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发酵过程多水平问题及其生物反应器装置技术研究——基于过程参数相关的发酵过程优化与放大技术 被引量:46
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作者 张嗣良 《中国工程科学》 2001年第8期37-45,共9页
回顾了发酵过程优化与放大所依据的基本思想和方法 ,认为采用以动力学为基础的最佳工艺控制点为依据的静态操作方法 ,实质上只是化学工程宏观动力学概念在发酵工程上的延伸 ,往往忽视细胞代谢流的存在。以细胞代谢流的分析与控制为核心... 回顾了发酵过程优化与放大所依据的基本思想和方法 ,认为采用以动力学为基础的最佳工艺控制点为依据的静态操作方法 ,实质上只是化学工程宏观动力学概念在发酵工程上的延伸 ,往往忽视细胞代谢流的存在。以细胞代谢流的分析与控制为核心的生物反应工程学的观点 ,通过实验研究 ,提出了基于参数相关的发酵过程多水平问题研究的优化技术和发酵过程多参数调整的放大技术。随着过程传感技术和计算机技术的发展 ,设计了一种定型为FUS 5 0L (A)的新概念生物反应器。这种新型生物反应器是以物料流检测为手段 ,过程优化与放大为目标 ,成功地应用在青霉素、红霉素、金霉素、肌苷、鸟苷发酵和Pichia酵母表达系统的基因工程人血清白蛋白 (rh SA)、疟疾疫苗等高密度高表达培养 ,大幅度提高发酵水平 ,并直接放大到几百升 ,甚至 10 0m3 展开更多
关键词 生物反应器 发酵 放大 过程优化 细胞培养
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发酵工程研究与技术进步 被引量:3
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作者 张嗣良 王泽建 《生物产业技术》 2014年第2期9-19,共11页
发酵工程是利用微生物进行大规模生产的工程技术,属于微生物学与工程学相结合的以产品生产为导向的一门应用技术领域。因此,如果要深入研究发酵过程原理实现发酵工程优化与放大,必须有深入的生物学和工程学研究基础。重点阐述发酵工... 发酵工程是利用微生物进行大规模生产的工程技术,属于微生物学与工程学相结合的以产品生产为导向的一门应用技术领域。因此,如果要深入研究发酵过程原理实现发酵工程优化与放大,必须有深入的生物学和工程学研究基础。重点阐述发酵工程的基础理论研究及其技术进步,并探讨其对产业应用的重大影响。 展开更多
关键词 发酵工程 技术进步 微生物学 基础理论 大规模生产 工程技术 产品生产 工程优化
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必特螺旋霉素基因工程菌发酵参数的研究 被引量:8
3
作者 戴剑漉 王永红 +6 位作者 刘玉伟 肖慈英 佟祖佲 储炬 张嗣良 律光耀 王以光 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期324-327,共4页
曾利用同源重组技术构建了稳定的必特螺旋霉素基因工程菌。本研究在30L全自动发酵罐从菌体生长,糖、氮源利用及发酵效价增长情况考察了必特螺旋霉素基因工程菌的发酵过程,研究了发酵过程摄氧率(OUR)、二氧化碳释放率(CER)、溶解氧(DO)... 曾利用同源重组技术构建了稳定的必特螺旋霉素基因工程菌。本研究在30L全自动发酵罐从菌体生长,糖、氮源利用及发酵效价增长情况考察了必特螺旋霉素基因工程菌的发酵过程,研究了发酵过程摄氧率(OUR)、二氧化碳释放率(CER)、溶解氧(DO)等在线参数的变化,着重研究了不同溶氧水平对必特螺旋霉素发酵的影响。结果表明溶氧水平尤其是发酵前期溶氧水平对必特螺旋霉素发酵影响至关重要,前期临界氧浓度应控制在25%左右。本研究为必特螺旋霉素发酵放大工艺研究提供了依据。 展开更多
关键词 必特螺旋霉索 溶氧 参数检测
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中心组合设计优化必特螺旋霉素合成培养基 被引量:9
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作者 付启伟 王永红 +2 位作者 庄英萍 储炬 张嗣良 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2005年第9期521-526,共6页
