生物表面活性剂鼠李糖脂发酵条件的优化及绿色提取新工艺研究

通过正交实验对铜绿假单胞杆菌产鼠李糖脂（RL）的发酵条件进行了优化,并采用预处理酸沉淀冷冻干燥法新工艺提取RL。在最优发酵条件下RL的产量可达56 g/L以上。提取后的RL由二鼠李糖脂和单鼠李糖脂两种同系物组成,可将去离子水的表面张力降至29.01 mN/m。该RL提取工艺是一项绿色工艺。     

赖氨酸脱羧酶发酵工艺及酶学性质

考察了蜂房哈夫尼菌(H.alveiAS1.1009)的L-赖氨酸脱羧酶对L-赖氨酸的脱羧作用,分析了培养基、温度、pH、激活剂等因素对酶活力的影响。实验结果表明,最适培养基成分为:ρ(蔗糖)=20 g/L、ρ(玉米浆)=20g/L、ρ(酵母膏)=5 g/L、ρ(牛肉膏)=3 g/L、ρ(蛋白胨)=10 g/L、ρ(氯化钠)=5 g/L、ρ(硫酸铵)=2 g/L、ρ(维生素B6)=5 g/L和ρ(L-赖氨酸)=5 g/L,100 mL发酵液中接种量为5 mL液体菌种。最佳转化工艺条件为:转化体系温度35℃、pH=5.0,ρ(菌体)=10 g/L,ρ(吐温-80)=0.15 g/L。L-赖氨酸脱羧酶在最适发酵和转化条件下比酶活可达7 984.43 U,底物转化率可达70%。     

鼠李糖脂产量的提高及采油应用研究

对一株铜绿假单胞菌进行发酵条件优化,最优培养基为：菜籽油80 g/L、NaNO₃ 6 g/L、Na₂HPO₄·12H₂O 3 g/L、KH₂PO₄ 1.5 g/L、MgSO₄ 0.36 g/L、FeSO₄·7H₂O 0.2 g/L、CaCl₂ 0.12 g/L;最适培养条件为：温度37℃,装液量40 mL/250 mL,发酵时间168 h。在最优条件下,鼠李糖脂平均产量可达57.83 g/L,表面张力降到27.89 mN/m。鼠李糖脂在相对苛刻的温度、盐度、pH环境中具有较强的稳定性。在物理模拟驱油实验中,用发酵液进行实验,添加具有增黏性质的生物聚合物黄原胶辅助,建立了一种新的生物驱油体系。5%鼠李糖脂发酵液的生物复合体系采收率可达17.4%,表明其在微生物采油领域有着较大的应用前景。     

生物合成冠菌素的桑丁香假单孢菌发酵条件

对自筛桑丁香假单胞菌(Pseudomonas syringaepv.moriM4-13)生物合成冠菌素的发酵条件进行研究。结果表明菌株M4-13采用变温模式发酵(在32℃培养3 d,18℃培养7 d)时,最佳培养基配方为:固定氮源为KNO3(0.3 g/L),红糖为碳源(20g/L),FeCl3(4μmol/L),KH2PO4(1 g/L),K2HPO4(3.6 g/L),MgSO4.7H2O(0.2 g/L),生物合成冠菌素的产量可由原来的40mg/L提高到149 mg/L。     

假单胞菌O-2-2产鼠李糖脂的结构表征及理化性质

利用液相色谱/质谱联用仪分析了铜绿假单胞菌O-2-2以正十八烷为碳源所产鼠李糖脂生物表面活性剂的组成。共检出21种鼠李糖脂的同系物,都由1~2分子的鼠李糖和1~2个含β-羟基的碳链长度为8~12的饱和或不饱和脂肪酸构成;主要组分为α-L-吡喃鼠李糖苷-β-羟基癸酰-β-羟基癸酸和2-O-α-L-吡喃鼠李糖苷-α-L-吡喃鼠李糖苷-β-羟基癸酰-β-羟基癸酸。该糖脂类生物表面活性剂可将水的表面张力降至28·6mN/m,临界胶束浓度为1·3×10-4mol/L,在120℃加热4h或者在ρ(NaCl)=100g/L或ρ(CaCl2)=20g/L的盐溶液中仍能保持表面活性。     

