国家自然科学基金(31301408)
- 作品数：13 被引量：15H指数：2
- 相关作者：高敏杰詹晓北丁健张许高鹏更多>>
- 相关机构：江南大学江苏艾津农化有限责任公司上海市农业科学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：轻工技术与工程化学工程生物学文化科学更多>>
- 基于差分进化算法的酵母培养在线自适应控制被引量：2
- 2016年
- 酵母培养中,若碳源添加不足则会抑制菌体生长,无法达到高密度;若碳源添加过量则会引起副产物乙醇的积累,导致细胞受到毒害,并降低碳源的利用效率。为解决这一矛盾,提出了一种基于差分进化算法(differential evlolution algorithm,DE)的在线自适应底物流加策略(DE-PID)并将其用于酿酒酵母和毕赤酵母的培养过程。在酿酒酵母培养中,利用DE-PID策略对呼吸商实施定值控制,培养34 h后的细胞密度达到52.5 g-DCW/L,比传统底物流加策略(DO-Stat)下的相应值提高91%。在毕赤酵母培养过程中,采用DE-PID策略分别对溶解氧浓度(DO)和乙醇浓度实施定值控制。在这两个批次中,DO均能够被控制在稳定水平,乙醇浓度均被控制于2g/L以下,培养34 h后的细胞密度分别达到112.25和113.25 g-DCW/L。
- 丁健刘登峰张许杜俊高敏杰
- 关键词：差分进化算法自适应控制酿酒酵母毕赤酵母
- 高果糖浆废液杂糖组分分析及其作为毕赤酵母发酵碳源的资源化利用被引量：2
- 2020年
- 废杂糖的资源化利用是高果糖浆生产行业迫切需要解决的问题。该研究首先通过高效液相、质谱和红外光谱分析,确定了杂糖成分为葡萄糖、果糖和聚合度为2~16的线性葡聚糖,包括葡萄糖480 g/L,果糖92 g/L,麦芽糖103.6 g/L,麦芽三糖36.8 g/L,总糖含量802.3 g/L。进一步使用2种常用的毕赤酵母宿主(P AOX1型毕赤酵母、P GAP型毕赤酵母)利用杂糖发酵生产内切β-1,3葡聚糖酶并与标准碳源(甘油和葡萄糖)作对比。结果表明,对于P AOX1型毕赤酵母,杂糖做碳源时细胞密度和酶活性与甘油相比均有所下降,最大生物量分别为59.1和82.0 g/L,最高酶活性分别为157.29和199.2 U/mL。对于P GAP型毕赤酵母,杂糖与葡萄糖的发酵效果相当,说明杂糖可以作为P GAP型毕赤酵母生产内切β-1,3葡聚糖酶的优质替代性碳源。
- 刘丽萍王力詹晓北朱莉郑志永高敏杰
- 关键词：高果糖浆毕赤酵母碳源
- 基于支持向量机和模糊推理的毕赤酵母发酵过程故障诊断被引量：1
- 2014年
- 利用甲醇营养型毕赤酵母发酵生产外源蛋白过程中,诱导期培养基中甲醇浓度波动严重影响发酵过程的稳定性。为此提出了基于智能型模式识别的发酵故障诊断系统。在某一时间窗口内,利用支持向量机分类器对可在线测量的过程参数(发酵时间、搅拌转速、甲醇流加速率、O2消耗速率OUR、CO2释放速率CER)进行状态分类,并结合模糊推理技术将发酵状态划分成甲醇浓度"适中"、"过量"、"匮乏"的3种模式,构建智能型的故障诊断系统。在甲醇浓度不当的情况下,该系统均能准确地判别出故障类型。通过补加甲醇或甘油,可以对"错误"发酵批次进行补救。
- 高敏杰丁健张许高鹏
- 关键词：毕赤酵母支持向量机模糊推理
- 土壤杆菌-毕赤酵母耦合培养直接生产热凝胶低聚糖被引量：4
- 2019年
- 为提高热凝胶低聚糖生产效率,构建了土壤杆菌-毕赤酵母耦合培养体系,其中土壤杆菌代谢产物热凝胶可被毕赤酵母分泌的内切-β-1,3-葡聚糖酶利用直接生产热凝胶低聚糖。用基于不同启动子(AOX1,GAP,FLD)调控的毕赤酵母重组菌株分泌表达内切-β-1,3-葡聚糖酶BGN13.1a,验证其均能有效水解热凝胶得到热凝胶低聚糖。在此基础上,选取GAP启动子调控的毕赤酵母工程菌与土壤杆菌耦合培养,通过设计两种物种之间的共生关系实现稳定共培养并生产聚合度为17~22的热凝胶低聚糖,产量为4.278 g/L。
- 李菲菲金树霞朱莉詹晓北赵玥刘丽萍高敏杰
- 关键词：土壤杆菌毕赤酵母
- 基于差分进化算法的酿酒酵母分批补料培养在线自适应控制被引量：1
- 2016年
- 酿酒酵母分批补料培养中,葡萄糖添加过量会导致乙醇大量积累,破坏细胞结构及功能,降低葡萄糖利用效率;葡萄糖添加不足会限制细胞生长。为解决这一矛盾,提出了一种基于差分进化算法的在线自适应控制策略,并利用计算机仿真方法对该策略、传统的间歇流加、分段恒速流加及PID控制策略的控制性能进行了研究和比较。结果表明,在该控制策略下,发酵液中的乙醇浓度能够被稳定地控制在1g/L的低水平,而细胞浓度却达到34.45g/L的高水平,比采用间歇流加、分段恒速流加及PID控制策略的批次分别提高了243%、18%和29%。由此可知,该自适应控制策略能够将葡萄糖流加速率控制在适宜水平,避免乙醇过量积累的同时保证细胞的快速增殖。
