Clostridium acetobutylicum细胞的无机载体吸附固定化及其应用研究

为避免渗透汽化膜原位分离过程中丁醇生产菌对膜的污染,对无机载体吸附固定Clostridium acetobutylicum XY16进行了研究,考察了多种无机载体对菌体的固定效率及其发酵产丁醇性能的影响.研究发现:在静电引力的作用下,携带正电荷的沸石对荷负电的菌体具有良好的吸附作用.在此基础上,对沸石载体进行负载阳离子改性,沸石负载铁离子改变了载体表面Zeta电位,可增强对菌体的固定效率,并提高发酵性能.当培养基中葡萄糖浓度为60 g?L?1时,添加Fe3+-沸石18%(W/V)进行批式发酵,总溶剂的转化率为0.31 g?g?1,对菌体的固定效率达到87%,比未改性沸石提高了22%,丁醇产量为13.5 g?L?1,总溶剂可达20 g?L?1,比沸石改性前分别提高了8%和11.1%.对该材料固载的细胞进行4次重复批式发酵,总溶剂的基质得率与游离细胞批式发酵结果类似.以上研究结果表明Fe3+-沸石对Clostridium acetobutylicum XY16具有较好的细胞固定效率,并对其生产性能具有一定的促进作用,适宜作为丁醇生产菌的吸附载体.     

自絮凝产琥珀酸放线杆菌发酵产丁二酸过程中的细胞回用

为了解除丁二酸生产中的产物抑制作用,考察了沉降法收集自絮凝产琥珀酸放线杆菌YZ0819菌体,移除产物,加入新鲜培养基并继续进行丁二酸的发酵。结果表明经正常70g/L初始葡萄糖发酵结束后,收集细胞进行第二次发酵,在仅含有葡萄糖和水作为发酵培养基的情况下,细胞能消耗60g/L的葡萄糖,生成45.30g/L的丁二酸,丁二酸得率为75.50%。与正常发酵相比,在第二次发酵过程中虽然丁二酸的生产强度有较大幅度下降但整个过程几乎不产副产物甲酸,乙酸的量也略有下降,因此主产物丁二酸的量有所提高。通过对细胞的回用研究表明,将产物移除收集细胞进行回用,细胞仍具有较高的产酸能力,整个过程增加了丁二酸的总产量,降低丁二酸的生产成本。     

梳状弱碱性树脂对丁二酸高浓度循环解吸

建立了一种有效的、低能耗的从梳状弱碱性（MKF-D30X）树脂上解吸丁二酸的工艺。考察了解吸剂用量（体积）、解吸温度、分段解吸及分段循环解吸对MKF-D30X树脂解吸附丁二酸的影响。结果表明,MKF-D30X树脂对溶液中的丁二酸（25 mg·ml^-1）有很好的吸附作用,吸附量高达425 mg·（g干树脂）^-1。当解吸温度为50℃,每个阶段用10 ml、1.0 mol·L^-1 HCl解吸剂,两阶段解吸3 g吸附饱和的树脂,第1阶段解吸得到的丁二酸浓度可高达52.4 mg·ml^-1,将丁二酸浓度提高到原液浓度的209.6%;在此基础上再进行分段循环解吸,不仅可以维持第1阶段获得的高浓度丁二酸,且可同时获得第2阶段2倍收率的高浓度丁二酸,达到了高浓度、高效率解吸丁二酸的目的。另研究表明,分段循环解吸液再作为解吸剂,其中丁二酸的浓度对丁二酸解吸效果没有明显影响。     

自适应遗传算法应用于丁二酸发酵动力学模型优化

丁二酸是一种重要的化工原料,现阶段有关丁二酸发酵的研究重点集中在菌种选育和发酵工艺改良,而丁二酸发酵过程的模型化研究可以为工艺放大提供必要的基础数据.采用自适应遗传算法对已有的丁二酸发酵过程动力学模型进行了结构和参数优化方面的研究,有效地解决了发酵动力学模型这类复杂的非线性函数的参数优化问题,优于单纯形法.实验结果表明,采用自适应遗传算法进行参数优化得到的动力学模型能较好地模拟丁二酸发酵过程,提高了模型计算值与丁二酸发酵实验测量值的吻合程度.     

