Lactobacillus brevis W5-17产生1,3-丙二醇的条件研究

从酸败果酒中分离到1株可同时利用葡萄糖和甘油产生1,3-丙二醇的乳杆菌,经鉴定为Lactobacillus brevis。当葡萄糖∶甘油为0.05mol/L∶0.1mol/L时,厌氧发酵70h,1,3-丙二醇产量为11.2mmol/L,生成速率为0.16mmol/(L.h),甘油的转化率为0.30mol/mol,甘油脱水酶活性为0.84U/mL,1,3-丙二醇氧化还原酶活性为3.80U/mL,该研究为过量生产1,3-丙二醇的乳酸菌工程菌株改造奠定了基础。     

两步发酵法生产1，3-丙二醇的研究

通过几种不同原料制备的甘油对克雷伯杆菌厌氧发酵生产1,3-丙二醇的影响的比较实验,验证了两步发酵法生产1,3-丙二醇工艺路线的可行性。在甘油初始浓度相同(70g/L)的条件下,以葡萄糖为原料进行发酵得到的甘油转化为1,3-丙二醇的效果较好,发酵15 h,甘油转化为1,3-丙二醇的摩尔转化率为45．1%；皂化甘油生产1,3-丙二醇的发酵时间为18h,摩尔转化率为44．2%；而以玉米淀粉水解液发酵的甘油转化为1,3-丙二醇需要31 h,摩尔转化率仅为26．5%。     

微生物发酵粗甘油生成1,3-丙二醇的研究进展

粗甘油是生物柴油生产中的一个主要副产物,而通过微生物可将粗甘油转化为高附加值的1,3-丙二醇。1,3-丙二醇在食品、化工、医药、化妆品等很多领域具有非常广泛的应用。本文从1,3-丙二醇的粗甘油生物转化的迫切性、生产的菌种、合成的途径、合成的基因、发酵转化以及生产中的问题与策略等方面综述了微生物发酵粗甘油生成1,3-丙二醇的最新研究进展。     

产1,3-丙二醇菌株的筛选、改良及发酵

从自然界筛选得到了9株可发酵甘油生产1,3 丙二醇的肠道细菌,经鉴定均为肺炎克雷伯氏菌.经化学诱变,菌株的1,3 丙二醇产量有所提高,其最终产量达到2%左右.     

生物柴油副产物甘油发酵生产1,3-丙二醇的研究

对利用不同生物柴油副产物粗甘油发酵生产1,3-丙二醇的试验条件进行了研究。批次发酵试验结果表明:精制甘油(纯度98%)、生物柴油副产物粗甘油A(纯度83%)和B(纯度78%)及C(纯度68%)生成1,3-丙二醇的转化率分别为52.38%、48.08%、45.22%、39.95%;精制甘油、粗甘油A和B及C的流加补料发酵合成1,3-丙二醇的转化率分别为51.45%、44.63%、41.27%、35.39%。经济效益粗略评估分析表明,生物柴油副产物粗甘油A和B生产单位1,3-丙二醇较精制甘油成本低,生物柴油副产物粗甘油C却较精制甘油成本高。     

克雷伯杆菌生产1,3-丙二醇关键酶酶活分析方法研究

有氧条件下,建立了克雷伯杆菌破碎方法及其生产1,3-丙二醇代谢途径中关键酶酶活测定方法。超声波细胞破碎优化条件为:超声频率30kHz,100%振幅,间歇频率0.6,超声时间12min。细胞抽提液中甘油脱氢酶、1,3-丙二醇氧化还原酶、甘油脱水酶酶活测定的最适pH分别为12、9.5和7.0,最适温度分别为45oC、45oC和37。甘油脱氢酶、1,3-丙二醇氧化还原酶用初速度法测定。甘油脱水酶用终止法测定。     

甘油耐受菌Klebsiella pneumoniae XJPD-Li合成1，3-丙二醇的研究

利用自行筛选的1,3-丙二醇(1,3-PD)合成菌株Klebsiella pneumoniae XJPD-Li进行发酵,考察了甘油浓度对菌株生长及合成1,3-PD的影响。经多次甘油耐受后菌株XJPD-Li在摇瓶培养48 h,菌体生物量(OD_(650))和1,3-PD产量分别达到1.52和11.16 g/L,相比耐受前分别提高48%和159%。在5 L发酵罐批式培养中,甘油耐受后XJPD-Li菌体生物量并未显著增长,但合成1,3-PD的能力却提高了77%,达到53.13 g/L。     

克雷伯杆菌利用生物柴油副产物甘油生产氢气和1,3-丙二醇的研究

以Klebsiella pneumoniaeDSM2026为出发菌株,通过紫外线诱变,选育得到能耐较高浓度生物柴油副产物甘油生产H2和1,3-丙二醇(1,3-PD)的菌株21株,命名为Kp1~Kp21。通过比较,Kp8菌株产量最高,1,3-PD和H2产量分别达到0.36 g/50 mL和0.99 mmol/50 mL,比出发菌株分别提高了3.5倍和4.2倍。对Kp8菌株发酵条件进行优化,得到最佳培养条件为pH 7.0,培养温度37℃,接种量10%(v/v),废甘油浓度为30 g/L。在该条件下H2产量为1.0 mmoL/50 mL,1,3-PD产量为7.5 g/L,甘油转化率为83.3%。     

用克雷伯氏菌批式流加发酵法生产1,3-丙二醇

通过对克雷伯氏菌在 7L发酵罐中厌氧间歇发酵甘油生产 1,3 丙二醇的实验研究 ,建立了一种与 pH调节相偶联的批式流加甘油发酵策略。考察了不同甘油维持浓度条件下的流加方式及不同培养方式对 1,3 丙二醇产率的影响。结果表明 ,甘油质量分数维持在 2 %的流加方式有利于 1,3 丙二醇的发酵生产 ,其在 30 5h内消耗甘油 2 80 g ,得到 1,3 丙二醇152 6 g ,摩尔转化率 6 5 5% ,生产强度 0 91g/L·h     

