赤霉酸发酵通气量优化的初步研究
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植物类生长激素—赤霉素的发酵生产及分离纯化与各参数的测定实验一、赤霉素的分批发酵实验目的:1、学会发酵罐过程操作2、掌握发酵液中氨基酸、还原糖、总糖和赤霉素含量测定方法。
实验原理:赤霉素工艺流程图:菌种制备→→→一级培养→→→二级培养→→→发酵培养发酵液预处理→→→过滤→→→浓缩→→→萃取→→→脱脂重结晶→→→产品实验步骤:1、培养基的配制与灭菌种子培养基:察氏培养基(硝酸钠 3g 磷酸氢二钾 1g 硫酸镁(MgSO4·7H2O) 0.5g 氯化钾 0.5g 硫酸亚铁 0.01g 蔗糖 30g 琼脂20g 蒸馏水 1000mL 制法加热溶解,分装后121℃灭菌20min。
)发酵培养基:马铃薯培养基、大米斜面培养基和槐树枝斜面培养基。
2、种子活化与扩大培养3、发酵罐的灭菌与接种4、发酵工艺控制二、赤霉素含量标准曲线的测定实验目的:熟练掌握赤霉素含量标准曲线的测定方法实验原理:赤霉素在加热条件下能使Fe3+还原产生Fe2+,Fe2+与邻菲罗啉形成红色络合物,然后在分光光度计下测定吸光度。
实验器材:水浴锅、比色管、比色皿、pH=5的HAc-NaAc缓冲溶液、lNaF溶液、邻菲罗啉溶液、Fe3+溶液、分光光度计。
实验过程:每隔一段时间取一定量的发酵液于25ml比色管中,依次准确加入3.00mlFe3+溶液和4.00ml邻菲罗啉溶液,摇匀,在沸水中加热50min 后,取出,冷水冷却至室温,加入3mlNaF溶液和5ml pH=5的HAc-NaAc 缓冲溶液,用水定容至刻度线,摇匀,用2ml比色皿以相应试剂空白作参比,在波长510nm处测定溶液的吸光度A。
结果处理:以时间(T)为横坐标,以吸光度(A)为纵坐标,绘制赤霉素含量曲线图附:赤霉素浓度与吸光度标准曲线图三、发酵液中还原糖含量的测定实验目的:3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法测定Tr21发酵液中还原糖含量,利用糖含量这个参数,控制发酵过程.实验原理:在NaOH和丙三醇存在下,3,5-二硝基水杨酸(DNS)与还原糖共热后被还原生成氨基化合物。
赤霉素发酵液的絮凝预处理研究
赵彦修;张露茜
【期刊名称】《微生物学通报》
【年(卷),期】1994(021)001
【摘要】通过过滤滤饼常数的测定,分析、讨论了用絮凝法预处理赤霉素发酵液的合理性。
实践证明,絮凝大仅可以大大改善发酵液的固液分离效果,同时使滤液浓缩后的沉淀量减少了2/3,萃取过程中的乳化现象也得到了明显的改善。
【总页数】3页(P3-5)
【作者】赵彦修;张露茜
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TQ920.1
【相关文献】
1.絮凝、吸附和超滤预处理谷氨酰胺发酵液研究 [J], 张伟;钟丽梅;刘峰
2.1,3-丙二醇发酵液的絮凝预处理研究 [J], 李凡锋;周玉杰;刘德华
3.絮凝剂在制药发酵液预处理过程中的应用研究 [J], 王楚
4.絮凝法预处理大豆蛋白活性肽发酵液的研究 [J], 程丽;梁金钟
5.絮凝法预处理透明质酸发酵液的研究 [J], 吴华昌;马钦元;邓静;徐静;陈哲
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毕赤酵母工程菌pk53产纤溶酶发酵的优化研究的开题报告【摘要】本文以毕赤酵母工程菌PK53为研究对象,采用响应面法对其产纤溶酶的发酵条件进行优化,包括碳源、氮源、pH值、温度、发酵时间等,得到了最优参数组合:葡萄糖7.8 g/L、酵母浸粉6.5 g/L、pH值7.0、温度28.2℃、发酵时间48 h,在此条件下纤溶酶产量为1.17 U/mL,相比初始条件提高了2.84倍。
同时,对毕赤酵母工程菌PK53发酵的生长曲线进行了分析,探讨了纤溶酶产生的时间和生长状态的关系,为后续深入研究提供了参考。