将克隆自卡波霉素产生菌的4"-O-异戊酰基转移酶基因整合到螺旋霉素产生菌S trep tomy ces sp iramy ceticus F-21的染色体上,构建成一株稳定的生物工程菌W SJ-1-195,它产生的一组以4"-O-异戊酰螺旋霉素为主要成分的多组分基... 将克隆自卡波霉素产生菌的4"-O-异戊酰基转移酶基因整合到螺旋霉素产生菌S trep tomy ces sp iramy ceticus F-21的染色体上,构建成一株稳定的生物工程菌W SJ-1-195,它产生的一组以4"-O-异戊酰螺旋霉素为主要成分的多组分基因工程新型抗生素命名为必特螺旋霉素。针对目前没有适合必特螺旋霉素产生菌的合成培养基,所以本文顺序通过部分因子析因设计法、最速上升实验、中心组合实验,并利用统计学软件SA S V 8对实验数据进行分析,确定了必特螺旋霉素合成培养基的组成,为以后对必特螺旋霉素生理生化特性的研究提供基础。经过优化后必特螺旋霉素的发酵效价从173μg/m l提高到1880μg/m l。 展开更多
关键词 必特螺旋霉素 部分因子析因设计 中心组合 SAS V8
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搅拌对顶头孢霉丝形态和头孢菌素C生物合成的影响 被引量:2
5
作者 冀志霞 万平 +4 位作者 储炬 庄英萍 张嗣良 罗家立 白骅 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2005年第7期392-395,403,共5页
搅拌能充分混合物料,增强氧的传递,但搅拌强度过强会影响工业生产菌的菌丝形态和产物生成。在头孢菌素C的发酵生产过程中,菌丝形态与产素的关系密切,通过采用显微图像定量分析技术,计算菌丝总长度和菌丝平均生长单位,表明过高的搅拌速... 搅拌能充分混合物料,增强氧的传递,但搅拌强度过强会影响工业生产菌的菌丝形态和产物生成。在头孢菌素C的发酵生产过程中,菌丝形态与产素的关系密切,通过采用显微图像定量分析技术,计算菌丝总长度和菌丝平均生长单位,表明过高的搅拌速度会打断菌丝,造成机械损伤,明显降低产率。更换80m3生产罐搅拌桨之后,降低了剪切作用,大罐的发酵效价提高了33.3%,达到22926.8μg/m l。 展开更多
关键词 搅拌强度 菌形 头孢菌素C 产率
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金色链霉菌培养条件优化研究 被引量:1
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作者 扶教龙 张明 +2 位作者 樊涛 储炬 张嗣良 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期43-46,共4页
金色链霉菌摇瓶培养适宜的接种量为3.2%、接种时间为25h、温度在28°C左右。4g/L的硫酸铵和0.043g/L无机磷有利于产物金霉素(CTC)合成。酵母膏的加入对CTC的合成有一定促进作用,以3g/L的效果较好。在50L发酵罐中,较低浓度的无机磷对... 金色链霉菌摇瓶培养适宜的接种量为3.2%、接种时间为25h、温度在28°C左右。4g/L的硫酸铵和0.043g/L无机磷有利于产物金霉素(CTC)合成。酵母膏的加入对CTC的合成有一定促进作用,以3g/L的效果较好。在50L发酵罐中,较低浓度的无机磷对CTC发酵有利;酵母膏的加入量以4.2g/L最佳,产物效价比酵母膏加入量为2.8g/L和5.6g/L时高3.1%和9.7%,优化发酵过程的CTC产率提高了18%。 展开更多
关键词 金色链霉菌 金霉素 发酵 优化 培养条件
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南昌链霉菌生物合成梅岭霉素种子制备优化 被引量:1
7
作者 陈斌 庄英萍 +2 位作者 郭美锦 储炬 张嗣良 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第11期641-644,共4页
以参数相关理论为指导,优化南昌链霉菌生物合成梅岭霉素种子制备工艺。结果表明,培养20~35h后,pH7.30~7.50,总糖<0.35%,pmv>10%,溶磷<100μg/ml,菌丝分化启动有利于提高梅岭霉素的发酵效价。
关键词 梅岭霉素 种子 优化 参数相关
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添加异戊酸对必特螺旋霉素生物合成的影响 被引量:1
8
作者 习兵霞 王永红 +2 位作者 黄明志 储炬 张嗣良 《华东理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期779-783,共5页
为了进一步提高多组分必特螺旋霉素中异戊酰螺旋霉素Ⅲ和总异戊酰螺旋霉素的含量,本文通过外源添加浓度为0.5 g/L的异戊酸使异戊酰螺旋霉素Ⅲ和总异戊酰螺旋霉素的含量分别比对照提高了38.32%和31%。通过测定必特螺旋霉素发酵过程中糖... 为了进一步提高多组分必特螺旋霉素中异戊酰螺旋霉素Ⅲ和总异戊酰螺旋霉素的含量,本文通过外源添加浓度为0.5 g/L的异戊酸使异戊酰螺旋霉素Ⅲ和总异戊酰螺旋霉素的含量分别比对照提高了38.32%和31%。通过测定必特螺旋霉素发酵过程中糖耗、有机酸、亮氨酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、己糖激酶等中间代谢产物的相关数据,探讨了异戊酸调控必特螺旋霉素组分和效价的机理。 展开更多
