γ-聚谷氨酸的絮凝活性研究

利用枯草芽孢杆菌通过发酵生产得到γ-聚谷氨酸,再经过提取纯化得到纯品。γ-聚谷氨酸作为一种新型的微生物絮凝剂,具有用量少、无污染等优点。通过研究表明,最佳絮凝介质为1 g/L的高岭土溶液,γ-聚谷氨酸的浓度为0.2 g/L时絮凝活性最好,最佳絮凝条件为自然pH值和室温,最佳的助凝离子是Cu2＋,当Cu2＋的浓度为0.2 mol/L时助凝效果最好,此外γ-PGA比聚丙烯酰胺具有更好的絮凝活性,对花园土的絮凝率能达到32.1%。     

聚谷氨酸对油条特性与品质的影响

将聚谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,γ-PGA)添加到普通面粉中制作油条,测定油条的膨胀率、含水量、失水率、吸油率,利用感官和质构仪相结合的方法评价油条品质,在普通显微镜下观察油条内部结构,考察γ-PGA对油条品质的影响。结果表明:在面粉中添加γ-PGA可以增大油条的膨胀率,在γ-PGA添加量为0.5%时达到最大;随着γ-PGA添加量的增加,吸油率先降低后升高,失水率先减少后增大,两者呈现正相关关系;感官和质构仪评价结果显示在γ-PGA添加量为0.25%~0.75%时油条硬度减小、弹性增加、咀嚼性减小,口感更佳;显微观察发现γ-PGA添加量为0.08%~0.5%时,油条内部气泡增多且大小相近、结构更均匀。γ-PGA添加可以减少油条的吸油率且能提高其感官特性。     

γ-聚谷氨酸对蒙脱土的插层研究

以γ-聚谷氨酸（γ-PGA）和蒙脱土（MMT）为原料,采用溶液插层法制备γ-PGA/MMT复合材料.研究了γ-PGA分子量、插层时间和插层温度对插层效果的影响,并探讨了γ-PGA在MMT中的形态.实验结果显示,不同分子量的γ-PGA,均能对MMT实现插层;MMT的层间距随着插层时间的延长逐渐增大,在8 h后达到最大,随后略有下降;MMT的层间距随着插层温度的升高逐渐增大,在60℃时达到最大值,温度继续升高则有所下降;γ-PGA分子在MMT的片层间为α-螺旋构象,且呈单分子层排列.     

γ-聚谷氨酸的发酵优化及其对辣椒生长的影响

采用实验室分离的一株高产 γ-聚谷氨酸（γ-PGA）枯草芽孢杆菌发酵生产 γ-聚谷氨酸。利用单因素优化实验选择最佳碳源、氮源及发酵前体，响应面分析法Box-Behnken。实验结果表明最佳发酵培养基配方为蔗糖60.39 g /L、硫酸铵6.00 g /L、谷氨酸钠93.27 g /L，γ-PGA产量达到70.285 g/L。将发酵提纯后获得的产品与尿素混合制备成叶面肥对辣椒进行喷施，辣椒的株高、茎粗、挂果数、果重以及叶绿素含量等显著增加，喷施10 g/L 尿素 + 0.6 g/L γ-PGA增产效果最佳，γ-PGA复合肥料的生物可降解性、环境友好性和保肥增效特性有利于农业的可持续发展。     

交联γ-聚谷氨酸吸附亚甲基蓝的研究

以交联γ-聚谷氨酸（γ-PGA）为吸附剂,亚甲基蓝为吸附质,研究吸附时间、溶液pH值和亚甲基蓝初始浓度对交联γ-PGA吸附量的影响.实验结果显示,交联γ-PGA对亚甲基蓝的吸附量随着吸附时间的延长而增大,在16 h后基本饱和;在碱性条件下,交联γ-PGA对亚甲基蓝的吸附量明显高于在酸性条件下的吸附量;交联γ-PGA的吸附量随着亚甲基蓝溶液初始浓度的增加而增大,最终趋于饱和.同时,吸附机理研究表明,亚甲基蓝在交联γ-PGA中的吸附是Langmuir型,饱和吸附量为0.878mg/mg.     

