丙酮酸的发酵代谢机理研究

近年来,丙酮酸广泛用于医药、化工、保健品等行业中,应用领域不断扩大,世界上需求量不断增长。发酵法生产丙酮酸由于具有成本低廉、产品纯度高、反应条件温和、对环境友好而得到发展。论述了代谢分析在丙酮酸发酵中的应用,包括乙酸渗漏菌株的筛选、能量代谢调控等,同时指出了今后的研究方向。     

基于动力学模型的丙酮酸分批发酵温度控制策略

在对不同温度下Torulopsis glabrata分批发酵生产丙酮酸过程进行详尽分析的基础上,建立丙酮酸分批发酵动力学模型,并分析了温度与动力学参数之间的函数关系,提出T.glabrata高产量、高产率和高强度发酵生产丙酮酸的温度控制轨迹：在发酵初始阶段(0～8 h) 控制发酵温度为34℃以维持较高的菌体生长速率和丙酮酸合成速率;发酵中期(8～42 h),逐步将发酵温度降到27℃以获取代谢流强化和细胞衰亡之间的最佳平衡;然后维持27℃至发酵结束以提高细胞后续产酸能力。采用这一最佳温度控制轨迹,丙酮酸产量(89.4 g •L^-1)、对葡萄糖产率(0.76 g •g^-1)和生产强度(1.32 g •L^-1 •h^-1)比30℃恒温发酵分别提高了25.7%、16.9%和48.3%。     

米根霉As3.2686丙酮酸分支点代谢通量分析及相关酶活性研究

利用代谢通量分析(MFA)研究建立米根霉As3.2686的代谢通量方程,计算发酵罐不同通气条件下丙酮酸分支点的稳态代谢通量,并分别使用酶联免疫吸附法(ELISA)和分光光度法测定丙酮酸分支酶PDC(丙酮酸脱羧酶)、PC(丙酮酸羧化酶)、PDH(丙酮酸脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)活性变化情况。结果表明,通气量为0.5及1.0 L·(L·min)-1时苹果酸、富马酸和乙醇的通量相对较高;通气量为1.5和2.0 L·(L·min)-1时,丙酮酸分支点超过一半的流量流向L-乳酸;通气量达到2.5 L·(L·min)-1时,丙酮酸分支点流向TCA循环的稳态通量增多。比较不同通气条件下同一酶活性变化,PDC、PC和PDH的酶活性总体上都随通气量的增大先增加后减小,并且与乙醇、草酰乙酸和乙酰辅酶A的通量变化不一致;LDH和ADH变化随通气量的增加而逐渐增大,但ADH酶活性也与乙醇通量变化不一致。通气量为2.0L·(L·min)-1比1.5 L·(L·min)-1时丙酮酸分支点流向L-乳酸的通量多,但得到的胞外L-乳酸产量却较少。结果说明米根霉产L-乳酸丙酮酸分支点处单个酶的作用是有限的,多个酶都对物流起控制作用,存在其它因素间接影响丙酮酸转化L-乳酸。     

酿酒酵母乙酰辅酶A精细调控合成萜类化合物研究进展

酿酒酵母作为细胞工厂被用来生产多种萜类化合物。乙酰辅酶A为合成萜类化合物的基本前体,细胞质乙酰辅酶A供应不足会导致目标产物产量较低,调控乙酰辅酶A合成是构建目标萜类化合物高产合成途径的重要手段。本文介绍了酿酒酵母乙酰辅酶A作为重要中心碳代谢分子,主要在细胞核组蛋白乙酰化、细胞质丙酮酸脱氢酶支路、线粒体三羧酸循环和过氧化物酶体乙醛酸循环中参与的代谢过程。总结了通过强化酿酒酵母内源丙酮酸脱氢酶支路,引入低三磷酸腺苷（ATP）消耗的异源乙酰辅酶A合成途径,增加辅酶A合成和利用线粒体乙酰辅酶A含量高且对其不渗透的特性进行区域化合成以提高乙酰辅酶A含量的代谢工程策略,旨在为酿酒酵母萜类化合物的高效合成提供借鉴。     

重组大肠杆菌全细胞催化合成D-苯基乳酸的研究

共表达D-乳酸脱氢酶和甲酸脱氢酶的重组大肠杆菌能够催化苯基丙酮酸生产D-苯基乳酸。为了进一步提高D-苯基乳酸的产量,本研究优化了重组大肠杆菌全细胞转化的反应条件。结果表明,当pH为5.5~6.0、底物浓度为50~60 m M、菌体浓度为OD600 nm=75时,D-苯基乳酸产量最高,分批补加苯基丙酮酸时最高D-苯基乳酸产量达114 m M。     

