四株细菌纤维素生产菌株16SrDNA序列分析及生产性能比较研究

对实验室筛选保藏的DHU-HL-Z1、DHU-HL-Z2和DHU-HL-Z3三株细菌纤维素(bacterial nanocellulose,BNC)生产菌株和对照菌Komagataeibacter xylinus ATCC 23770进行16SrDNA序列分析以及BNC生产性能比较。序列分析结果显示三株菌均属于木葡糖醋杆菌K. xylinus,与已报道的多株BNC生产菌株亲缘性较近。该三株菌的产量(12.8～14.8 g/L)均明显高于8.7 g/L(p0.05)。DHU-HL-Z1和DHU-HL-Z2所产BNC的结晶度(87.64%和86.65%)明显高于对照菌ATCC 23770(62.34%)。凝胶膜力学性能方面,DHU-HL-Z2、DHU-HL-Z3和DHU-HL-Z1的杨氏模量分别为130 KPa、96 KPa和39 KPa,均高于ATCC 23770的23 KPa。结果表明三株保藏菌优良性能,在BNC研究和生产领域具有很好的利用价值。     

运动发酵单胞原生质球的形成和再生

运动发酵单胞(Zymomonas mobilis)ATCC29191菌株在含1～3g/L甘氨酸的液体培育12小时的菌体,用含20g/L的溶菌酶溶液处理12小时,可以稳定得到80％～90％的原生质球。原生质球稀释后在底层再生培养基上涂布,上面复盖一层半固体培养基,30℃培养5～7小时,再生率可达10~(-2)水平。     

在内置式植物纤维床反应器中用糖蜜固定化发酵制丙酸

开发了一种综合利用制糖工业副产物生产丙酸的新方法,将制糖工业副产物甘蔗渣和糖蜜分别作为固定化载体和碳源,应用于丙酸生产.以甘蔗渣为固定化载体构建了一种内置式植物纤维床反应器(Inner plant fibrous-bed bioreactor,IPFB).以Propionibacterium freudenreichii CCTCC M207015为发酵菌株,对在IPFB中分别用未处理糖蜜及糖蜜水解液为碳原发酵制丙酸进行考察.以未处理糖蜜为碳源发酵,254 h丙酸浓度为52.39 g·L~(-1),丙酸生产速率为0.21 g·(L·h)~(-1);糖蜜水解液为碳源发酵,254 h后丙酸浓度达75.18 g·L~(-1),丙酸生产速率达0.30 g·(L·h)~(-1),丙酸占总有机酸比例达83.10%(w/w).稳定性实验表明以糖蜜水解液为碳源,利用IPFB发酵生产丙酸10批仍然保持较高的丙酸生产效率.扫描电镜显示大量丙酸杆菌的细胞吸附于甘蔗渣表面与间隙中,有效实现了高密度发酵.     

玉米浆水解液应用于谷氨酸发酵的研究

玉米浆含有丰富的营养物质,对谷氨酸的发酵生产影响较大。实际生产中,由于玉米浆的质量波动较大,谷氨酸发酵生产深受影响。为此,我们在发酵培养基中,添加一定量的玉米浆水解液进行发酵工艺优化实验。实验结果,谷氨酸产酸率达到了18.6 g·L-1,转化率达65.1%,谷氨酸产量提高了20%。发酵培养基组成确定为:淀粉水解糖55 g/L,玉米浆30 m L/L,玉米浆水解液10 g/L,豆粕水解液10 g/L,糖蜜55 g/L,K2HPO44 g/L,Mg SO4·7H2O 1.5 g/L,Mn SO4·7H2O 30 mg/L,Fe SO4·7H2O 30 mg/L,维生素B1350μg/L,维生素H 500μg/L,消泡剂0.1 m L/L。     

过氧甲酸预处理对甘蔗渣酶解和发酵的影响

以甘蔗渣(SCB)为原料, 经过氧甲酸(PAP)预处理后加入酶进行水解, 并以水解液发酵产乙醇, 考察预处理时过氧化氢(HPP)浓度变化对甘蔗渣酶解和乙醇得率的影响。实验结果表明: 在甘蔗渣PAP预处理过程中, HPP与甲酸(FAP)体积比为1∶1时, 预处理甘蔗渣(PAP-SCB-1)的木质素脱除率达84.30%;在纤维素酶用量为10 FPIU/g(以预处理后的甘蔗渣质量计)时, PAP-SCB-1水解72 h葡萄糖得率为98.71%, 较单独过氧化氢预处理甘蔗渣(HPP-SCB, 葡萄糖得率9.11%)和单独甲酸预处理甘蔗渣(FAP-SCB, 葡萄糖得率7.06%), 分别提高了9.84和12.98倍; PAP-SCB-1水解液经24 h发酵后, 乙醇得率为84.06%, 比HPP-SCB(76.20%)和FAP-SCB(75.15%)均有增加。对预处理前后物料的化学成分变化、比表面积和结晶度进行测定, 结果显示: 经PAP预处理后可以显著脱除甘蔗渣中的木质素, 木质素的量由未经预处理的21.27%降低到10%以下; 比表面积和结晶度都有提高, PAP-SCB-1的比表面积和结晶度分别为13.01 m²/g和54.18%, 是HPP-SCB的10.66和1.11倍, FAP-SCB的11.39和1.15倍。     

