乙醇发酵菌种的选育及发酵条件的初步探索试验

对5种燃料乙醇发酵菌种进行了选择,对较好菌种做了耐高温驯化及发酵条件的优化。结果表明,在以葡萄糖为单一碳源的发酵中,相对于休哈塔假丝酵母、嗜单宁管囊酵母、间型脉胞菌、好食脉孢菌,酿酒酵母种液制备时间最短(对数生长期在6～13 h),发酵制取乙醇得率最高;对酿酒酵母驯化后,得到一株可在42℃正常生长的菌株;经研究,该耐高温菌株的较优发酵条件为温度30℃、转速150 r/min、初始pH值5.0、接种量10%。该耐高温驯化后的酿酒酵母不能直接用于水解液发酵制乙醇,还需要经过驯化或菌种改良后方能使用。     

苏云金芽孢杆菌高浓度液体发酵培养基的优化研究

以葡萄糖和甘油作碳源进行苏云金芽孢杆菌液体发酵,其发酵效果明显优于原实验室优化培养基,680 nm处的吸光度增加了5～6倍,得到的高浓度培养基成分为:胰蛋白胨5.0g·L-1、酵母膏5.0 g·L-1、葡萄糖(或甘油)20 g·L-1、KH2PO4 0.3 g·L-1、Na2 HPO4 1.1 g·L-1、MgSO4·7H2O 1.0 g·L-1、FeCl2·6 H2O 0.02 g·L-1、CaCl20.02 g·L-1、EDTA 0.2g·L-1、微液1 mL·L-1,pH值7.2.用葡萄糖作碳源进行8 L发酵罐小试,发酵过程中菌体生长正常,工业发酵采用此培养基可以大大降低发酵成本.     

稻草秸秆综纤维素糖化液发酵产头孢菌素C的研究

目前头孢菌素C等抗生素的发酵碳源主要是源自玉米、小麦和甘薯等的工业淀粉,存在着"与人争粮"的危机,而利用资源丰富的木质纤维素类生物质资源作为替代碳源,是应对这一危机的有益尝试。利用稻草综纤维素糖化液作为速效碳源,综纤维素-纤维素酶体系作为持续碳源,在综纤维素含量为40g/L、纤维素酶量为0.4%、硫酸铵10g/L、玉米浆添加量为60g/L以及初始pH为6.0时,顶头孢霉(Cephalosporium acremonium)CPCC 400039发酵产CPC效价最高,为382.12U/mL,为标准培养基最佳效价的84.04%。研究结果进一步证实,经SO_3微热爆预处理的稻草秸秆,在纤维素酶的水解糖化作用下所得的糖化液,不仅葡萄糖含量高而且糠醛、乙酸等发酵抑制物含量低,完全可以应用于头孢菌素C等抗生素乃至工业生物发酵中,作为原料丰富且廉价的碳源替代物。     

LSM蛋白增强木糖发酵重组酵母抗逆性能的研究

木质纤维素原料预处理过程中产生的弱酸、呋喃醛类和酚类化合物等对酿酒酵母的乙醇发酵有抑制作用,提高基因重组酵母对抑制物的耐受性,是利用植物秸秆水解液生产燃料乙醇的关键技术之一。研究从前期构建的戊糖、己糖共发酵重组酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae ZU-E8基因组DNA中克隆出RNA结合蛋白LSM6,将其连入含有PADH启动子的质粒构成表达载体pR-LSM,进而转入ZU-E8宿主细胞中。通过高浓度醋酸根平板筛选,得到高抗逆性木糖发酵重组酵母ZU-910。在醋酸浓度为2 g·L-1的木糖培养基中发酵96 h后,ZU-910的木糖利用率和乙醇浓度为90.2%和26.9 g·L-1,分别是出发菌株ZU-E8的8.5和10倍,并且ZU-910对糠醛和硫酸根的耐受能力也较ZU-E8大大增强。在玉米秸秆酶解液发酵中,ZU-910的木糖利用率和乙醇产量在ZU-E8基础上增加了10.5%和7.7%.证明LSM6蛋白确实能够增强木糖发酵重组酵母的抗逆能力,提高其发酵性能。该研究成果在木质纤维素替代粮食生产乙醇的产业化进程中具有良好的应用前景。     

玉米浆对大肠杆菌JH-B22发酵产L-丙氨酸的影响

为了进一步降低L-丙氨酸的生产成本,以大肠杆菌JH-B22为发酵菌株,以玉米浆为氮源、葡萄糖结晶废糖液为碳源进行L-丙氨酸的发酵。结果表明,发酵培养基中玉米浆添加量为20g·L~(-1)较为适宜。在玉米浆发酵培养基中进行L-丙氨酸的发酵,L-丙氨酸产量和糖酸转化率分别为54.30g·L~(-1)和90.5%;其L-丙氨酸产量略低于无机盐发酵培养基的56.12g·L~(-1)和LB发酵培养基的56.48g·L~(-1),但玉米浆发酵培养基具有配制更简单、无需额外添加无机盐或者成本较高的酵母粉等优点,可作为L-丙氨酸发酵生产的不错选择。     

