟氨酸15 g/L,糖酸转化率为18.75%;好氧发酵结束后收集菌体转入厌氧发酵工艺,以40 g/L葡萄糖为碳源,发酵液中积累乳酸19.58 g/L、乙酸1.34 g/L、丁二酸18.37 g/L,综合糖酸转化率达到98.88%。整个串联发酵工艺的实现,有效地利用了生物质资源、降低了生产能耗、减小了环境污染,有助于提高整体的经济效益,同时也为后续利用代谢工程进一步改造谷氨酸棒杆菌,并将其应用于更广泛的氨基酸、有机酸联合生产奠定了基础。     

谷氨酸棒状杆菌发酵色氨酸的工艺研究

为了优化发酵工艺,提高色氨酸产量,本文对发酵培养基的碳氮源、发酵条件、及小试发酵过程控制进行了实验研究。结果表明,最佳发酵培养基为葡萄糖4g/L、胰蛋白胨20g/L,色氨酸产量达0.43g/L;在摇瓶发酵的基础上,进一步在50L发酵罐中进行小试表明,在发酵温度36℃、pH7.0、搅拌速率700r/min的条件下,色氨酸产量达0.45g/L。     

溶氧浓度对东北红豆杉悬浮细胞的生理影响

研究了均匀溶氧体积浓度变化对东北红豆杉悬浮植物细胞的生理影响,结果表明纯氧（DO=350）和缺氧（DO=0和10）培养条件均抑制了细胞的呼吸,导致了细胞线粒体活性降低。缺氧培养条件下细胞内外可溶性蛋白含量变化不大,而在纯氧（DO=350）和DO=40的培养条件下,胞内可溶性蛋白呈现增高趋势。此外,纯氧培养和缺氧培养条件均导致了细胞外酚的积累。     

对分析化学中几个问题的思考

就目前国内分析化学教材在桑德尔灵敏度与摩尔吸光系数、氧化还原反应平衡常数与电极电位关系式的推导以及强碱体系质子条件的推求过程中存在的问题进行了讨论，并提出了相应的新推导方法．     

谷氨酸发酵溶氧研究（Ⅰ）

采用带溶氧电极的摇瓶对谷氨酸发酵过程进行研究,结果表明,只有对发酵过程(特别是生产期)的溶氧严加控制,才有可能得到谷氨酸高产。在装液量为30ml,摇床转速为160-180r/min,发酵中期溶氧水平8-10％时,谷氨酸产率6.56％,糖酸转化率55％。当采用pH和溶氧为标准补尿时,所得pH曲线及溶氧曲线不完全一致,但产酸率很接近,说明溶氧曲线至少可以作为补尿及判断发酵终点的依据之一。     

溶氧对齐口裂腹鱼幼鱼呼吸代谢的影响

以中国地质公园（神农架）野生动物繁育基地提供的齐口裂腹鱼（SchiZOthornzprenanti）幼鱼（体长15．O～18．6cm,体质量44．0～76．6g）为研究对象,采用自制呼吸代谢测定装置,研究了溶氧（Dissolvedoxygen,DO）对齐口裂腹鱼幼鱼呼吸代谢的影响．结果表明：1）25℃时齐口裂腹鱼窒息点为（0．57±0．03）mg／L;2）运用FishLSDTest检验得溶氧对耗氧率有显著影响（P＜0．05）,溶氧和耗氧率的非线性回归方程为：MO2=268．24—300．24×e-1（Re=0．965）,从高溶氧开始,随溶氧下降,齐口裂腹鱼耗氧率首先维持平稳,然后缓慢降低,最后快速降低直至窒息点,因此齐口裂腹鱼为氧调节型鱼类,临界溶氧浓度为（2．5±0．5）mg／L;3）齐口裂腹鱼维持耗氧率稳定（或称耐低氧能力）参数K1／K2为0．82．研究为鱼类养殖和运输提供理论依据．     

溶氧对黄原胶发酵的影响

黄原胶是野油菜黄单孢菌分泌的胞外多糖,可用淀粉或葡萄糖为碳源发酵生产。本文着重以淀粉为碳源研究不同的溶氧水平对多糖的影响。试验结果表明:溶氧水平高于饱和度的20%对多糖发酵影响不大,低于20%时菌的生长受影响。溶氧水平为饱和度的25%,菌体生长最佳。     

木糖醇发酵过程中溶解氧的模糊控制

针对木糖醇发酵过程中溶解氧浓度控制难的现状，应用模糊控制技术对其进行控制。通过对发酵过程中空气流量、罐内压力及搅拌速度的模糊优化，结合用专家知识建立的模糊 控制库，采用合成推理运算、最小隶属模糊决策等设计方法，实现FUZZY－PID控制。实验表明，该控制方法行之有效，并取得较好的控制效果，能适应工业过程控制。     

NADH氧化酶的研究进展

NADH氧化酶是一类催化NADH氧化为NAD+并消耗氧气的氧化还原酶,因其能够再生NAD+而成为人工调控微生物代谢流向的重要调控酶.文中综述了NADH氧化酶的分类、理化性质、反应机制,并分析NADH氧化酶清除细胞内氧毒性、介入细胞代谢过程,以及调节细胞生理和代谢等重要的生理功能.     