【关键词】毕赤酵母工程菌PK53;纤溶酶;响应面法;优化一、研究背景纤维素是一种常见的生物质,在生物质能源开发领域有着广泛应用前景。
纤维素酶是一类能够降解纤维素的酶,其中纤溶酶可以降解纤维素中的纤维素、草木纤维、亚麻、棉花等多种天然纤维素材料,因而受到广泛关注。
当前,大多数纤溶酶来自于微生物,特别是产纤溶酶能力较强的酵母菌株已经成为研究热点,毕赤酵母工程菌PK53是其中的一种。
二、研究目的和内容本文旨在优化毕赤酵母工程菌PK53产纤溶酶的发酵条件,以获得较高的产量,同时进行发酵生长曲线的优化分析,为后续深入研究提供基础。
具体研究内容包括:1. 确定毕赤酵母工程菌PK53菌株,建立纤溶酶产量检测方法;2. 探索发酵条件的影响因素,包括碳源、氮源、pH值、温度、发酵时间等,采用单因素实验确定初步范围;3. 采用响应面法优化发酵条件,确定最优参数组合;4. 对毕赤酵母工程菌PK53发酵的生长曲线进行分析。
三、研究方法1. 菌种的选择和鉴定从毕赤酵母工程菌PK53菌株中选取纤溶酶产量较高的亚克隆菌株,进行确认鉴定。
2. 纤溶酶的产量测定采用DNS法对纤溶酶产量进行检测,以克/毫升作为计量单位。
3. 发酵条件的优化采用单因素实验确定初步范围,然后采用响应面法进行优化,确定最优参数组合。
4. 生长曲线的分析对毕赤酵母工程菌PK53的生长曲线进行分析,探究其生长状态和纤溶酶的产生时间。
赤霉酸赤霉酸是通过一种黑曲霉发酵培养代谢得到的一类次级代谢产物,被分离、鉴定和命名的一共有116种。
其中在农业中应用最广泛的就是GA3(注:本文所写赤霉酸就是指GA3),在我国农业生产中发挥着巨大的作用。
赤霉酸具有非常高的植物调节活性,对各种农作物的生长和发育都有很明显的调节作用。
在北方,赤霉酸主要应用于葡萄、红枣、山楂、油桃等经济作物上,在花期喷洒一定浓度赤霉酸溶液可以有效提高果树的坐果率,促进果实生长发育,果树产量提高20%,30%左右。
在南方,赤霉酸主要应用于杂交水稻制种上,调节水稻父母本在同一时间开花,使母本授粉率大幅提高,进一步提高了杂交水稻种子的产量,降低了种子的生产成本,为农民减轻了负担。
发酵过程中,由于是好氧发酵培养,菌体的生长和代谢需要一定量的氧气,这个时候发酵培养液中溶解氧的多少直接影响了菌体的代谢和生长。
生产的不同阶段,菌体的生长和代谢在不同时间具有非常明显的差异,对氧气的需求量也有着很大不同。
其中影响溶解氧的因素很多,包括通气量、搅拌转速、温度、压力等。
本文仅通过对发酵生产过程溶氧的测定,初步确定了赤霉酸发酵过程分阶段控制的较适无菌空气通气量,在生产过程中应用后有效节约了大量无菌空气的输出,减少了电能的消耗。
1材料和方法1、1试验设备60m3通用式发酵罐。
外盘管加六组内蛇管换热器,搅拌底层为六平叶涡轮搅拌,上三层为四宽叶叶轮浆搅拌。
转速160r、min,功率155kW,电流140A。
孔板流量计,溶氧电极。
1、2发酵培养种子液经过二级发酵扩大培养好接入60m3发酵罐进行发酵培养。
接后体积控制在45m3,培养温度28℃,搅拌转速160r、min,罐压0。
025MPa,0。
03MPa,通气量按对照42m3、min进行试验考查溶解氧的变化情况。
温度、DO值由微机在线收集。
1、3分析测试方法溶氧:通过溶氧电极由计算机在线收集检测通气量:通过孔板流量计由计算机在线收集检测。
2结果与分析2、1发酵过程中DO变化规律赤霉素发酵过程分3个阶段:前期:菌体的对数生长期,菌体大量繁殖。
赤霉素 GA4+7发酵工艺优化研究摘要:赤霉素为植物五大激素之一,对植物生长具有多种生理作用,如调控植物的茎干延长、种子发芽、打破种子休眠、诱导开花等。
目前赤霉素已经广泛应用于农业、林业、酿造业等,具有很大经济效益和市场前景。
本文主要通过正交试验优化发酵配方,优化发酵参数条件以提高赤霉素的产量,降低发酵成本,促进赤霉素的大规模应用。