粗糙脉孢菌固态发酵产纤维素酶工艺优化

从青储饲料中分离得到一株产纤维素酶能力较强的丝状真菌,经形态学和26SrDNA D1/D2区序列比对分析,确认该菌株属粗糙脉孢菌(Neurospora crassa)。通过单因素实验和正交实验探讨了碳源、氮源、无机盐、料水比、培养温度、培养时间对菌株固态发酵产纤维素酶的影响。确定最适产酶工艺为:碳源麸皮与稻草秆的质量比6∶4、氮源3%(NH4)2SO4、料水比1∶1.5(g∶mL)、培养温度30℃、培养时间60h,无机盐KH_2PO_4和MgSO_4对产酶影响不显著,在最适产酶工艺下,固态发酵产纤维素酶酶活达到251.27U·g-1以上。     

香菇摇瓶补料分批发酵的研究

以菌丝球数量、菌丝球大小、菌丝体生物量及胞内多糖含量为评价指标,筛选香菇发酵的液体种子培养基和发酵培养基,考察了不同补糖方式对香菇摇瓶补料分批发酵的影响。结果表明,适合香菇发酵的液体种子培养基和发酵培养基(g·L-1)为:葡萄糖10,酵母浸粉20,玉米粉15,磷酸二氢钾0.3,硫酸镁0.15,维生素B10.02。在香菇摇瓶补料分批发酵的第6d和第9d分别补加0.25%葡萄糖,香菇菌丝体生物量达到约847mg·(100mL)-1,胞内多糖含量达到约173mg·(100mL)-1,较不加糖时分别增加了约21.79%和34.29%。补料分批发酵能够提高香菇菌丝体生物量和胞内多糖含量,为香菇多糖大规模工业化生产奠定了基础。     

云芝菌发酵产漆酶及其对靛蓝脱色的研究

采用云芝菌(Coriolus versicolor)摇瓶发酵生产漆酶,对主要的工艺参数进行了优化.研究结果表明:木质纤维废弃物木糖渣可用作云芝菌产酶的有效碳源,其适宜浓度为20.0 g·L-1;在培养基中添加10 0 g·L-1葡萄糖可以促进菌种的前期生长,有利于发酵后期漆酶的分泌合成;产酶培养基的最适C/N为20;适量的Cu2 和维生素C对漆酶的生成有明显促进作用,其适宜浓度分别为0.100 mmol·L-1和1.500 mmol·L-1.3.7 L自控式发酵罐中的产酶试验显示:最适通气量为100 L·h-1.在云芝菌的发酵进程中,前期主要为营养生长,产酶高峰期出现在发酵后期.在优化条件下发酵144 h,漆酶活力可高达2474.2 IU·mL-1.采用上述粗酶液处理靛蓝染料,当靛蓝浓度为50 mg·L-1,粗酶液用量为0.45%(Ⅴ∶Ⅴ)时,反应40 min,脱色率可达到94.8%.试验结果显示,漆酶在牛仔服生物整理及染整废水的脱色净化处理中具有良好的应用前景.     

Acetobacter xylinum NUST4.2摇瓶培养高产细菌纤维素及应用研究

添加生长因子于Acetobactet-zylinum NUST4.2的基础培养基中,优化的发酵培养基为:葡萄糖18 g,蔗糖21 g,玉米浆干粉20 g,硫酸铵4 g,磷酸二氢钾2 g,硫酸镁0.4 g,醋酸1.4 mL,乙醇4 mL,硫酸亚铁2 mg,烟酰胺0.6 mg,对氨基苯甲酸0.6 mg,蛋氨酸3 mg,水1 L.采用该优化培养基,动态条件下纤维素产量达7.16 g·L-1,是基础培养基的9.7倍.将动态·细菌纤维素进行匀浆处理后,与两种植物纤维纸浆配合抄纸,结果发现添加细菌纤维素能提高纸张的机械性能和防水性.     

稀硫酸预浸渍对玉米秸秆蒸汽爆破预处理的影响

为提高纤维素乙醇生产中传统蒸汽爆破预处理的效果,以稀硫酸（质量浓度0．2％）对玉米秸秆进行预浸渍,再于190～210℃对其进行汽爆预处理。结果表明：稀硫酸预浸渍有利于增强汽爆过程中半纤维素的水解程度,并能有效减少乙酸的生成;200℃预处理玉米秸秆经过96h同步糖化发酵,最终乙醇浓度为22．5g·L-1,为理论值的76％,较预浸渍前（19．0g·L-1）明显提高。稀硫酸预浸渍能够增强玉米秸秆的汽爆预处理效果。