无机盐离子对鼠李糖脂增溶多氯联苯的影响研究

探讨了几种具代表性的无机盐离子对鼠李糖脂(RL)增溶2,2’,4,4’-四氯联苯的影响。结果表明,适当增加Na+、Mg2+、Ca2+的浓度对RL增溶2,2’,4,4’CB有显著的促进作用,且Mg2+的促进作用比Na+的大,但当Mg2+浓度大于0.8 mmol/L时,促进作用减弱。当Ca2+浓度超过0.2mmol/L时,RL开始产生沉淀,导致RL对2,2’,4,4’CB的增溶作用逐渐降低。无机阴离子对RL增溶2,2’,4,4’CB的影响很小。     

以玉米为原料的乙醇发酵工艺优化

以糖化醪液及发酵醪液为研究对象,通过响应面实验对ρ(糖)、营养成分及发酵工艺进行优化,达到提高酵母活性,实现高ρ(乙醇)发酵技术的突破。利用Placket-Burman(PB)实验证明磷酸氢二铵对乙醇发酵有促进作用,而磷酸氢二钾和硫酸钾对乙醇发酵无显著促进作用。利用响应面实验对ρ(糖化醪糖)及ρ(磷酸氢二铵)进行优化,当发酵醪与高质量浓度糖化醪[ρ(葡萄糖)=316 g/L]按体积比1∶1混合后,补加2 g/L磷酸氢二铵,并在30℃条件下发酵48 h,实现醪液ρ(乙醇)=137 g/L[φ(乙醇)=17%],醪液ρ(葡萄糖)1.7 g/L。     

苯丙氨酸脱氨酶发酵工艺及其酶学性质研究

选育出一株具有较高苯丙氨酸脱氨酶活性的菌株巨大芽孢杆菌AS1.127-NJU10。考察了该菌的发酵产酶条件,结果表明:蔗糖为最佳碳源、酵母浸膏和NH4C l组成最佳氮源,其质量浓度分别为:ρ(蔗糖)=20 g/L,ρ(酵母浸膏)=2 g/L和ρ(NH4C l)=10 g/L;发酵培养基最适pH=6.5,培养温度为37℃;诱导物ρ(L-苯丙氨酸)=1 g/L时,酶活最高达1 070 U。同时对苯丙氨酸脱氨酶的性质进行了研究,结果表明:该酶最适pH=5.8,最适温度为40℃,反应液中添加φ(吐温-80)=0.2%和c(K+)=10-5mol/L能明显提高酶活。     

铁铜柱撑黏土催化4-氯酚氧化降解研究

采用共沉淀法制备了Fe-Cu-柱撑黏土,应用X射线衍射、扫描电镜及比表面积测定对其进行表征,并以4-氯酚废水为处理对象,对该材料催化H2O2氧化降解4-氯酚的影响因素进行了研究。结果表明:Fe和Cu已成功插入黏土层间,形成高活性及高稳定性的柱撑黏土催化剂,60 min内即可催化4-氯酚完全氧化降解,而且能够循环使用6次。实验获得的适宜反应条件为:c(4-CP)=2 mmol/L、c(H2O2)=30 mmol/L、ρ(催化剂)=1 g/L、p H为2.7~6.8、温度40℃、反应时间2 h。     

产脂肽生物表面活性剂细菌的筛选及培养基优化

利用变色圈法和噬油斑法从土壤样品中分离筛选出一株产生物表面活性剂的细菌菌株LB345,通过薄层层析(TLC)确定其所产生物表面活性剂为脂肽,并通过单因素实验及L9(34)正交实验对菌株的培养基配方进行了优化,确定优化培养基的组成(g/L):葡萄糖30,NaNO32,KH2PO410,Na2HPO410,FeSO42.5×10-4,MgSO4.7H2O 0.03,NaC l 5,CaC l20.4,酵母粉0.3,初始pH值5,培养温度37℃,发酵时间7 d。在上述条件下,菌株LB345的脂肽产量可达到0.7 g/L。     