光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸

丙酮酸是一种重要的有机酸 ,广泛应用于制药、日化、农用化学品和食品等工业中。相对于化工法生产的丙酮酸而言 ,发酵法生产的丙酮酸具有低成本、高质量等优势。考虑到球拟酵母属的多重维生素营养缺陷型菌株是目前发酵法生产中最常用和最具竞争力的生产菌株 ,因此重点介绍了发酵法生产丙酮酸在菌种、发酵条件优化等方面的研究进展 ,并给出了发酵法将来可能的发展方向。     

氨基酸强化Torulopsis glabrata发酵生产丙酮酸

在维生素限量添加的条件下,研究了添加氨基酸对丙酮酸发酵的影响. 在发酵初始添加0.8 g/L谷氨酸、0.6 g/L酪氨酸和0.2 g/L甲硫氨酸使丙酮酸产量分别提高23.5%, 16.4%和11.8%. 动力学分析表明,添加以上3种原料提高丙酮酸生产性能的原因在于用于细胞生长的葡萄糖下降,显著提高了细胞对葡萄糖的产率系数(Yx/s)和丙酮酸对葡萄糖的产率系数(Yp/s). 添加氨基酸导致胞内NADH/NAD+比下降,增加了胞内NAD+可用度,加强了糖酵解速度,从而提高了丙酮酸生产强度.     

氨基酸强化forulopsis glabrata发酵生产丙酮酸

在维生素限量添加的条件下,研究了添加氨基酸对丙酮酸发酵的影响．在发酵初始添加0．8g／L谷氨酸、0．6g／L酪氨酸和0．2g／L甲硫氨酸使丙酮酸产量分别提高77．5％,16．4％和11．8％．动力学分析表明,添加以上3种原料提高丙酮酸生产性能的原因在于用于细胞生长的葡萄糖下降,显著提高了细胞对葡萄糖的产率系数（Yx/s）和丙酮酸对葡萄糖的产率系数（Yp/s）．添加氨基酸导致胞内NADH／NAD^＋比下降,增加了胞内NAD^＋可用度,加强了糖酵解速度,从而提高了丙酮酸生产强度．     

生物转化法生产L-苯基乙酰基甲醇的研究进展

综述了L-苯基乙酰基甲醇(L-PAC)生物转化机理、菌种选育、转化体系选择、生产过程优化、下游处理等方面的研究进展. 目前,主要采用具有高活性的丙酮酸脱羧酶的Saccharomyces属和Candida属菌株,以苯甲醛和丙酮酸为底物转化生产L-PAC. 生成副产物和底物苯甲醛的毒性是限制产量提高的主要因素. 通过菌株筛选和选育可减少副产物生成并提高菌株耐受性. 通过控制及优化转化过程参数、分批补加底物、采取固定化细胞或固定化酶措施及建立适宜的两相转化体系,能有效提高产量.     

环磷酰胺对MFC荷瘤小鼠影响的1 H NMR代谢组学初步研究

实验采用核磁共振(~1H NMR)代谢组学方法,对MFC荷瘤小鼠和环磷酰胺(CTX)干预MFC荷瘤小鼠的肝脏提取物进行代谢谱分析,结合PCA和OPLS-DA多元数据分析方法,分析差异性代谢物和代谢通路,探索CTX抗肿瘤的作用机制。在肝脏提取物中分析确定了6个潜在的差异代谢物:丙酮酸、羟脯氨酸、肌苷、烟酰胺、胆碱、甘油磷酸胆碱。CTX的抗肿瘤作用可能与调节氨基酸代谢、能量代谢、核酸代谢和脂质代谢等代谢通路有关。     

残酸处理新技术

介绍了一种新的残酸处理工艺技术。气田酸压施工过程中产生的残酸废液酸性强、粘度大,并含有H2S,直接排放会引起环境污染。该工艺技术是使井口酸液分离器分离出的残酸依靠自身压力进入残酸缓冲罐,缓冲罐中的残酸经过残酸加压泵加压和压缩空气混合后进入焚烧炉焚烧,这样可以比较彻底解决环境污染的问题,同时也不存在H2S对操作人员身体健康的危害。     

