真养产碱杆菌ATCC17699生产聚β－羟基丁酸摇瓶发酵条件的研究

在摇瓶条件下，首先对Ａ．ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ生产ＰＨＢ的一步法和二步法进行了比较研究，然后探讨了Ａ．ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ对不同碳源的利用情况，提出了较佳的ＰＨＢ发酵条件，并分析了ＰＨＢ的发酵过程曲线．研究结果表明，本研究采用的Ａ．ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ以一步法生产ＰＨＢ较为适宜，其对３种不同碳源的利用能力为：果糖＞丁酸＞葡萄糖；培养基中的丁酸浓度和ｐＨ值对ＰＨＢ发酵的生产指标和动力学参数有较大影响，其最佳值为１．８％和ｐＨ为０．８；最终发酵过程达到细胞于重ρ＝７．２ｇ·Ｌ－１，胞内ＰＨＢ含量ρ＝５．０ｇ·Ｌ－１，ω（ＰＨＢ）占细胞干重７２．２％．     

流加发酵及添加L-半胱氨酸对产朊假丝酵母高密度培养合成谷胱甘肽的影响

通过7L罐考察了不同葡萄糖流加速率以及添加L-半胱氨酸对产朊假丝酵母(Candida utilis)WSH02-08高密度发酵生产谷胱甘肽(GSH)的影响.结果表明,在恒定速度(5.5g L-1h-1)流加葡萄糖30h的基础上,发酵45h后细胞干重最高达到73g L-1,此时向发酵罐中一次性添加L-半胱氨酸40mmol L-1,最终GSH产量和胞内GSH含量分别达到了1458mg L-1和2.26%.图4表1参11     

碱性果胶酯裂解酶基因工程菌Pichia pastoris诱导表达条件初步优化

在摇瓶水平上,采用单因素试验方法,对影响碱性果胶酯基因工程菌Pichia pastoris表达的主要因素进行研究.确定初始甲醇浓度、甲醇补加量和氮源酵母氮基(YNB)浓度3个主要影响因素的初步优化结果为5%、O.8%和1.3%.在此基础上,利用响应面分析法进一步优化.经优化,表达条件为初始甲醇浓度4.35%、甲醇补加量0.75%1:2及YNB浓度1.31%,优化后碱性果胶酯裂解酶(PL)表达量达到40.6 U/mL,较初始培养条件提高约2.3倍.同时,利用SDS-PAGE电泳对优化前后基因工程菌表达情况进行分析,结果同样表明胞外FI标蛋白PL表达量有明显增加,进一步证实条件优化后对目标蛋白PL分泌表达具有十分明显的促进作用.     

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)过氧化氢酶的分离纯化及性质

对产自枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis WSHDZ-01的过氧化氢酶,通过乙醇沉淀、DEAE阴离子交换层析、疏水层析3步纯化,最终获得电泳纯的目标酶(纯化6.8倍).该过氧化氢酶的亚基相对分子质量(M1)为63×103,在405 nm处显示特征吸收峰,推测含有血红素.计算获得酶的表观米氏常数为26.87 mmol L-1.该过氧化氢酶不受低亚硫酸钠的还原作用影响,但被氰化物、叠氮化物和3-氨基-1,2,4-三唑(单功能过氧化氢酶的专一抑制剂)强烈抑制.以邻苯二胺作为电子供体测定酶活时,该酶不显示过氧化物酶活性,因此本文将纯化的过氧化氢酶定性为单功能过氧化氢酶.此外,该酶具有热敏感的特点,且酶活在pH 5～10范围内不受pH影响,此后,活性随着pH的升高而升高,并在pH 11～12处有明显的酶活高峰,在pH 11、25℃放置60 min酶活基本不变,表明该酶在高碱条件下具有很高的活力和一定的稳定性.     

MBR中胞外聚合物累积对污泥性质的影响

以一体式膜生物反应器(MBR)处理模拟生活污水为研究体系,探讨累积胞外聚合物(EPS)的组成、含量及其分布对污泥特性的影响.结果表明,EPS经历一个低谷后,在35 d时出现明显累积,污泥比基质降解速率和污泥体积指数(SVI)也出现相应变化.体系中EPS总量及污泥中蛋白质与多糖比值的增加有利于污泥活性及其沉降性能的改善,EPS累积期大部分EPS存在于污泥中,从另一个角度证实了EPS与污泥活性及其降解性能之间的相关关系.     