ARTP诱变选育γ-聚谷氨酸高产菌株快速筛选方法的建立

γ-聚谷氨酸是一种由微生物发酵产生的具有较强保健功能的生物高分子,在食品、医药、化妆品等行业具有广泛的应用.但因筛选方法效率低下,导致其菌株选育效率难以提高.研究筛选出一株高产γ-PGA(γ-聚谷氨酸)菌株并对其进行形态、生化与分子鉴定发现,该菌株为纳豆枯草芽孢杆菌.根据菌株的产物特征,系统分析了酪蛋白板初筛、多孔板复筛和摇瓶复筛,结果发现三者筛选结果基本一致,且多孔板复筛与酪蛋白平板形成的纳豆菌的圈径比具有线性关联.在此基础上,应用ARTP辐照纳豆菌群,并仅用酪蛋白平板法,快速筛选出一株γ-PGA高产菌株,产量较出发菌株提升了22％,且遗传稳定性良好,表明酪蛋白平板透明圈快筛方法有效,大幅压缩了筛选的时间,显著提升了菌株诱变选育的效率.     

微生物絮凝剂产生菌的筛选及絮凝活性研究

用富集-分离-筛选的方法从花园土壤中分离纯化得到两株具有较高絮凝活性的絮凝剂产生菌.通过研究2B菌株在不同培养时间的生长情况、培养液中pH值变化情况及絮凝活性等,从而得出絮凝活性与菌生长量成正相关,且该菌产生的絮凝剂对高岭土悬浊液具有较高的絮凝活性和稳定性.环境因素对絮凝剂产生的影响研究表明,2B菌株产絮凝剂的最佳培养基为查氏培养基;菌产絮凝剂的最佳培养条件:初始pH值为7～9,培养温度30℃,培养时间为72 h,通气量为150 r/min.研究表明,2B菌株所产絮凝剂絮凝高岭土悬浊液的最适宜pH在大于7的偏碱性条件下,Ca2 、Mg2 和Al3 等金属离子对其絮凝具有促进作用,絮凝率可高达94.6%.     

微生物发酵法合成高分子聚合物γ-PGA的研究

以一株γ-聚谷氨酸高产菌枯草芽孢杆菌B-115为实验菌株,分别考察碳源、氮源种类及浓度、前体物添加量、生长因子和发酵条件对γ-聚谷氨酸产率的影响.优化结果显示：碳源是6.5%的玉米糖化液,氮源是0.4%的普通蛋白胨,前体物谷氨酸钠的添加量为4%,生长因子种类及添加量分别为0.15%硫酸镁、0.006%硫酸锰、0.8%磷酸二氢钾、1.0%氯化钠、0.03%氯化钙;发酵条件为初始pH值6.5,接种量2%,装液量50 mL/250 mL1,50 r/min3,7℃培养84 h;γ-聚谷氨酸的产率可从57.85 g/L提高到68.30 g/L.     

聚γ-谷氨酸高产突变株的选育及摇瓶发酵条件

对地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)进行亚硝基胍和^60Co诱变，获得一株)γ-PGA的高产菌株C9．γ-PGA质量浓度由9．44g／L提高到19．76g／L，提高了109％．突变株传代10次，质量浓度保持基本稳定．通过正交试验和单因素试验对发酵培养基及发酵条件进行了优化．当发酵培养基中含柠檬酸12g／L、甘油80g／L、L-谷氨酸23g／L、氯化铵7g／L，pH7．0，装液量为50mL／250mL三角瓶。接种体积分数为5％时。37℃摇瓶发酵72h。γ-PGA达到23．32g／L。     

微生物絮凝剂产生菌的筛选

以活性污泥作为菌种来源,采用常规微生物学方法分离到157株菌株,初筛后有21株菌株有絮凝活性,经复筛后有1株菌株C12絮凝活性最高.经与聚铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)比较,该菌株所产微生物絮凝剂沉降速度快,絮凝率高,显示了该微生物絮凝剂良好的实际应用前景.对其生长曲线的研究表明,C12菌株的絮凝活性与菌体生物量呈正相关性,且培养24h即可达到最高絮凝活性.     

