基于遗传算法的木糖醇发酵培养基优化研究

运用遗传算法,对利用莫格假丝酵母由木糖生产木糖醇的发酵培养基优化进行研究,用４０个实验样本完成了６种培养基成份,５０个浓度水平的优化任务。实验结果表明：利用遗传算法可优化培养基成份富量,取得更好的发酵效果。按照优化后的培养基组成,由５０ｇ／Ｌ木糖获得了２９．７ｇ／Ｌ木糖醇,比优化前提高５．７％。     

棉籽的综合利用及深加工技术

棉籽是棉花加工的副产品,综合利用棉籽对节约资源、提高经济效益、促进农业生态系统良性循环有着重要意义.介绍了棉籽油制备生物柴油、棉籽粕脱毒的方法,以及利用棉籽制备高附加值产品棉酚、棉子糖、维生素E、木糖醇的技术,并对棉籽的深加工及利用技术应用前景进行了展望.     

克雷伯杆菌生产1,3-丙二醇关键酶发酵条件研究

研究了克雷伯杆菌生产1,3-丙二醇关键酶(甘油脱氢酶、1,3-丙二醇氧化还原酶、甘油脱水酶)的发酵条件。研究各种碳源、无机氮源、有机氮源及无机盐对产酶的影响,应用均匀设计、神经网络和遗传算法优化发酵培养基组成,结果为(gL-1):甘油30、KCl 1.6、NH4Cl 6.7、CaCl2 0.28、酵母浸膏2.8。在温度37C、初始pH 7.0、摇床转速200rmin-1和接种量5%条件下,发酵24h,无细胞抽提液中甘油脱氢酶、1,3-丙二醇氧化还原酶和甘油脱水酶活力(U·mg-1)分别为9.16、18.72、0.48,发酵34h,发酵液中1,3-丙二醇(1,3-PD)最大浓度为7.96gL-1。代谢过程中关键酶酶活与1,3-PD峰值出现时间不一致,且提早于1,3-PD峰值的出现。此外,结果表明优化后的培养基去除了多种微量元素,克雷伯杆菌生产1,3-丙二醇关键酶可以在微氧条件下进行。     

毕赤酵母组成型表达载体的构建及报告蛋白表达评价

目的构建毕赤酵母(Pichia pastoris)组成型分泌表达载体,并表达报告蛋白葡萄球菌核酸酶(staphylococcus nuclease,SNase,NucA),以评价其表达外源蛋白的能力。方法从巴斯德毕赤酵母GS115基因组中PCR扩增毕赤酵母甘油醛-3-磷酸脱氢酶启动子(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase promoter,pGAP)片段,克隆至载体pPIC9K中,构建组成型分泌表达载体pGHKα;从金黄色葡萄球菌基因组中PCR扩增编码报告蛋白金黄色葡萄球菌NucA成熟肽的序列nucA,克隆至载体pGHKα中,构建重组表达质粒pGHKα-nucA,经SacⅠ和BglⅡ依次酶切线性化后,电转化至毕赤酵母GS115中;PCR及TB-D平板法筛选阳性重组酵母菌;Tricine-SDS-PAGE检测表达产物;琼脂扩散法检测重组酵母菌表达上清液的核酸酶活性。结果组成型分泌表达载体pGHKα经PCR鉴定,证明构建正确;重组表达质粒pGHKα-nucA经PCR及测序鉴定,证明nucA基因片段正确插入载体pGHKα中;重组酵母菌GS115/pGHKα-nucA经PCR及TB-D平板法检测证明构建成功;表达的目的蛋白相对分子质量约为17 000,表达量约占上清总蛋白的42%,且具有显著的核酸酶活性。结论成功构建了毕赤酵母组成型分泌表达载体pGHKα,其能正确表达报告蛋白NucA,且表达的蛋白能分泌到细胞外,表达效率高,为异源蛋白在毕赤酵母中的安全高效表达奠定了基础。     

共晶体木糖醇/山梨醇的合成研究

研究了一种新型食品添加剂——共晶体木糖醇／山梨醇的合成及应用,考察了加入晶种的温度、晶种的量以及降温速度、搅拌速度对共晶体形成的影响,并验证了所得共晶体木糖醇／山梨醇产品的性能。结果表明：当山梨醇／木糖醇熔融物温度降至80℃时,加入熔融物质量分数为5％的晶种,控制搅拌速度在20r／min,使物料温度在1．5h后降至45℃,此时所得共晶体木糖醇／山梨醇(以n(山梨醇)：n(木糖醇)=65：35为例),吸潮性低,可压缩性好,压片后表面光滑,易于保存,容易满足客户要求。     