- 张许丁健高鹏高敏杰贾禄强涂庭勇史仲平
- 关键词：酿酒酵母差分进化算法系统辨识自适应控制
- 基因突变提高毕赤酵母表达内切β-1,3-葡聚糖酶活性
- 2021年
- 为构建一株高效表达内切β-1,3-葡聚糖酶的毕赤酵母菌株,并用于水解热凝胶生产β-1,3-葡寡糖。作者首先对哈茨木霉来源内切β-1,3-葡聚糖酶基因进行随机突变,并构建BGN13.1a突变库;然后采用高通量技术及刚果红平板筛选高表达菌株;最后采用TLC薄层色谱和MALDI-TOF MS分析热凝胶水解产物,并分析了酶学性质。结果表明,本研究成功筛选得到毕赤酵母突变株K827,酶活较初始菌株提高了25%;其水解产物聚合度为2~10,且寡糖产量为1.492 g/L;其最适pH与最适温度分别为5.5和50℃;相较亲本酶,突变株K827的pH稳定性与温度稳定性都有明显提高。本研究为内切β-1,3-葡聚糖酶的工业化生产及应用提供依据。
- 金树霞王力朱莉李菲菲刘丽萍詹晓北郑志永高敏杰
- 关键词：毕赤酵母易错PCR酶学性质
- 乙醇胁迫抑制毕赤酵母表达外源蛋白的转录组学分析
- 2016年
- 在5 L发酵罐中进行毕赤酵母发酵表达猪?干扰素的实验,发现甘油培养末期乙醇的积累会抑制外源蛋白的表达。从转录组学角度系统分析不同浓度乙醇胁迫条件下,毕赤酵母甘油培养期和甲醇诱导期细胞的生理状态变化。研究结果表明,在甘油培养期,乙醇胁迫使得毕赤酵母细胞中的545个基因发生了显著差异表达(265个基因表达上调,280个基因表达下调),这些差异表达基因的功能主要涉及蛋白质合成、能量代谢、细胞周期和过氧化物酶代谢。乙醇胁迫增加了蛋白质错误折叠的情况,降低了核糖体和线粒体的结构完整性,使得甘油培养末期无法得到大量具有健全功能的酵母细胞。在甲醇诱导期,与甲醇代谢、蛋白质加工合成、氨基酸代谢等途径相关的294个基因发生了显著差异表达(171个基因表达上调,123个基因表达下调),导致内质网胁迫不能被及时解除,破坏了细胞内的氨基酸正常代谢。
- 高鹏丁健张许赵玥张猛高敏杰吴剑荣詹晓北
- 关键词：毕赤酵母外源蛋白转录组学
- 一株耐受低pH、高浓度硒菌株的筛选鉴定及两阶段pH调控高效除硒的研究被引量：2
- 2017年
- 通过酸性含硒平板和摇瓶筛选出一株对低pH、高浓度硒有很好耐受性的菌株Y1,通过菌落形态特征分析和26S rDNA测序,鉴定该菌株为Pichia kudriavzevii,多抗性实验结果显示该菌是一株多重耐受性毕赤酵母。通过摇瓶实验研究了温度、接种量、摇床转速、pH对菌株除硒性能的影响,结果显示当温度为25℃,接种量为12%(v/v),摇床转速为250 r/min,pH为3.0时,菌株对硒的去除率最高为58.3%。基于不同pH发酵过程中菌体生物量及富硒量的不同表现:pH 3.0时生物量最高,pH 5.0时富硒量最高,提出两阶段pH调控策略:发酵0 h^14 h将pH控制在3.0,14 h^28 h将pH控制在5.0,最终除硒率可达78.6%,分别比pH恒定在3.0及5.0条件下提高了15.4%和21.7%。
- 陈纪龙朱莉高敏杰詹晓北黄艳艳
- 关键词：耐酸
- 面向新技术和发酵工程应用的生化工程课程教学探索
- 2014年
- 生化工程课程是生物工程专业和生物技术专业的必修课程。随着生物技术和计算机技术的迅猛发展,我们在课程的教授过程中,结合教学团队自身在发酵工程相关领域的研究成果,课堂上除了讲授生化工程的基础理论外,重点讲授了智能工程和计算机技术在生化过程控制和反应器设计与放大中的应用。
- 高敏杰高鹏
- 关键词：生化工程生物技术过程控制
- 重组毕赤酵母生产外源蛋白的过程控制与生理分析的研究进展被引量：4
- 2014年
- 毕赤酵母是近年来应用广泛、极受青睐的一种外源蛋白表达系统。除了构建高效、稳定的毕赤酵母生产菌株外,研究不同发酵控制条件下,细胞的生理和代谢状态变化,为毕赤酵母细胞提供最优的生长和环境条件并综合考虑发酵成本是成功实现外源蛋白规模化、商业化生产的保障。本文从培养基组分、外界环境条件、细胞比生长速率、生长期甘油流加策略和诱导期甲醇流加策略等方面阐述了发酵过程对外源蛋白表达的影响,并进一步从细胞生理和代谢层面深入讨论了不同发酵过程控制条件的影响机制。
- 高敏杰张许高鹏史仲平
- 关键词：毕赤酵母过程控制蛋白分泌