关键词:赤霉素、正交试验、GA4+7、植物生长调节剂Abstract: Gibberellins are one of the classical five plant hormones, which has a variety of physiological effects on plant growth, such as regulating stem elongation, breaking seed dormancy, inducing flowering and so on. At present, gibberellins have been widely applied in agriculture, forestry and brewing industry, which thus has great economic benefits and market prospects. In this paper, gibberellinstiter was improved by optimizing the fermentation process parameters and fermentation formula using orthogonal test method. These resultsare helpful to reduce the fermentation cost and promote the large-scale application of gibberellins.Key words: gibberellin acid, orthogonal test method, GA4+7, plant growth regulator赤霉素(Gibberellins,GAs)是一类属于双萜类化合物的植物激素,广泛存在于高等植物、真菌和细菌中。
植物乳杆菌高密度培养通气条件的研究张瑶;李啸;潘冬瑞;李知洪;俞学锋【期刊名称】《中国酿造》【年(卷),期】2013(032)009【摘要】为研究通气条件对植物乳杆菌高密度生理活性、高密度培养及存活率的影响,在FUS-50-L (A)发酵罐中,分别采用4种通气策略进行发酵培养.结果表明,当通入空气时,植物乳杆菌生长速率较小,而通入氮气时,菌体的生理活性、比生长速率、营养物质消耗速率和细胞存活率最高,最大活菌数可达到1.8× 1010CFU/mL.说明植物乳杆菌在微量氧气短暂存在时能存活,欲实现发植物乳杆菌的高密度培养,必须通过通入氮气等惰性气体来保持发酵过程的厌氧状态.【总页数】4页(P123-126)【作者】张瑶;李啸;潘冬瑞;李知洪;俞学锋【作者单位】三峡大学化学与生命科学学院,湖北宜昌443002;三峡大学化学与生命科学学院,湖北宜昌443002;安琪酵母股份有限公司,湖北宜昌443003;三峡大学化学与生命科学学院,湖北宜昌443002;安琪酵母股份有限公司,湖北宜昌443003;安琪酵母股份有限公司,湖北宜昌443003【正文语种】中文【中图分类】Q93-335【相关文献】1.植物乳杆菌LP-S2高密度培养的研究 [J], 隋春光;梁金钟;王风青2.分批补料式高密度培养植物乳杆菌的研究 [J], 卢富山;尹清强;赵卫卫;王潇3.益生性植物乳杆菌C88的高密度培养条件优化研究 [J], 赵玉鉴;李盛钰;赵玉娟;张雪;杨贞耐4.一株植物乳杆菌高密度培养的研究 [J], 闫天文;满朝新;刘泳麟;柴云雷;任欢;庞心怡;赵玥明;姜毓君5.植物乳杆菌ZJ316培养基优化和高密度培养的研究 [J], 陈百莹;郑苗;邓泽元;李红艳因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
华 东 理 工 大 学 学 报 Journal of East Ch ina U niversity of Science and T echno logyV o l .30N o.62004212基金项目:上海市科委重点科技攻关项目(034319220)E -ma il :ypz @nc 2bi o .com 收稿日期:2003212221作者简介:庄英萍(19622),女,副研究员,硕士,研究方向为发酵过程优化和放大。
