适合鲜甘薯原料乙醇发酵的低粘度快速糖化预处理

甘薯是我国燃料乙醇生产的主要原料之一.但由于鲜甘薯具有粘度大的特点,传统液化糖化处理很难在短时间内充分糖化原料;高粘度的醪液也难以进行管道输送,容易堵塞管路;同时,也会降低后续的乙醇发酵效率.本文作者采用了快速粘度分析法对鲜甘薯糊化粘度特性进行了分析,进而对预处理条件进行了研究,考察了醪液的料水比、预处理温度、pH、时间、离子种类、酶类及添加方式对糖化醪液的葡萄糖值(Dextrose equivalent,DE)和粘度的影响.获得的最佳预处理条件为:料水比2∶1,126℃、pH 2.5条件下预处理5 min,液化,糖化时加入果胶酶40 U/g醪液,纤维素酶0.5 U/g醪液.糖化2 h后,醪液DE值最高可达99.3,粘度4.5×104 mPa.s,而采用传统糖化工艺,糖化2 h后,醪液DE值仅为85.8,粘度大于1.0×105 mPa.s.此预处理方法也可用于快速糖化不加水的醪液.经预处理.糖化2 h,醪液DE值可达97.6,而对照仅为76.6.后续的乙醇发酵试验表明,通过此预处理方法获得的糖化醪液对乙醇发酵无负面影响.图1表4参20     

耐高氨氮浮萍的筛选及优势品种的生长特性

为寻找有效处理猪场废水等高氨氮废水的浮萍品种,对采集自48个国家和地区的520株浮萍品种在400 mg/L氨氮浓度废水,pH 6.6条件下进行初次筛选,在250 mg/L氨氮浓度下进行复筛,并对筛选所得品种的游离氨耐受性及SOD酶活进行测定.通过初筛获得23株存活浮萍品种,复筛获得XJ3(Landoltia punctata)、D0045(Spirodela polyrhiza)两株优势品种,其在250 mg/L氨氮浓度下蛋白质积累能力分别为2.17 g m-2 d-1、2.15 g m-2 d-1,干物质积累速率分别为4.98g m-2 d-1、4.60 g m-2 d-1,氮元素同化效率分别为11.84%、13.11%.实验表明XJ3可耐受游离氨浓度达1.31 mg/L,D0045可耐受最高游离氨浓度大于0.80 mg/L,验证性实验中,浮萍可在pH 4条件下800 mg/L氨氮废水中存活.SOD酶活性测定显示XJ3、D0045在250 mg/L氨氮胁迫环境下,SOD酶活性变化幅度较小,说明其相对于其他品种具有较强的氨氮胁迫耐受性.因此,XJ3、D0045两株优势浮萍植株可实现高氨氮废水中氮元素的有效转化,对于净化高氨氮废水具有较大潜力.     

一株运动发酵单胞菌Zy-1快速生产乙醇

经多次实验优化，得到运动发酵单胞菌Zy发酵葡萄糖生产乙醇较合适的条件．Zy的诱变菌株Zy-1在该条件下发酵葡萄糖生产乙醇比原始菌株更有较大优势．当葡萄糖浓度为200gL^-1时，发酵48h，乙醇浓度96．5gL^-1，残糖2．3gL^-1，发酵效率为94．42％．Zy-1发酵天然原料米粉、木薯、红薯干等，发酵时间44h，乙醇浓度达95gL^-1以上，发酵效率92％以上．发酵液用DNS法测定，还原糖约2gL^-1，残总糖因原料种类不同，其值有所差异（5～20gL^-1）．经薄层层析分析，发酵液无葡萄糖，而是二糖、三糖等低聚糖．图2表5参12     

