Clostridium autoethanogenum的生长培养基优化

Clostridium autoethanogenum是一种能将H2,CO以及CO2转变成乙醇和乙酸的特殊菌株。文章采用数值方法对C.autoethanogenum的生长培养基进行了优化。首先,用Plackett-Burman设计筛选出酵母膏是唯一影响C.autoethanogenum的显著因素,并得到11种组分的相对较优浓度。然后,用梯度试验进一步确定酵母膏的最佳浓度为1.5 g/L,从而最终确立改良的培养基配方。在试验条件下,优化的培养基能得到399.46 mg/L C.au-toethanogenum。此优化培养基能应用于两步CSTRs发酵合成气制乙醇。     

甜高粱渣水解液纳滤浓缩脱毒试验研究

为实现木质纤维素类生物质水解液中糖分的浓缩和纯化,采用截留分子量为200的聚酰胺纳滤膜,对甜高粱渣高温液态水水解液进行浓缩和脱毒处理。研究表明:升高料液温度和增大系统压力均可提高乙酸和糠醛等糖降解物的脱除效率,而料液pH值的增大对带负电荷化合物的脱除不利,优化的纳滤条件为:30℃,0.3 MPa,pH=3。在该条件下水解液浓缩30 min后总木糖浓度从5.23 g/L增加到10.00 g/L,而糠醛、葡萄糖醛酸、乙酸和乙醇酸等副产物浓度不增加。     

响应面法优化蔗渣酶解工艺研究

利用Minitab软件对甘蔗渣酶解工艺条件进行优化研究。采用Plackett-Burman设计,从温度、pH值、加酶量、液固比和转速5个影响因素中,筛选出具有显著效应的温度、pH值和加酶量3个主要影响因素。然后采用响应面法对3个主要影响因素做进一步优化研究。优化结果表明:温度47.6℃,p H=4.76和加酶量37.76 Fpu/g时,综纤维素转化率可达74.5%。该条件下,实际试验值为74.44%,与预测值吻合较好。     

马克斯克鲁维酵母制备生物质乙醇研究进展

利用高温酵母进行高温乙醇发酵,因其能量损耗低、发酵速度快、染菌机率低等优点,成为生物质乙醇发酵生产的新方向。相比传统酵母,马克斯克鲁维高温酵母具有良好的耐温适应能力、更宽泛的底物利用能力、良好的发酵性能、超强的分泌能力、适于分子生物学操作等优势,在生物质乙醇发酵方面显示巨大潜力。本文从底物利用能力、基因重组方法、发酵方法等方面总结了马克斯克鲁维酵母在生物质乙醇发酵方面的发展概况。     

高通量测序技术辅助筛选脱硫菌

将脱硫菌的筛选与新一代高通量测序技术相结合,探索脱硫菌筛选的新方法,为生物甲烷的高值化利用提供技术支持。实验将富含硫细菌的环境土样及经过培养基富集培养后的液样分别进行16S rDNA V6区的高通量测序,并分析了物种组成和丰度、Alpha多样性和菌群结构。结果表明,高通量测序的平均数据利用率达99.177%,测序量能够充分反映样品在该区域细菌的群落组成和结构。取自环境的土壤样品物种组成丰富,含有Pseudomonadales（假单胞菌目）、Rhizobiales（根瘤菌目）、Desulfuromonadales（除硫单孢菌目）、Desulfobacterales（脱硫杆菌目）、Acidithiobacillales（酸硫杆状菌目）等脱硫菌目。经过培养基富集后,菌群多样性显著降低,主要组成菌为Pseudomonadales（假单胞菌目）和Rhizobiales（根瘤菌目）。通过高通量测序技术,能够在筛选脱硫菌之前就了解实验样品的菌群结构和组成,为有针对性地设计筛选脱硫菌实验提供了一种新的方法。     

木质素制备生物液体燃料进展

木质素中含有丰富的芳环结构,可以作为可持续再生的原料用于生产高值能源及化工品。但由于木质素结构复杂,现阶段用于制备生物液体燃料仍处于探索阶段。本文首先介绍了木质素通过催化热解、催化氢解、催化氧化3种解聚方式制备生物液体燃料的进展,分析了当前解聚产物存在低碳原子数、高氧含量的不足而导致其难以投入生产使用的现状,指出应通过C—C偶联方法（包括羟醛缩合、烷基化反应、寡聚反应以及Diels-Alder 反应）增加产物碳原子数、使用加氢脱氧（hydrodeoxygenation, HDO）工艺以降低产物氧含量,从而实现由木质素制备高密度生物液体燃料。最后对当前木质素制备高密度燃料所面临的挑战以及未来研究趋势进行了总结与展望,指出构建高效催化体系,耦合解聚、C—C偶联和HDO过程,将是该领域未来研究重点。     

提高木糖和葡萄糖乙醇产率的菌种驯化

为提高酵母菌代谢木糖和葡萄糖产乙醇的效率，以木糖为底物对利用木糖和葡萄糖的3株酵母菌进行驯化培养，通过对糖的利用率和乙醇产率的分析表明，经7个批次的驯化，3个菌株的木糖利用率和乙醇产率都得到了明显提高。驯化后的3个菌株经固定化细胞乙醇发酵，结果表明，ATCC 32728(P.tannophilis)的木糖利用率为87．90％(36h)，葡萄糖利用率为99．99％(24h)，混合糖(70g／L，木糖：葡萄糖=2：5，24h)利用率为93．95％，乙醇产率达到了99．99％。Paehysolen tannophilis ATCC 32728经驯化，并用固定化细胞进行乙醇发酵，使混合糖的利用率和乙醇产率达到了理想的效果。     

皮状丝孢酵母脂肪酸CoA连接酶 (Facl)基因的克隆与分析

从皮状丝孢酵母(Trichosporon cutaneum)中克隆了Facl基因及其5'-上游序列,并对Facl基因及其5'-上游序列进行了分析。根据前期的基因组文库测序结果,获得了898 bp DNA序列。以此为基础,2次使用染色体步移(Genome walking)方法,分别获得了854 bp和1 236 bp 5'-DNA序列。根据获得的5'和3'端序列,合成引物用于扩增Facl基因的全长DNA和c DNA序列。分析发现,皮状丝孢酵母Facl基因c DNA包含一个1 662 bp的开放读码框,DNA不含内含子序列。同时获得了482 bp的5'-上游序列。在5'-上游序列区域存在一系列预测的顺式作用元件。相似性分析的结果表明T.cutaneum和Rhodococcus erythropolis的Facl氨基酸序列相似性最高。该研究旨在为后继的Facl基因的功能和表达的研究、油脂代谢的遗传改造奠定基础。     

基于高效液相色谱分析的生物质超低酸水解研究

基于自行开发的生物质水解装置,应用高压液态水与超低浓度酸相结合的二步水解的方法,对木聚糖和定量滤纸进行水解试验研究,继而在此基础上研究了3种典型生物质的二步超低酸水解规律。对水解液体产物应用高效液相色谱方法进行定性和定量分析,从而得知3种典型生物质第一步水解产物中主要以木糖和低聚木糖为主,第二步水解产物中主要有纤维二糖,葡萄糖及少量果糖。由于3种原料组成不同,其糖类产物的分布和含量有较大差别。