自适应遗传算法应用于丁二酸发酵动力学模型优化

丁二酸是一种重要的化工原料,现阶段有关丁二酸发酵的研究重点集中在菌种选育和发酵工艺改良,而丁二酸发酵过程的模型化研究可以为工艺放大提供必要的基础数据。采用自适应遗传算法对已有的丁二酸发酵过程动力学模型进行了结构和参数优化方面的研究,有效地解决了发酵动力学模型这类复杂的非线性函数的参数优化问题,优于单纯形法。实验结果表明,采用自适应遗传算法进行参数优化得到的动力学模型能较好地模拟丁二酸发酵过程,提高了模型计算值与丁二酸发酵实验测量值的吻合程度。     

苯丙酮酸胺化加氢制备DL—苯丙氨酸

报导了由苯丙酮酸通过胺化加氢合成ＤＬ－苯丙氨的研究工作,主要对胺 氢的反应如温度,压力,氨水用量等工艺条件进行了详细研究。结果表明,由苯丙酮酸合成ＤＬ－苯丙氨酸收率可达９５％左右,是一条具有良好工业化前景的路线。     

遗传算法在丁二酸发酵动力学模型中的应用

丁二酸是一种重要的化工原料,应用领域广泛。现阶段有关丁二酸发酵的研究重点集中在菌种选育和发酵工艺改良,而丁二酸发酵过程的模型化研究可以为工艺放大提供必要的基础数据。在对文献中已有的丁二酸发酵过程动力学模型做进一步探讨的基础上,对模型的结构做适当调整,并将遗传算法应用于该动力学模型的参数优化。结果表明,遗传算法能进一步提高模型计算值与丁二酸发酵实验测量值的吻合程度,可以有效地解决发酵动力学模型这类复杂的非线性函数的参数优化问题,优于单纯形法。遗传算法进行参数优化得到的动力学模型能较好地模拟丁二酸发酵过程。     

关联氧化还原电位的丁二酸发酵过程动力学模型

氧化还原电位的调控对丁二酸发酵过程影响较大,而现有的丁二酸发酵过程动力学模型均未包含此重要参量。本研究首先进行五种氧化还原电位水平下的模型参数寻优,比较了Nelder-Mead算法与自适应遗传算法,采用后者进行参数优化。分析了氧化还原电位与动力学模型参数之间的函数关系,得到关联氧化还原电位的动力学模型。采用另外两种氧化还原电位水平下的实验数据进行模型验证,结果表明该模型具有较好的可靠性。     

产琥珀酸大肠杆菌工程菌株的构建

大肠杆菌在厌氧条件及不额外添加电了受体的条件下可利用葡萄糖进行混合酸发酵,主要产物为甲酸、乙酸和乙醇,丁二酸及乳酸含量较低.为减少副产物的生成,使更多的代谢流流向丁二酸,本研究拟失活厌氧条件下甲酸、乙酸及乳酸主要生成途径相关的酶(乳酸脱氢酶和丙酮酸甲酸裂解酶).借助Red重组系统和位点特异性重组技术,无痕敲除了野生大肠杆菌W3110染色体上编码2个酶的基因pfl和ldh,构建了1株pfl和ldh双突变重组菌JM1307(△pfl △ldh),并引入PYC前后对比实验表明:JM1307(pTrc99a-pyc)较出发菌株解除了生长抑制,在8g/L初糖条件下,发酵48h,菌体密度可提高全OD6002.5,产物主要为丁二酸(2.8g/L),乙酸含量很低,无甲酸、乳酸生成.     

蔗糖磷酸化酶制备及应用的研究进展

蔗糖磷酸化酶作为一种葡萄糖基转移酶,具有广泛的底物特异性,能够催化合成α型熊果苷、低聚糖等多种物质,在食品、化妆品、医药行业具有广泛的应用。该文综述了蔗糖磷酸化酶的结构等生化特性及其催化特性,并介绍了目前高产蔗糖磷酸化酶的主要生产菌株,以及该酶的应用及市场前景,并结合国外研究的热点及其研究进展,提出了国内开展课题研究方向。