从牛眼玻璃体中分离纯化透明质酸的新方法

为了得到一种简便的从动物组织中分离纯化透明质酸(HA)的新方法,用牛眼玻璃体为原料,对HA的分离纯化进行了研究。在ρ(NaHCO3)=7.56 g/L和ρ(Na2CO3)=1.06 g/L的碱性缓冲水溶液中,用胰蛋白酶水解牛眼HA提取物中的蛋白质,经氯苯除杂后,用乙醇析出并分离得到HA初级沉淀物,将其溶解于ρ(NaC l)=11.6 g/L,ρ(NaH2PO4.12H2O)=0.45 g/L,ρ(Na2HPO4.2H2O)=0.06 g/L的含盐磷酸盐水溶液中,再用3倍体积的乙醇析出并分离得到HA的首次纯化沉淀物,此纯化阶段分离系数(α)=19.03,蛋白质和HA中w(HA)=63.9%,HA回收率91.84%。其次,用含盐磷酸盐水溶液溶解HA的首次纯化沉淀物,再加入ρ(活性炭)=50 g/L及ρ(高岭土)=100 g/L进行吸附纯化,此纯化阶段分离系数(α)=27.69,HA回收率94.0%,w(DNA)=0%,蛋白质和HA中w(HA)=98.0%。最后,经50 000 Da透析袋用去离子水透析4 h,用乙醇析出并分离得到纯化了的HA沉淀,此纯化阶段分离系数(α)=17.64,HA回收率93.5%。最终HA沉淀经冷冻干燥后获白色粉末状HA纯化品,无水HA纯化品中w(HA)=99.77%,HA相对分子质量Mη=6.3×105。该方法牛眼玻璃体质量扩大至2 000 mL的扩试结果与小试结果相近。该文报道工作的新颖性,已为2007年4月18日由陕西省科学技术信息研究所查新中心出具的第2007360-3号《科技查新报告》所证实。     

复合载体固定化大肠杆菌制备γ-氨基丁酸

用卡拉胶与明胶复合载体固定大肠杆菌,优化了固定化细胞的制备条件,并利用该复合载体固定大肠杆菌细胞进行酶法制备γ-氨基丁酸的研究。实验结果表明,最佳工艺条件为:m(卡拉胶):m(明胶)=3:2,ρ(混合胶)=12g/L,ρ(KCl)=60g/L,固定化时间为3h,ρ(菌体)=80g/L,反应温度为37℃,转化体系pH=4.8,ρ(底物)=40g/L。固定化细胞在最适条件下比酶活高达10740U。包埋1.0g湿菌体的固定化细胞重复使用7次,可把42gL-谷氨酸完全转化为γ-氨基丁酸。     

豆奶生产废水处理实例

采用气浮-水解酸化-五级生物接触氧化工艺处理豆奶类生产废水,在进水ρ(CODCr)=2000～4000mg/L,ρ(BOD5)=1000～1500mg/L,ρ(SS)=2000～3500mg/L,ρ(NH3-N)=38mg/L,ρ(动植物油)=250～300mg/L时,处理后出水的ρ(CODCr)<130mg/L,ρ(BOD5)<60mg/L,ρ(SS)<100mg/L,ρ(NH3-N)<20mg/L,ρ(动植物油)<20mg/L。该工艺运行便利,剩余污泥量小。     

臭氧复合钼酸铵促进剂对金属铝磷化的影响

利用臭氧的强氧化性和环境友好性,研究将其用作铝材磷化过程中的氧化促进剂。采用SEM、极化曲线等测试手段,确定了磷化液的最佳配比为：ρ(Zn²⁺)=5.0 g/L、ρ(PO^3-₄)=20 g/L、ρ(F^-)=1.5 g/L、ρ(钼酸铵)=1.0 g/L、ρ（臭氧）=0.5~0.9 mg/L,pH控制在3.5~3.7。在此条件下加入臭氧复合钼酸铵促进剂,制得磷化膜的主要成分为Zn₃(PO₄)₂•4H₂O,并含少量锌,膜质量可达4.95 g/m²。在质量分数为3％的氯化钠溶液中测定磷化膜的电极化曲线,其腐蚀电位相对于其他条件下形成的磷化膜发生正移,腐蚀电流密度仅为3.0 μA/cm²,说明磷化膜的耐腐蚀性能好。     