重组短链脱氢酶LcSDR催化(R)-1-苯基乙醇不对称合成的工艺开发

采用基因挖掘技术从Lactobacillus composti基因组中筛选到一条编码短链脱氢酶(LcSDR)的序列,该LcSDR能不对称还原苯乙酮(1a)合成(R)-1-苯基乙醇[(R)-1b]。构建了Lc SDR和葡萄糖脱氢酶(EsGDH)双酶偶联催化合成体系,优化了Lc SDR不对称还原1a合成(R)-1b的催化工艺参数。在较佳催化条件下,50 g/L1a转化反应2 h,产物(R)-1b得率93.8%,产物对映体过量值(eep)高于99%,该手性生物合成催化过程的时空产率达到562.8 g/(L·d)。     

碳酸酐酶和甲酸脱氢酶的稳定性研究进展

化石燃料的大量燃烧使温室气体CO₂的排放量不断增加,对环境造成恶劣影响,将CO₂捕集并转化为高附加值化学品是实现节能减排和变废为宝的一种双赢策略。酶催化CO₂捕集和转化具有高效、高选择性、反应条件温和、环境友好等优点。碳酸酐酶（CA）可大大加速CO₂水合反应,而甲酸脱氢酶（FDH）可催化CO₂还原为甲酸,二者协同可增强CO₂还原动力学。但酶促反应的工业化应用过程中,酶所处环境的温度、酸碱度以及其他离子的种类和浓度等因素均可能导致酶失活,因此,酶的稳定性研究至关重要。本文从热稳定性、酸碱稳定性和离子稳定性的角度,综述了CA和FDH的稳定性研究进展。改善酶稳定性的手段包括使用极端微生物、酶分子设计与改造、固定化等,重点讨论了固定化对酶稳定性的提升效果,为未来的工业化应用提供参考。     

二氧化碳还原用甲酸脱氢酶的研究进展

CO₂的还原和资源化利用是缓解温室效应的重要手段。生物催化剂对反应和底物具有高选择性,因此被用于构建高效的CO₂还原系统。其中,甲酸脱氢酶(FDH),特别是某些烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺)依赖型/金属辅因子(W或Mo)的甲酸脱氢酶,能够可逆地将CO₂还原成甲酸盐。该文首先介绍了甲酸脱氢酶的特性及分类,其次综述了CO₂还原用甲酸脱氢酶的活性位点及催化机制、FDH的分子改造、全细胞生物催化CO₂还原为甲酸盐的最新进展,为CO₂还原用生物催化剂的研究提供了启示,为以CO₂为原料构建可行的CO₂还原系统来生产增值的燃料和化学品提供了理论基础。     

嗜热艾登短芽孢杆菌对聚乙烯醇的降解性能及机制

【目的】探究嗜热菌高效降解聚乙烯醇(PVA)的作用机制,为提升PVA污染治理效率提供理论基础。【方法】采用凝胶渗透色谱、UV光谱和红外光谱研究嗜热菌(Brevibacillus aydinogluensis FAFU 038)对PVA的降解性能,并对降解过程中PVA降解酶进行鉴定分析,建立酶反应动力学方程。【结果】在初始PVA浓度为1.00 g/L的体系中,48 h内嗜热菌FAFU 038对PVA的降解率可达到78%,120 h后稳定在80%,且对于低浓度和低聚合度的PVA降解效率更高。菌株FAFU 038可以降低PVA的分子质量,断裂分子链,可能产生酮类或醛类等小分子物质。降解的主要原因可能是由于嗜热菌胞内及胞外分泌的脱氢酶和氧化酶,其中胞外酶活占比45.02%。酶动力学方程表明：PVA浓度接近4.00 g/L时,该PVA降解酶可达到最大反应速率(V=7.18 U/min),米氏常数为3.47×10^-3 mol/L。【结论】嗜热艾登短芽孢杆菌FAFU 038能够高效降解PVA,脱氢酶和氧化酶是促进PVA降解的主要活性酶。