有氧条件下pH值调控方式对克雷伯氏肺炎杆菌发酵的影响

研究了有氧条件下,以粗甘油为底物,由克雷伯氏肺炎杆菌(Klebsiella pneumoniae)发酵生产1,3-丙二醇中不同通气量和3种不同的pH值调控方式(NaOH调控、NaOH和CaO联合调控、CaO调控)对菌体生长、1,3-丙二醇生成的影响.研究表明,空气通量为0.2L/rain最适合1,3-丙二醇的生产,1,3-丙二醇的最终浓度为17.96g/L;在有氧条件下,通过CaO调控pH值,可获得最高菌体密度,当发酵进行至48h时,1,3-丙二醇浓度可达62.4g/L,明显优于其他2种调控方式的1,3-丙二醇的发酵结果.     

黑曲霉抗产毒黄曲霉作用的初步研究

采用90 × 2.6 × 1013N+/cm2 注入黑曲霉筛选能抗黄曲霉(Aflavus)生长的突变菌株,以利发酵中控制被黄曲霉污染的原材料的再污染。进行产毒黄曲霉与被离子注入的黑曲霉混合对峙、原黑曲霉菌株与黄曲霉单独培养生长及混合对峙培养实验。结果显示经离子注入的菌株及未注入菌株均对黄曲霉产生抑制作用,但后者仅有微弱抑制,前者不仅表现出几乎不能使黄曲霉生长,且已长出的黄曲霉菌丝体较瘦小,并呈灰白色。从培养基中提取物检验结果显示,黄曲霉组表现出有较明显的荧光反应,而黑曲霉菌株对峙培养物提取物中有微弱的荧光反应,其黑曲霉突变株对峙培养物未见荧光反应检出。这表明黑曲霉原菌株虽然能对黄曲霉只有微弱抑制,但表现出黄曲霉产毒和合成色素能力下降。与对照组相比,突变株有较强抑制黄曲霉生长能力。     

1,3-丙二醇氧化还原酶同功酶基因yqhD在肺炎克雷伯氏菌中的表达研究

以大肠杆菌(Escherichia coli)基因组为模板,PCR扩增出1,3-丙二醇氧化还原酶同功酶基因yqhD,经测序确认,将yqhD基因与四环素抗性基因TetR同时插入表达载体pUC18构建重组质粒pUC18-yqhD-TetR,重组质粒转化Klebsiella pneumoniae ME308;37℃,经1.0mmol/LIPTG诱导8h,重组肺炎克雷伯氏菌中1,3-丙二醇氧化还原酶同功酶的酶活力达到4.16U/mg,而对照菌株的酶活仅为0.62U/mg;将重组菌在摇瓶中进行微氧发酵培养,经IPTG诱导,可将60g/L甘油转化为33.8g/L1,3-丙二醇。     

Glycerol metabolism and bitterness producing lactic acid bacteria in cidermaking

Several lactic acid bacteria were isolated from bitter tasting ciders in which glycerol was partially removed. The degradation of glycerol via glycerol dehydratase pathway was found in 22 out of 67 isolates. The confirmation of glycerol degradation by this pathway was twofold: showing their glycerol dehydratase activity and detecting the presence of the corresponding gene by a PCR method. 1,3-propanediol (1,3-PDL) and 3-hydroxypropionic acid (3-HP) were the metabolic end-products of glycerol utilization, and the accumulation of the acrolein precursor 3-hydroxypropionaldehyde (3-HPA) was also detected in most of them. The strain identification by PCR-DGGE rpoB showed that Lactobacillus collinoides was the predominant species and only 2 belonged to Lactobacillus diolivorans. Environmental conditions conducting to 3-HPA accumulation in cidermaking were studied by varying the fructose concentration, pH and incubation temperature in L. collinoides 17. This strain failed to grow with glycerol as sole carbon source and the addition of fructose enhanced both growth and glycerol degradation. Regarding end-products of glycerol metabolism, 1,3-PDL was always the main end-product in all environmental conditions assayed, the only exception being the culture with 5.55 mM fructose, where equimolar amounts of 1,3-PDL and 3-HP were found. The 3-HPA was transitorily accumulated in the culture medium under almost all culture conditions, the degradation rate being notably slower at 15 degrees C. However, no disappearance of 3-HPA was found at pH 3.6, a usual value in cider making. After sugar exhaustion, L. collinoides 17 oxidated lactic acid and/or mannitol to obtain energy and these oxidations were accompanied by the removal of the toxic 3-HPA increasing the 1,3-PDL, 3-HP and acetic acid contents.     

氮离子注入和微波复合诱变选育高产柠檬酸的黑曲霉研究

利用低能离子注入及微波辐射对柠檬酸生产菌进行诱变选育.在30keV能量的氮离子注入以及间隔10s的微波电磁辐射后筛选得到2株产量提高到60％的诱变高产菌,多次传代实验表明菌株遗传稳定性良好,为柠檬酸发酵菌黑曲霉的进一步的育种工作提供了诱变参数和高产出发菌株.     

高产纤维素酶菌株的选育研究

利用黑曲霉为出发菌株,经过紫外线和亚硝酸复合诱变,选育出一株高产纤维素酶的菌株,与出发菌株相比,纤维素酶高产菌株CMC酶活力提高了58．7％,滤纸酶活力提高了60．6％,而且产酶性能稳定。