产耐高温β-葡聚糖酶菌株的筛选与初步鉴定

在啤酒酿造过程中,β-葡聚糖被内源性β-葡聚糖酶部分降解。目前,啤酒发酵工业采用添加β-葡聚糖酶的方式来降解剩余的β-葡聚糖。采用含有刚果红的分离平板筛选出一株能够在50~60℃下产β-葡聚糖酶的细菌,并对其进行了初步鉴定。结果表明,该菌为Bacillus subtilis,命名为Bacillus subtilis strain SK-1,55℃下,该菌产生的β-葡聚糖酶活力最高,可达113.41 U/mL。     

方解石水溶液结晶的分子动力学模拟

将方解石水溶液看作正则系综,采用分子动力学方法对构建的方解石水溶液进行模拟计算,模拟了温度从273～373K变化时方解石水溶液的结晶情况.通过分析不同温度下的扩散系数,径向分布函数图以及结合能的大小,得出水溶液随着温度的升高,水分子的扩散系数不断增大,Ca2+和CO23-的扩散系数在293K时相对较小,容易结晶.计算了293K时方解石水溶液中的Ca2+和CO32-的径向分布函数,得到在距离为2.1处最容易结晶.另外,通过计算得到方解石在(1-1 0)晶面与Ca2+,CO32-的结合能为-0.38 kcal/mol.     

白光LED用全色荧光粉Ba_(1.3)Ca_(0.65-x)SiO_4:0.02Eu~(2+),0.03Mn~(2+),xGd~(3+)的研究

采用高温固相法制备不同含量Gd3+敏化的白光荧光粉Ba1.3Ca0.65-xSiO4:0.02Eu2+,0.03Mn2+,xGd3+(x=0~6%).XRD结果表明:合成的荧光粉是六方晶系Ba1.3Ca0.7SiO4结构.荧光光谱测试表明:荧光粉在近紫外光275~410 nm具有较强吸收;且发射光谱由蓝绿光波带(425~560 nm)和橙红光波带(560~650 nm)组成.Gd3+的掺杂能够明显提高其发射强度,其中较佳Gd3+掺杂量为2%.Ba1.3Ca0.63SiO4:0.02Eu2+,0.03Mn2+,0.02Gd3+荧光粉的色坐标CIE为(0.343 1,0.331 8),色温Tc=5 010 K,显色指数Ra=81.7,是一种适合于近紫外光芯片InGaN激发的WLED用全色荧光粉.     

Bacillus subtilis B53合成聚谷氨酸的分批发酵过程分析

利用5 L发酵罐,探讨了枯草芽孢杆菌B53在甘油、谷氨酸、柠檬酸等为碳氮源的培养基上的分批发酵过程.结果表明:在发酵过程中pH值在6.7-5.5范围内缓慢下降,菌体在发酵前期短粗,中期变得细长弯曲,发酵后期有芽孢产生;同柠檬酸和谷氨酸的消耗相比,甘油的代谢比较快,在甘油消耗比较快的阶段伴随γ-PGA的快速合成;γ-PGA从发酵12 h后能够检测到,84 h左右达到最高,之后有所降低;γ-PGA的相对分子质量在发酵54 h以前基本没有变化,但之后相对分子质量范围逐步变宽;分批发酵产量达18.61 g/L.     

紫外分光光度法测定γ-聚谷氨酸的含量

建立紫外分光光度法测定γ-聚谷氨酸含量的方法。利用γ-聚谷氨酸水解成谷氨酸,在pH9．6硼砂缓冲溶液中,能与四氯对苯醌形成1：1的络合物,该络合物在波长350nm处有最大吸收,通过测定其吸光度确定γ-聚谷氨酸含量。结果表明,γ-聚谷氨酸在8～12μg／mL范围内线性关系良好（r为0．9981）,平均回收率为99．5％,相对标准偏差为1．0％。该方法简便准确、重现性好,可作为γ-聚谷氨酸含量的测定方法。     

