水稻脆性秸秆发酵产纤维乙醇的研究

以水稻脆性秸秆为原料进行了发酵产乙醇的研究。用水稻脆性秸秆比用作对照的普通秸秆的半纤维素和木质素含量分别高17%和5%,纤维素含量低15%。采用浓度为2%(w/v)的硫酸进行秸秆预处理后,脆性秸秆稀酸水解液中葡萄糖含量为普通秸秆的1.38倍;每克脆性秸秆产生的木糖和阿拉伯糖比普通秸秆分别高出12.0 mg和3.9 mg;两种秸秆酸水解液中副产物乙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛的浓度差异不显著。经过纤维素酶进一步处理后,每克脆性秸秆得到的总还原糖量为(541.2±8.0)mg,比普通秸秆高出41.9 mg。Escherichia coli SZ470利用酸预处理且酶促糖化的两种秸秆发酵72 h后,脆性秸秆发酵的乙醇产量可达(10.9±0.4)g/L,为普通秸秆的1.1倍。     

重组大肠杆菌利用不同培养基发酵产琥珀酸的研究

微生物发酵法生产琥珀酸具有广阔的应用前景,实验针对实验室构建的工程菌Escherichia coli WS100(△ldhA、△adhE、△pflB、△poxB、△ackA)在不同培养基中进行厌氧发酵,考察其发酵特性.分别采用NBS培养基和玉米浆培养基,在含4L发酵液的发酵罐中进行补料-分批发酵.发酵83h后,Escherichia coli WS100在玉米浆培养基中消耗葡萄糖96.17g/L,积累琥珀酸63.45g/L,生产强度和质量收率分别为0.76g/(L·h)和65.98％;Escherichia coli WS100在NBS培养基中消耗葡萄糖ll0.30g/L,琥珀酸的产量达到84.98g/L,生产强度和质量收率分别为1.02g/(L·h)和77.04％.实验结果表明,Escherichia coli WS100在玉米浆培养基和NBS培养基中发酵均有较高的琥珀酸产量,其中在NBS培养基中琥珀酸的产量、生产强度和质量收率均比在玉米浆培养基中高.     

高产琥珀酸重组大肠杆菌的构建及厌氧发酵

以野生型大肠杆菌Escherichia coli W为出发菌株,利用Red同源重组系统分别敲除了乳酸脱氢酶基因(ldhA)、乙醇脱氢酶基因(adhE)、丙酮酸甲酸裂解酶基因(pflB)、丙酮酸氧化酶基因(poxB)和乙酸激酶基因(ackA),再通过无氧生长进化筛选过程,构建得到在厌氧条件下能有效生长,并以琥珀酸为主要发酵产物的重组大肠杆菌WS100(△ldhA,△adhE,△pflB,△poxB,△ackA)。利用15 L发酵罐进行厌氧发酵测定显示,经72 h发酵,菌体密度OD600最大值可提高至6.48,琥珀酸产量达到70.13 g/L,琥珀酸的生产强度为0.98 g/(L.h),葡萄糖-琥珀酸转化率为76%。发酵液中副产物含量低,乙酸含量为5.34 g/L,乳酸产量仅为0.15 g/L,未检测到甲酸和乙醇生成。结果表明,厌氧条件下,该工程菌可有效利用低营养成分的无机盐培养基,在不表达任何外源基因的条件下可稳定高产琥珀酸,具有极大的工业化开发前景。     

产高纯度D-乳酸大杨杆菌的构建及发酵

以可利用蔗糖的Escherichia coli W为出发菌株,敲除产生副产物的相关基因(adhE, frdBC, pta, pflB, aldA),为促进蔗糖利用,还敲除蔗糖启动子的抑制基因(cscR),构建了D-乳酸工程菌WD 206. 结果表明,该菌经72 h发酵可有效将100 g/L蔗糖转化生成88.15 g/L乳酸,产率为84%,占代谢产物的99.5%, D-乳酸的光学纯度达99%.     

阴沟肠杆菌铁氢酶（hydA）基因在大肠杆菌中的表达及其产氢特性

合成Enterobacter doacae ⅡT-BT 08的铁氢酶(hydA)基因片段,PCR扩增出全长ORF.将目的基因克隆到原核表达载体pGEX-4T-2,构建了表达质粒pGEX-4T-2-hydA,转化大肠杆菌BL21(DE3)并在IPIG诱导下表达.SDS-PAGE分析表明在约42kDa处有特异性条带.用抗GST多克隆抗体对GST-hydA融合蛋白进行了Western blot检测,进一步证明了hydA得到了正确的融合表达.产氢活性检测结果表明表达的重组hydA在大肠杆菌中具有明显的产氢活性.测定了培养基初始pH值、温度和底物浓度对重组大肠杆菌产氢的影响.     

响应面法优化卡氏芽孢杆菌ST-1产芽孢发酵培养基

以卡氏芽孢杆菌(Bacillus cabrialesii)ST-1为研究对象，芽孢数为响应值，采用单因素试验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及响应面试验对其发酵培养基进行优化。结果表明，影响卡氏芽孢杆菌ST-1芽孢数的主要因素为蔗糖、麸皮和蛋白胨、磷酸二氢钾，卡氏芽孢杆菌ST-1产芽孢的最适宜培养基配方为：蔗糖13.1 g/L，麸皮+蛋白胨(1∶2)17.0 g/L，磷酸二氢钾2.0 g/L。在此最优条件下，卡氏芽孢杆菌ST-1发酵液中芽孢数达到5.96×10⁹ CFU/mL，是优化前的32.21倍。