矿化度对疏水缔合聚丙烯酰胺溶液性质的影响

研究了NaCl和CaCl2对实验室自制疏水缔合聚丙烯酰胺(HAP)溶液性质的影响。结果表明,ρ(HAP)= 1000 mg/L的溶液,随着ρ(NaCl)的增加,表观黏度先降低后增加再降低,当ρ(NaCl)=3 g／L时,溶液的黏度仍有32．8 mPa·s,远大于部分水解聚丙烯酰胺(3530S型);在0．98 MPa的压力下,HAP溶液通过核微孔滤膜的能力随ρ(NaCl)的增加,逐渐降低。动态光散射实验结果表明,与NaCl相比,ρ(CaCl)=1500 mg／L的溶液对线团尺寸的影响较大,当ρ(Ca2+)=400mg/L时,溶液中聚合物线团直径达到1334 nm,比用去离子水配制溶液的线团直径要大得多。HAP溶液在盐水体系中具有较好的增黏性。     

谷氨酸脱羧酶工程菌的发酵工艺及酶学性质

对谷氨酸脱羧酶(GAD)工程菌DM201的发酵及转化条件进行优化,分析了发酵过程中异丙基-β-D-巯基半乳糖苷(IPTG)诱导条件、转化体系pH、底物浓度和金属离子等因素对谷氨酸脱羧酶活力的影响。发酵过程中最佳IPTG诱导条件为:浓度0.4mmol/L、时间5h、温度30℃;转化温度45℃,pH=4.0,ρ(L-谷氨酸)≈110g/L,镁离子在50mmol/L和5mmol/L浓度时对谷氨酸脱羧酶酶活有稳定作用,铜锌离子对其酶活的抑制作用显著。     

稀土铈对化学镀Ni-Co-P合金性能的影响

在正交试验法确定化学镀Ni-Co-P合金镀液配方的基础上,向镀液中加入硫酸铈,在AZ91D镁合金基材上得到了性能最佳的Ni-Co-P-Ce合金镀层。最佳的镀液配方及工艺条件为:碘化钾0.06g/L,十二烷基苯磺酸钠0.02g/L,硫酸镍25.0g/L,硫酸钴15.0g/L,次磷酸钠25.0g/L,氟化铵30.0g/L,柠檬酸三钠45.0g/L,硫酸铈0.15g/L,pH值8.5,温度85.0℃,时间1.5h。加入适量的稀土铈能明显提高镀层的耐蚀性和硬度。在最佳配方及工艺条件下,得到孔隙率低、耐蚀性较好的镀层,并且镀层与基体结合较好。     

反相悬浮法合成高耐盐性的超强吸水剂

以多元醇为交联剂、烷基磷酸钠 -司盘 (NP -SP)为复合悬浮稳定剂、丙烯酸 (AA)为单体、过硫酸铵 (APS)为引发剂、环己烷为分散介质 ,采用反相悬浮法合成耐盐性聚丙烯酸钠超强吸水剂。研究了交联剂类型和用量 ,悬浮稳定剂类型、用量和质量比 ,引发剂浓度 ,单体中和度(丙烯酸钠占单体总量的摩尔分数 ) ,聚合温度等对产品物理性状、耐盐性及体系稳定性的影响。当 ρ(多元醇 ) =0 5 3g/L、ρ(NP -SP) =0 0 0 8～ 0 0 1g/mL、m(SP)∶m(NP) =(2 3～ 4 0 )∶1 0、c(APS) =40 5mmol/L、单体中和度x(丙烯酸钠 ) =79 2 %、聚合温度 70～ 76℃时 ,体系稳定 ,产品成球性好 ,吸盐水 (生理盐水 )率 199mL/ g ,吸水 (蒸馏水 )率 86 4mL/ g ,耐盐性高于其他交联剂交联型产品。