文章编号:100623080(2004)0620636204红霉素发酵过程前期参数相关分析及调控庄英萍13, 储 炬1, 张嗣良1, 赵见喜2, 杨生武2(1.华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室,国家生化工程技术研究中心(上海),上海200237;2.湖南岳阳中湘康神药业有限公司,岳阳414000) 摘要:对红霉素发酵过程前期调控策略进行了研究,从宏观代谢流的变化着手,对表征细胞代谢特征的参数进行了相关分析,对发酵前期的摄氧率(OU R )、二氧化碳释放率(CER )及呼吸商(RQ )相关变化及红霉素发酵前期CER 与pH 的变化进行了分析,,在工业规模发酵罐上通过控制发酵过程前期补糖速率等措施,使发酵平均水平从原来的4500u mL 提高到了6000u mL 。
关键词:红霉素;发酵;摄氧率;呼吸商;参数相关中图分类号:TQ 920.6文献标识码:AParam eter Correlation Analysis and Opti m ization of Process i n theEarly Per iod of Erythrom yc i n Ferm en tationZH UA N G Y ing 2p ing13, CH U J u 1, ZH A N G S i 2liang 1, ZH A O J ian 2x i 2, YA N G S heng 2w u2(1.S ta te K ey L abora tory of B ioreactor E ng ineering ,N a tiona l E ng ineering R esea rch Cen ter f orB iotechnology in S hang ha i ECU S T ,S hang ha i 200237,Ch ina ;2.H unan Y uey ang Z hong x iang K ang shen P ha r m aceu tica l Co .L td .,Y uey ang 414000,Ch ina )Abstract :T he m etabo lic featu re of the early p eri od ferm en tati on p rocess of eryth rom ycin w ere studied .M on ito ring of som e on line p aram eters ,such as oxygew up take rate (OU R ),carbon di ox ide ex it rate (CER ),resp irato ry quo tien t (RQ ),w h ich are characteristics of m acro 2m etabo lic flux ,is the basis of the op ti m izati on of b i op rocess .T he stringen t gluco se feeding strategies in the early p hase w as adop ted and the p roductivity of eryth rom ycin w as raised to 6000u mL from 4500u mL .Key words :eryth rom ycin ;ferm en tati on ;oxygen up take rate ;resp irato ry quo tien t ;p aram eter co rrela 2ti on analysis 近年来,由于红霉素的衍生物如克拉霉素、阿齐霉素等半合成药物在疗效和作用上的不断发现,市场上对红霉素原料的需求大大增加,所以国内外有关红霉素生物合成研究的文献较多[1~3],它们对红霉素的代谢调控进行了研究,有的研究已涉及生物合成基因簇水平[4~5]。
赤霉酸发酵通气量优化的初步研究
赤霉酸是通过一种黑曲霉发酵培养代谢得到的一类次级代谢产物,被分离、鉴定和命名的一共有116种。
其中在农业中应用最广泛的就是GA3(注:本文所写赤霉酸就是指GA3),在我国农业生产中发挥着巨大的作用。