氢氰酸及其下游产品

氢氰酸是一种极毒的化学品，但有着广泛的应用。在西方发达国家中，氢氰酸大多由直接法生产。在我国则基本上由丙烯腈副产而得。本文介绍了西方主要国家和地区的氢氰酸生产及消费概况，从而指出我国的氢氰酸不应仅局限于生产丙酮氰醇和氰化钠，建议在今后建造丙烯腈装置时，应注意氢氰酸的综合利用，从而在满足市场需求的同时创造最大的经济效益。     

废磺酸的处理技术

废磺酸由于色泽深、酸值高、游离油高等问题,无法正常应用于洗涤剂中,又因其是强的有机酸,属于危化品,无法倾倒、无法储存,日积月累,大量的废磺酸处理成为企业棘手的问题。本文通过中和和漂白工艺,将其应用于工业清洗中,解决了企业难题。     

硫磺制酸装置几种干吸流程的分析

就硫磺制酸装置干吸工段通常采用的四种干吸流程进行了分析、比较，对目前国内的大中型硫磺制酸装置，认为以采用三塔两槽三泵干燥酸与一吸酸混合流程为宜，并对其他几种干吸流程的选用提出了推荐意见。     

确保硫酸的质量

奥托昆普技术公司Klaus Hasselwander先生论述如何利用现有技术确保硫磺制酸和冶炼烟气制酸装置的产品质量。对硫磺制酸装置,主要是采用可靠的过滤技术,例如带有预涂层的叶式过滤机。对冶炼烟气制酸装置,一是提高净化工序的效率,必要时增设除氟和除汞装置;二是对成品酸进行漂白、除汞、除氧化氮。北德意志冶金公司Hanno Hintze先生介绍该公司在汉堡的冶炼烟气制酸装置为提高硫酸质量所采取的一些措施。     

Modification of the fatty acid composition of L1210 leukemia subcellular organelles

We have examined the extent to which it is possible to modify the fatty acid composition of subcellular organelles of L1210 leukemia cells. A polyunsaturated fatty acid, docosahexaenoic acid, or a monounsaturated fatty acid, oleic acid, were added to the culture media. After 48 hr, the cells were ruptured and the subcellular fractions isolated. Fatty acid analysis revealed that nuclei, mitochondria, plasma membranes and microsomes of the cells grown in media supplemented with docosahexaenoic acid contained increased amounts of polyenoic fatty acids, mean number of double bonds and docosahexaenoic acid compared with cells grown in oleic acid. We conclude that it is possible to experimentally modify the lipids of multiple intracellular structures of L1210 cells by the addition of fatty acids to the growth media.     

丙烯酸精制系统的优化

丙烯酸精制是丙烯酸生产中的关键步骤。通过实验找到复配共沸溶剂,在工业生产装置上进行试验,将得到的试验数据与新技术应用前的工况进行比较,证实使用复配溶剂用于丙烯酸精制是有效的,优化了生产过程中丙烯酸精制系统。     

Selective hydrogenation of rapeseed oils with copper-chromite catalyst: Influence of erucic acid

Rapeseed oils with different erucic acid contents have been hydro-genated in a “dead-end” type of laboratory reactor with Adkins-type copper-chromite catalyst. It was observed that, as is true with oleic acid, erucic acid is not hydrogenated by this catalyst, but it differs in that positional or geometrical isomerization does not occur. The presence of erucic acid does not change the mechanism of hydrogenation of rapeseed oils in a range of concentrations of this acid. On the other hand, it markedly influences the rate of reaction.     

新型酸溶性富钛料在硫酸法钛白粉生产中的应用

介绍了当前硫酸法钛白粉生产现状以及中钛科技研发的新型酸溶性富钛料产品、特性、生产工艺及在硫酸法钛白粉生产中的应用。通过工业试验对比可知,采用新型酸溶性富钛料为原料生产的钛白粉,根据添加比例不同,可以不同程度降低矿(渣)耗、酸耗和能源消耗。     

The extraction of citric acid from fermentation broth using a solution of a tertiary amine

Tertiary amines are effective extractants for citric acid. The effect of diluents on the extraction is very important since it affects the distribution of citric acid, the selectivity and the phase separation properties. The distribution coefficient for citric acid is strongly temperature dependent. This makes it possible to strip the acid into water at a higher temperature. Alamine 336 dissolved in a nonpolar diluent is a suitable solvent. Pilot plant runs show that the process is technically feasible.