关键词 异戊酸 必特螺旋霉素 效价 发酵
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利用具有pH检测控制和补料功能的新型摇床研究利福霉素SV种子培养
9
作者 杜吉泉 王军峰 +3 位作者 储炬 王永红 庄英萍 张嗣良 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第8期462-465,487,共5页
本文利用具有pH检测控制与补料功能的新型摇床,得到了利福霉素SV种子的最适接种量范围为6%~8%(V/V)及最适移种时间为对数生长期末期(判断标准为pH到达第二个低谷),并建立了预测菌体浓度的数学模型。检验证明此模型能够较准确地预测利... 本文利用具有pH检测控制与补料功能的新型摇床,得到了利福霉素SV种子的最适接种量范围为6%~8%(V/V)及最适移种时间为对数生长期末期(判断标准为pH到达第二个低谷),并建立了预测菌体浓度的数学模型。检验证明此模型能够较准确地预测利福霉素SV产生菌在对数生长期及移种时(对数生长期末期)的菌浓,并可用于预测在一定接种量下达到预定菌浓所需的培养时间。本模型在适宜的接种量范围内准确度较高,但随接种量的偏离程度的增加准确度有所减小;另外本模型只在培养基成份、培养环境等条件不变时适用,否则模型参数需重新估计。 展开更多
关键词 pH检测控制 利福霉素SV 培养过程优化 菌浓预测 数学模型
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生物质燃料 被引量:13
10
作者 叶新皞 王永红 +3 位作者 储矩 郭美锦 庄英萍 张嗣良 《生物学杂志》 CAS CSCD 2004年第2期14-17,44,共5页
石化资源的溃乏以及其飚升的价格使得今天生物能源的研究越来越受到关注。从传统的生物供能方式———燃烧开始,介绍发酵制气、生物电池等最新的生物供能方式,以求对生物燃料作一较为详细的介绍,并对其应用前景进行展望。
关键词 生物质燃料 生物质 燃烧 生物转化 生物电池
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中心组合优化重组毕赤酵母生产S-腺苷甲硫氨酸用发酵培养基 被引量:7
11
作者 朱闪 储炬 +3 位作者 胡晓清 庄英萍 张嗣良 袁中一 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期181-185,共5页
利用统计学实验设计方法优化了重组毕赤酵母生产S-腺苷甲硫氨酸(sAM)的发酵培养基。采用中心组合设计和响应面分析对诱导相培养基中硫酸铵、甲醇和L-甲硫氨酸三个关键因素的浓度进行了优化,使SAM在全合成培养基上的摇瓶产量提高了60... 利用统计学实验设计方法优化了重组毕赤酵母生产S-腺苷甲硫氨酸(sAM)的发酵培养基。采用中心组合设计和响应面分析对诱导相培养基中硫酸铵、甲醇和L-甲硫氨酸三个关键因素的浓度进行了优化,使SAM在全合成培养基上的摇瓶产量提高了60%,达到1.9g/L,并考察了胞内SAM合成酶活性的变化与SAM积累的相关性。 展开更多
关键词 响应面分析 S-腺苷甲硫氨酸 培养基优化 重组毕赤酵母 SAM合成酶
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龟裂链霉菌工业菌中zwf1基因的阻断对土霉素生物合成影响 被引量:3
12
作者 郑子静 于岚 +3 位作者 唐振宇 郭元昕 肖慈英 郭美锦 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期35-38,69,共5页
目的运用代谢工程手段对龟裂链霉菌工业菌(Industrial Streptomyces rimosus,SRI)进行基因改造,提高土霉素(oxytetracycline,OTC)产量。方法利用pKC1139质粒阻断SRI基因组中葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase)编... 目的运用代谢工程手段对龟裂链霉菌工业菌(Industrial Streptomyces rimosus,SRI)进行基因改造,提高土霉素(oxytetracycline,OTC)产量。方法利用pKC1139质粒阻断SRI基因组中葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase)编码基因zwf1。结果筛选得到一株OTC高产突变株,将突变株与原始菌株进行发酵,发现OTC产量比原始菌株提高了36.2%。结论 SRI基因组中zwf1基因的缺失使细胞合成土霉素的能力增强;龟裂链霉菌中初级代谢关键基因调控会影响次级代谢。 展开更多
关键词 龟裂链霉菌工业菌 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 基因阻断 土霉素生物合成