一体式膜生物反应器出水方式对膜污染的影响

探讨了一体式膜生物反应器出水方式对膜污染的影响和采用Flundlich等温吸附方程来表征膜污染的可行性.在相同运行条件下,实验测得真空抽吸-空气反吹、真空泵抽吸和自吸水泵抽吸3种出水方式的吸附曲线方程依次为2.59c^1/0.957_e 、7.415c^1/1.369_e和7.10c^1/1.015_e. 试验结果表明,膜生物反应器的出水方式对膜污染有明显的影响,其中真空抽吸-空气反吹间隙运行方式引起的膜污染程度最轻.采用Flundlich等温吸附方程表征膜污染状况是可行的.     

谷氨酰胺转胺酶（MTG）的中试生产条件

考察了5L罐中淀粉预处理方式对微生物谷氨酰胺转胺酶（MTG）酶活的影响，探讨了MTG中试生产过程的逐级放大原则，并将5L小罐实验结果放大到30L小试和300L中试规模，研究结果表明：采用经液化处理的工业淀粉培养基进行发酵，MTG酶活、MTG生产强度及MTG产率分别比未用液化淀粉培养基提高了32%，32%和70%；以单位培养液体积中空气流量（qv/V）相同及消耗的功率（po/V）相同的原则为放大依据，将5L罐实验结果放大至30L小试及300L中试规模，30L罐发酵MTG酶活和MTG生产强度均高于5L罐，300L罐中MTG酶活达到3.15u/mL，MTG的平均比合成速率达到2.68uh^-1g^-1，接近于5L罐的MTG平均比合成速率，表明本研究所采用的通气量、搅拌转速等放大原则是可行的。     

产乙酸耦合系统产酸及其微生物种群动态分析

 研究了产氢产酸/同型产乙酸耦合系统在不同底物负荷条件下运行的产酸效率及其不同运行阶段的微生物种群变化.结果表明,系统在底物负荷为4~6g/(L·d)、水力停留时间(HRT)为20d 的状态下稳定运行时,乙酸在产氢产酸相达到25~32g/L;在同型产乙酸相达到14g/L左右;系统乙酸产率为0.40~0.48g/g.底物负荷不同时,微生物多样性发生相应变化.同型产乙酸相的Shannon 指数远低于产氢产酸相.耦合系统两相中始终有Clostridium 和Fusobacterium 的存在,而且为优势种群.     

碱性果胶酯裂解酶工程菌的构建

从本研究室筛选的BacillussubtilisWSHB04-02菌株中扩增出编码碱性果胶酯裂解酶的结构基因PL,将其插入大肠杆菌分泌表达载体pET22b( )多克隆位点,得到重组载体pET22b( )PL.序列分析表明,所获PL基因与已报道的B.subtilisSO113的PL基因的同源性为98%.重组载体在大肠杆菌BL21(DE3)中得到表达.SDS-PAGE分析显示,表达产物的分子量(Mr)均为43×103,同核酸序列测定所推导的值相符.该工程菌经IPTG诱导后,胞内酶活为8U/mL.研究发现,碱性果胶酯裂解酶不仅在胞内有酶活,胞外也有酶活,说明所构建的表达体系可使该酶向胞外分泌.图3表1参6     

食品废弃物厌氧酸化的条件以及聚羟基烷酸酯的生物合成

研究了利用食品废弃物进行厌氧酸化的各种条件。结果表明，当食品废弃物与水的质量比为1：3、食品废弃物厌氧酸化液pH值为6．5以及酸化温度为30℃时，对酸化后废液中各有机酸的产生有利，酸化过程中总有机酸产量最大为25～35g／L，特别当在食品废弃物厌氧酸化液中加入丁酸梭菌活菌制剂后，酸化过程发生了显著的变化。本文还研究了真氧产碱杆菌(Raltonia eutropha)利用食品废弃物厌氧酸化生成的有机酸进行聚羟基烷酸酯(polyhydroxyal-kanoates)合成的摇瓶分批发酵过程，图5参11。