FCY-4型耐消毒溶氧电极的研制及应用

本文研制成功一种为小型国产或进口发酵罐配套的FCY-4型敞口式耐消毒溶氧电极。经测试,其各项性能指标接近或超过进口电极。通过应用于多种罐及品种的发酵,发现本电极与进口罐上的原配电极所走的溶氧曲线均具有很好的同步性和一致性。能正确反映发酵过程中的溶氧变化。     

溶氧水平对梭鱼幼鱼能量代谢与氧化应激的影响

为分析低氧胁迫对梭鱼（Liza haematocheila）幼鱼能量代谢与氧化应激的影响,选择体重为6～10g的梭鱼,在溶氧水平从7.18 mg/L降至0.60mg/L过程中测定其耗氧率和排氨率,计算幼鱼相对应的氧氮原子比（O∶ 2 N）;又在溶氧水平大于6.0mg/L、4.5 mg/L、3.0 mg/L、1.5 mg/L、0.5 mg/L时,分别测定幼鱼肌肉和肝脏组织中的乳酸（LD）含量、过氧化物歧化酶（SOD）活力、总抗氧化能力（T-AOC）、抗超氧阴离子活力（ASOR）、丙二醛（MDA）含量.结果显示,随着溶氧水平的下降,梭鱼的耗氧率和排氨率总体呈降低趋势,氧氮原子的比值在溶氧水平3.23～1.92 mg/L时达到最大,在溶氧水平1.03～1.60 mg/L时达到最小;溶氧水平为6.15mg/L时,肝脏中LD、SOD、T-AOC、ASOR、MDA均显著大于其它溶氧水平下的相应指标（P＜0.05）.溶氧水平下降过程中,肌肉组织中的SOD、MDA、TAOC差异不显著（P＞0.05）,溶氧水平在0.5 mg/L时,LD显著高于其它组（P＜0.05）.这表明,梭鱼能通过降低耗氧率和排氨率、改变代谢底物和提高肌肉、肝脏组织无氧代谢能力等方式,达到新陈代谢的平衡,以适应低氧生活.     

溶氧控制对黄色短杆菌YILW合成L-异亮氨酸的影响

对黄色短杆菌YILW合成L-异亮氨酸的发酵溶氧条件进行了探索,构建了该菌合成上L-异亮氨酸的代谢网络和代谢流平衡模型.在30 L发酵罐中考察了不同溶氧浓度下L-异亮氨酸发酵过程.研究结果表明:高溶氧浓度有利于菌体生长,15%溶氧浓度下产酸速率高且维持的时间长,有利于L-异亮氨酸的积累.为此提出了分段控氧模式:在菌体生长...     

发酵过程中氧平衡的参数相关性分析

研究了在发酵过程中不同程度地改变搅拌转速及温度对氧吸收率（ＯＵＲ）、二氧化碳释放率（ＣＥＲ）、溶解氧（ＤＯ）等在线参数的影响，通过对ＯＵＲ（ＣＥＲ）与ＤＯ的相关性分析，可了解在发酵过程中影响氧平衡的限制性因素。当ＤＯ与ＯＵＲ的趋势具有相反性，表明限制因素为细胞水平的菌体代谢问题，若ＤＯ与ＯＵＲ的趋势具有同一性，限制笥因素为工程水平的氧传递因素，表明溶氧处于临界氧以下。     

基于荧光猝灭原理的光纤化学传感器在线监测水中溶解氧

利用氧分子对芘丁酸的荧光具有猝灭作用的特性,构造出基于荧光猝灭原理的光纤氧化学传感器。就用于水中溶解氧在线监测的光纤光谱仪的搭建、传感探头的设计及传感膜的制作进行了探索,并对传感器的响应性能进行了考察。结果表明以三醋酸纤维素为固相支持剂、邻苯二甲酸二辛酯为增塑稳定剂、芘丁酸为分析物识别器制备的传感膜对溶解氧的响应具有良好的可逆性,稳定性,较快的响应时间和较长的使用寿命。与标准法相对照,用本仪器系统测定了不同盐度的人工海水中的溶解氧浓度,两种方法在不同浓度水平下的溶解氧测定值均无显著性差异。本法的日内和日间RSD在2.4%～6.1%之间。