绞股蓝皂苷糖苷酶的分离纯化及酶性质的研究

为得到纯的绞股蓝皂苷糖苷酶,对Absidiasp.GYP4r菌所产的酶进行了分离提纯,并对其酶反应条件进行优化。该酶经75%饱和度的硫酸铵沉淀、DEAE-cellulose DE52阴离子交换柱分离、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳提纯,得到纯酶,分子质量约为68ku。酶学性质研究表明,酶反应的最适温度为40℃,在20～60℃稳定,最适pH为5.0,在pH 2.2～8.0稳定。Cu2+对该酶的活性有一定的抑制作用,Na+、K+、Mg2+、Zn2+、Fe3+、Ca2+对酶的活性没有影响。该酶的米氏常数为14.20mmol/L,最大反应速率为0.46mmol/(L.h)。     

负荷及金属离子对ABR颗粒污泥及运行特性的影响

以ABR反应器处理不同浓度的葡萄糖和生活污水的合成废水为研究对象,考察了Ca2+、Mg2+,Fe2+等金属离子在不同的负荷下对ABR反应器中颗粒污泥性能及运行效果的影响。研究结果表明:容积负荷在3.1-32.3 kgCODcr／(m3·d),Ca2+、Mg2+,Fe2+投量分别为50-100、100-150、10-20mg／L时,ABR反应器中颗粒污泥活性得到明显改善,并能明显地提高反应器的处理效果。     

改性壳聚糖Ca2+微球的制备及分析

采用"保护氨基—改性反应—脱保护恢复氨基"技术对壳聚糖(CTS)改性制备了壳聚糖衍生物2-N-羧甲基-6-0-二乙胺基乙基-壳聚糖(DEAE-CMC).用DEAE-CMC吸附(络合)钙制备DEAE-CMC和钙的络合物DEAE-CMC-Ca2+,采用乳化交联法制备改性壳聚糖Ca2+微球.通过红外光谱对CTS,DEAE-CMC和DEAE-CMC-Ca2+进行表征,利用热失重分析对CTS,DEAE-CMC和DEAE-CMC-Ca2+进行热稳定性比较,并用激光粒径仪表征微球粒径的分布,得到微球的平均粒径为8.92μm.     

γ-聚谷氨酸的研究及应用进展

γ-聚谷氨酸是一种由L-谷氨酸和D-谷氨酸通过脱水缩合而成的聚合物,为一种极具开发潜力的生物可降解高分子材料,其分子呈直链状,含有大量酰胺键和可游离的羧基,具有良好的延展性、柔韧性、生物相容性、黏着性、稳定性与吸水性等特点。因其分子中谷氨酸聚合度的差异较大,所以γ-聚谷氨酸的相对分子质量分布范围较广,可为10万至200万不等,不同相对分子质量的γ-聚谷氨酸性质迥然不同,应用也千差万别,领域涉及化妆品、食品、母婴用品、农业、临床治疗、地质研究及地震分析与预测。主要介绍了γ-聚谷氨酸的研究经历与生产方法的改进过程,阐述了其结构特点及与之对应的理化性质,概述了其物理诱变、化学诱变及基因改造等育种方法,总结了其不同相对分子质量对应的应用范围及新发掘的应用领域,并提出了其目前存在的问题与改进方案,并对其未来的发展方向做出了展望。     

产絮凝剂菌的优化培养与絮凝特性研究

为确定培养条件对产絮凝剂菌的影响,采用从活性污泥中已筛选得到的具有稳定絮凝活性的菌株G15作为研究对象,通过正交试验确定其最佳的培养基成分比(g/L):蔗糖20,酵母膏0.8,脲0.5,硫酸铵0.8,磷酸二氢钾5,并优化试验确定其最佳培养条件为:初始pH值为8、培养温度为25℃、培养时间为72h.同时对阳离子助凝剂和PH值对该微生物絮凝剂絮凝性能的影响进行了研究,Ca2 的助凝效果稳定且明显,该絮凝剂在碱性有较好絮凝活性.