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利用均匀实验优化利福霉素SV发酵培养基氮源配比 被引量:3
13
作者 蒋毅 储炬 +2 位作者 庄英萍 王永红 张嗣良 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期260-263,共4页
应用均匀设计的方法对利福霉素SV发酵培养基中的氮源配比进行优化。研究了氮源中各成分对发酵效价的影响,确定各成分的最佳配比并用实验验证,使摇瓶发酵效价提高了10%以上,并对利福霉素SV产生菌在新、老培养基中的代谢特性进行了比较。
关键词 利福霉素SV 氮源 均匀设计 统计分析
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脱氮假单胞杆菌产维生素B_(12)分批补料发酵动力学研究 被引量:1
14
作者 刘东洪 李昆太 +3 位作者 王永红 储炬 张嗣良 庄英萍 《化学与生物工程》 CAS 2008年第5期43-45,共3页
以脱氮假单胞杆菌(Pseudomonas denitrificans)为供试菌株,对维生素B12分批补料发酵动力学模型进行研究。建立了该菌株发酵合成维生素B12的菌体生长、产物合成和总糖消耗的动力学模型,并通过Origin7.5软件对模型参数进行了非线性拟合。... 以脱氮假单胞杆菌(Pseudomonas denitrificans)为供试菌株,对维生素B12分批补料发酵动力学模型进行研究。建立了该菌株发酵合成维生素B12的菌体生长、产物合成和总糖消耗的动力学模型,并通过Origin7.5软件对模型参数进行了非线性拟合。结果发现,预测值与实验值有良好的拟合性,说明所建模型能较好地反映维生素B12分批补料发酵过程。 展开更多
关键词 脱氮假单胞杆菌 维生素B12 分批补料发酵 动力学模型
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响应面法优化红霉素发酵培养基 被引量:19
15
作者 应惟娲 郝玉有 +2 位作者 储炬 王永红 庄英萍 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期272-276,共5页
采用响应面法对红色糖多孢菌产红霉素发酵培养基进行优化。用Minimum Run Equireolicated Res IV设计对初始发酵培养基添加的6个影响因素的效应进行评价,选择有显著影响的4个因素,即硫酸镁、甜菜碱、硫酸铜和氯化钴。再用最陡爬坡实验... 采用响应面法对红色糖多孢菌产红霉素发酵培养基进行优化。用Minimum Run Equireolicated Res IV设计对初始发酵培养基添加的6个影响因素的效应进行评价,选择有显著影响的4个因素,即硫酸镁、甜菜碱、硫酸铜和氯化钴。再用最陡爬坡实验为中心组合实验确定最大响应区间,最后经过响应面分析得到最优化结果,硫酸镁0.106%(w/v),甜菜碱0.0185%(w/v),硫酸铜0.106mmol/L,氯化钴0.0003%(w/v)。优化后红霉素生物效价比优化前提高了30%。 展开更多
关键词 红色糖多孢菌 响应面法 优化 发酵培养基
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维生素对乳酸菌细胞活性和代谢途径相关酶活性的影响 被引量:10
16
作者 邱伙琴 徐国谦 +2 位作者 庄英萍 储炬 张嗣良 《华东理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期330-335,共6页
研究了拟干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)发酵生产乳酸过程中,添加维生素对菌体生长、细胞活性、产酸,以及在碳流代谢中与乳酸生物合成密切相关的4种酶[乳酸脱氢酶(LDH)、磷酸果糖激酶(PFK)、丙酮酸脱氢酶(PDC)和丙酮酸羧化酶(PC)... 研究了拟干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)发酵生产乳酸过程中,添加维生素对菌体生长、细胞活性、产酸,以及在碳流代谢中与乳酸生物合成密切相关的4种酶[乳酸脱氢酶(LDH)、磷酸果糖激酶(PFK)、丙酮酸脱氢酶(PDC)和丙酮酸羧化酶(PC)]活性的影响。结果显示:维生素添加促进了菌体生长,使乳酸产量提高了42.47%;同时降低了发酵过程中菌体的死亡率,降低的最大幅度可达53.46%;PFK和LDH的活性比对照有提高,最大幅度达62.30%和126.65%,PDC的活性在发酵中期也有一定的提高,但PC的活性变化很小。实验结果表明:组合维生素的添加可以提高乳酸菌的活性,同时使代谢通量有利于乳酸生成。 展开更多
关键词 L.paracasei L-乳酸 维生素 酶活性