重组酵母发酵半纤维素水解液生产酒精的研究

玉米秸秆中的半纤维素主要由五碳糖组成,普通的酿酒酵母不能发酵五碳糖。今利用基因重组酵母Sacchromyces cerevisiae ZU-10发酵玉米秸秆半纤维素水解液生产酒精,针对半纤维素水解液中的主要发酵抑制物,研究了硫酸根离子、乙酸、糠醛对重组酵母生长的影响,发现S.cerevisiae ZU-10细胞对SO42·,乙酸和糠醛的耐受浓度分别为5g·L·1、0.25g·L·1和0.08g·L·1。对玉米秸秆半纤维素的水解工艺进行了比较研究,结果表明,玉米秸秆采用1%H2SO4(固液比1:10),在95℃水解12h,其中的半纤维素水解率达到93%,发酵抑制物相对较少。半纤维素水解液经石灰中和、真空浓缩及离子交换处理后,可用于酒精发酵。半纤维素水解液的糖浓度与浓缩倍数及发酵抑制物浓度成正相关,对于重组酵母S.cerevisiae ZU-10,半纤维素水解液的适宜糖浓度为80g·L·1。在此浓度下,接种量1.2g·L·1(细胞干重计)、30℃、厌氧发酵96h,酒精浓度为31.05g·L·1,水解液中的木糖利用率达到95.85%。该研究结果对于促进半纤维素资源的转化利用,加速秸秆酒精的产业化进程具有重要意义。     

一株耐NMMO纤维素酶菌株的筛选及发酵优化

在常规筛选方法的基础上,利用在富集培养基中加入10 g/L NMMO,从土壤中筛选获得一株耐NMMO的高活性纤维素酶菌株Galactomyces sp. CCZU11-1。经研究,最适产酶培养条件为：碳源为甘蔗渣（5 g/L）,氮源为(NH4)2SO4（5 g/L）,表面活性剂为Tween-80（8 g/L）,培养温度为30 ℃,初始培养pH值为5.5。在此条件下菌株培养7天后,FPA及CMCase分别为13.5 IU/mL和24.6 IU/mL。在培养体系和反应体系中分别加入200 g/L NMMO,Galactomyces sp. CCZU11-1纤维素酶仍具有良好的活性,表明其具有较高的耐NMMO性能及应用前景。     

半纤维素水解液中抑制物对少根根霉发酵产富马酸的影响

考察了半纤维素水解液中含有的主要副产物乙酸、甲酸以及糠醛等对少根根霉利用木糖、葡萄糖发酵产富马酸的影响.少根根霉种子培养阶段对甲酸和糠醛的浓度较敏感,而乙酸对产酸发酵具有显著抑制作用;种子培养基中乙酸、甲酸和糠醛的浓度应分别控制在1.5、0.5、0.5 g/L以内.采用木糖为种子培养碳源,添加上述浓度的各种抑制物模拟半纤维素水解液用于少根根霉菌体的种子培养,后继利用葡萄糖发酵产富马酸35.4 g/L.     

荧光假单孢菌PS-1发酵条件的研究

对荧光假单孢菌(P.Fluorescens)PS-1菌株的工业发酵培养基成分和发酵条件进行了研究.通过单因子实验和正交实验,确定最佳培养基组成:可溶性淀粉10 g/L,豆饼粉15 g/L,葡萄糖3 g/L,KH2PO4 0.6 g/L,CaCO3 2 g/L;最佳发酵条件:温度为28 ℃,pH为7.0,装液量为20 mL/250 mL三角瓶装量;搅拌速率200 r/min.最大发酵菌数达到1.78×1010/mL.     

高产木糖醇菌株的诱变选育及其发酵培养基优化

为提高生物转化法的木糖醇转化率,促进绿色生产,以生物转化木糖醇的菌株为出发菌株,采用亚硝酸钠和紫外线诱变处理及二轮复合诱变,对高转化木糖醇的菌株进行筛选。在此基础上,通过单因素实验和正交试验,对发酵培养基的氮源和无机盐进行优化。结果获得1株高产菌株,其木糖醇转化率从出发菌株的36.5%提高到54.5%。对该菌株进行发酵培养基的优化,其最佳氮源、无机盐及其质量浓度为:牛肉膏10g/L、蛋白胨20 g/L、硫酸镁0.5 g/L、磷酸二氢钾0.5 g/L。此时菌株木糖醇转化率提高到63.0%。