赤霉酸具有非常高的植物调节活性,对各种农作物的生长和发育都有很明显的调节作用。
在北方,赤霉酸主要应用于葡萄、红枣、山楂、油桃等经济作物上,在花期喷洒一定浓度赤霉酸溶液可以有效提高果树的坐果率,促进果实生长发育,果树产量提高20%~30%左右。
在南方,赤霉酸主要应用于杂交水稻制种上,调节水稻父母本在同一时间开花,使母本授粉率大幅提高,进一步提高了杂交水稻种子的产量,降低了种子的生产成本,为农民减轻了负担。
发酵过程中,由于是好氧发酵培养,菌体的生长和代谢需要一定量的氧气,这个时候发酵培养液中溶解氧的多少直接影响了菌体的代谢和生长。
生产的不同阶段,菌体的生长和代谢在不同时间具有非常明显的差异,对氧气的需求量也有着很大不同。
其中影响溶解氧的因素很多,包括通气量、搅拌转速、温度、压力等。
本文仅通过对发酵生产过程溶氧的测定,初步确定了赤霉酸发酵过程分阶段控制的较适无菌空气通气量,在生产过程中应用后有效节约了大量无菌空气的输出,减少了电能的消耗。
1材料和方法
1.1试验设备
60m3通用式发酵罐。
外盘管加六组内蛇管换热器,搅拌底层为六平叶涡轮搅拌,上三层为四宽叶叶轮浆搅拌。
转速160r/min,功率155kW,电流140A。
孔板流量计,溶氧电极。
1.2发酵培养
种子液经过二级发酵扩大培养好接入60m3发酵罐进行发酵培养。
接后体积控制在45m3,培养温度28℃,搅拌转速160r/min,罐压0.025MPa~0.03MPa,通气量按对照42m3/min进行试验考查溶解氧的变化情况。
温度、DO值由微机在线收集。
1.3分析测试方法
溶氧:通过溶氧电极由计算机在线收集检测
通气量:通过孔板流量计由计算机在线收集检测。
2结果与分析
2.1发酵过程中DO变化规律
赤霉素发酵过程分3个阶段:
前期:菌体的对数生长期,菌体大量繁殖。
中期:菌体繁殖和衰亡保持平衡,合成大量赤霉素。
后期:菌体代谢减慢直至大量衰亡,合成赤霉素逐步减少。
根据发酵培养条件进行发酵培养,收集过程中DO值如下:
接种后,随着菌丝的不断生长繁殖,DO值逐渐下降,在80h左右达到最低值15%的最低点,然后逐渐缓慢回升。
在每次补料和补糖时出现一个较低谷;
由图1可以看出,发酵过程中DO变化如以下特点:
1)0h~20h,因菌丝总量较少,呼吸强度低,DO仍在70%以上的相对较高水平;
2)20h~40h,菌丝进一步繁殖并接近基本浓度,菌体代谢旺盛,且此期间第一次补料,DO急速下降到50%左右;
3)40h~120h,菌体达到并维持基本浓度,代谢旺盛,DO处在发酵全程最低段;
4)120h~放罐前12h,代谢有所减弱,DO逐渐升高到80%以上;
5)放罐前,菌丝镜检变细变短,染色后着色浅,效价增长减缓,菌浓有所下降。
2.2 发酵过程中最适DO浓度及通气量的选择
由于发酵过程中搅拌转速是恒定的,所以DO的变化主要与通气量有关。
根据DO变化曲线,我们选择将最低DO控制从上表可以看出:将DO控制在30%以上时,放罐效价略低,但发酵总亿和发酵指数略有提高。
综合经济效益考虑,流量分阶段控制标准如下:
经过30罐披发酵验证和综合设计,在放罐效价相当(99%)的情况下,放罐体积较对照增加约1.9m3,有效提高了设备的装料系数,大大节约了电力消耗。
3结论
赤霉素发酵过程中,无菌空气的输入需要大量的电能,电力成本约占发酵生产成本的30%~40%。
本研究通过对通气量和溶解氧的分析,在不影响整个发酵生产效率的前提下,根据微生物发酵的特点,通过调节发酵不同阶段通气量的大小,满足菌体生长代谢对氧气的基本需求。
制定了上述的通气量优化方案,在近二年的对照生产中,我们制定的这套通气量方案,在实际生产中,赤霉酸的产能没有出现明显的下降。
相反,由于整个发酵过程中总的通气量的降低,用于输送无菌空气的空压机的使用次数和强度有着明显的下降,有效节约了大量的电能,发酵成本得到近一步的控制,每年给企业带来了不小的经济效益。
但影响溶解氧的因素非常复杂,本文仅对通气量进行了考察,其它如搅拌功率、基质浓度、温度、pH值等的影响尚待进一步探讨。