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剪切环境对南昌链霉菌形态和代谢的影响 被引量:4
17
作者 颜日明 郑华淦 +3 位作者 庄英萍 郭美锦 储炬 张嗣良 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第9期521-525,共5页
通过在摇瓶和发酵罐上考察不同剪切环境对南昌链霉菌的代谢过程和菌丝形态的影响 ,并对某些菌丝形态参数进行了定量分析 ,发现南昌链霉菌对剪切的敏感性。在此基础上通过改变发酵罐上搅拌桨叶类型促进了前期菌体生长 ,并使最终发酵效价... 通过在摇瓶和发酵罐上考察不同剪切环境对南昌链霉菌的代谢过程和菌丝形态的影响 ,并对某些菌丝形态参数进行了定量分析 ,发现南昌链霉菌对剪切的敏感性。在此基础上通过改变发酵罐上搅拌桨叶类型促进了前期菌体生长 ,并使最终发酵效价提高了 5 展开更多
关键词 南昌链霉菌 梅岭霉素 剪切环境 菌丝形态 生长代谢
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灰黄霉素发酵液的流变特性 被引量:3
18
作者 杭海峰 夏建业 +4 位作者 郭美锦 储炬 庄英萍 唐寅 张嗣良 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期I0002-I0004,共3页
通过测定灰黄霉素发酵液的黏度和剪应力,研究在发酵的不同时间点发酵液流变特性。结果表明在100h左右,发酵液的非牛顿特性最强,流动指数n最小(n=0.368)。对体积氧传递系数KLa和稠度系数K、流动指数n进行了相关性分析,结果表明KLa随着流... 通过测定灰黄霉素发酵液的黏度和剪应力,研究在发酵的不同时间点发酵液流变特性。结果表明在100h左右,发酵液的非牛顿特性最强,流动指数n最小(n=0.368)。对体积氧传递系数KLa和稠度系数K、流动指数n进行了相关性分析,结果表明KLa随着流动指数n减小、稠度系数K增大而减小。同时利用显微图像分析法对灰黄霉素的菌丝形态进行定量研究,建立了菌丝平均长度、菌浓和稠度系数K的关联方程,表明K随着菌丝平均长度和菌浓的增加而增大。 展开更多
关键词 灰黄霉素 发酵液 流变特性 图像分析
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梅岭霉素发酵过程参数相关分析和优化 被引量:3
19
作者 庄英萍 陈斌 +3 位作者 晏秋鸿 储炬 郭美锦 张嗣良 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期1-3,43,共4页
对新型微生物农药梅岭霉素的发酵过程进行研究。通过对发酵过程表征细胞代谢和工程特性的特征参数:氧消耗速率、二氧化碳生成速率、呼吸商、氧传递系数等进行实时在线检测,并利用参数相关分析的方法,对原有工艺不断调整,实现了梅岭霉素... 对新型微生物农药梅岭霉素的发酵过程进行研究。通过对发酵过程表征细胞代谢和工程特性的特征参数:氧消耗速率、二氧化碳生成速率、呼吸商、氧传递系数等进行实时在线检测,并利用参数相关分析的方法,对原有工艺不断调整,实现了梅岭霉素发酵过程的初步优化,使发酵效价从原来的150u/ml提高到520u/ml。 展开更多
关键词 梅岭霉素 参数检测 相关分析 发酵优化
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氨基酸对芽孢杆菌ATCC21616产腺苷的影响 被引量:3
20
作者 高淑红 陈长华 +2 位作者 莫绯 江元翔 张嗣良 《华东理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期336-339,共4页
研究了腺苷合成途径中不同前体氨基酸对芽孢杆菌ATCC21616产腺苷的影响。其中谷氨酸对腺苷合成的促进作用最大,能提高产苷30%以上。谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸也能促进腺苷合成,分别提高16%,14%,10%和6%。进一步研究添加谷氨... 研究了腺苷合成途径中不同前体氨基酸对芽孢杆菌ATCC21616产腺苷的影响。其中谷氨酸对腺苷合成的促进作用最大,能提高产苷30%以上。谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸也能促进腺苷合成,分别提高16%,14%,10%和6%。进一步研究添加谷氨酸后发酵液中NH4+浓度、有机酸浓度和胞内NAD+浓度的变化,发现添加谷氨酸能提供稳定的NH4+供应,并提供重要的代谢中间物α-酮戊二酸。同时,发酵液中乙酸和丙酮酸的浓度比对照低,胞内NAD+浓度较高,糖酵解生成的丙酮酸能顺利地进入TCA循环,从而能为菌体和腺苷合成提供充足的能量和前体,促进腺苷的合成。 展开更多
关键词 腺苷 发酵 芽孢杆菌 氨基酸
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