辽东湾网采浮游植物粒级结构的胁迫响应

基于2012~2014年春、夏、秋、冬季辽东湾网采浮游植物及环境因子的调查资料,对辽东湾南、北2个区域的浮游植物粒级结构分布规律及其环境胁迫响应进行了分析,并评估了浮游植物群落结构的稳定性.结果表明,辽东湾海域浮游植物春、夏、秋季丰度主要集中在小粒径范围,冬季主要集中在中粒径范围;生物量春、夏、秋季主要集中在中粒径范围,冬季主要集中在大粒径范围,南部区域浮游植物粒径整体上大于北部区域.寡营养水域以及较低的水温环境更适于大粒径浮游植物生存.春、秋、冬季浮游植物群落结构比较稳定,但夏季偏离平衡点.南部区域群落结构整体上比北部区域稳定,网采中、大粒径组的W统计量可以作为浮游植物群落结构稳定性的评估指标.     

米曲霉氨基酰化酶酶法拆分制备D型芳香族氨基酸

以DL-苯丙氨酸为起始原料,乙酸酐乙酰化后得到N-乙酰DL-苯丙氨酸,利用米曲霉氨基酰化酶立体结构专一催化水解N-酰基-L-氨基酸的酰胺键的特点,分别得到L-苯丙氨酸和N-乙酰D-苯丙氨酸.通过结晶法分离两者后,N-乙酰D-苯丙氨酸经6 mol/L HCI水解得到D-苯丙氨酸.由此拆分DL-苯丙氨酸得到光学纯度分别为98%的L-苯丙氨酸(收率84.8%,以原料N-乙酰-DL-苯丙氨酸的0.5倍摩尔量为理论产率)和92.3%的D-苯丙氨酸(收率89.5%).参22     

初期通气和震荡培养提高高浓度乙醇发酵的乙醇浓度和产率

研究了氧气和震荡条件对酿酒酵母高浓度乙醇发酵的影响.结果表明,震荡是提高发酵液乙醇浓度和产率的最重要因素.与静止培养相比,在不通气情况下震荡培养使乙醇浓度提高了69%(从75.8 g L-1提高到128.1 g L-1),在通气条件下乙醇浓度提高了68.7%(从85.2 g L-1提高到to 143.8 g L-1).在最优条件下,两次补料,经54 h发酵,发酵液中乙醇浓度达到143.8 g L-1,乙醇产率与理论产率的比值为0.471 g/g(即92.20%).经分析,通气和震荡条件提高了发酵液中酿酒酵母的生物量和细胞活力.图5表1参12     

微生物燃料电池产电研究及微生物多样性分析

以乙酸钠为阳极底物,碳毡材料为阴阳电极,构建了无介体双室微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC),研究不同阴极受体、外接电阻、乙酸钠浓度和不同接种方式等因素对电池产电性能的影响.根据不同接种方式下微生物燃料电池产电性能差异,利用PCR-DGGE技术对不同接种方式下的微生物多样性进行分析.研究结果表明:在500 mL的阴阳极反应体系中,当接入500 Ω外电阻,阴极电子受体为高锰酸钾,阳极乙酸钠质量浓度为6.46 g/L,只接入附着有大量微生物的电极时,微生物燃料电池产电性能最好,最大电功率密度可达353.57 mW/m2,库伦效率为39.35%;微生物多样性分析显示.δ-变形菌纲、β-变形菌纲和拟杆菌门的菌种更适应微生物燃料电池的运行环境,能在电极上大量富集.提高电池的产电性能.是电极上的优势菌群.图8表1参21     

克拉维酸产生菌的诱变育种

以克拉维酸产生菌棒状链霉菌Streptomyces clavuligerus CCRC11518 Ⅲ50为出发菌株,比较各种物理和化学诱变剂处理对其克拉维酸生物合成的影响,确定亚硝基胍为棒状链霉菌诱变育种的诱变剂及其处理剂量为2 mgmL-1、40 min.经业硝基胍处理40 min(处理浓度为2 mg mL-1)后,采用新颖理性化筛选方法,通过筛选自身代谢产物抗性突变株、克拉维酸抗性突变株和链霉素抗性突变株,最终得到一株克拉维酸高产菌Ⅵ118,其克拉维酸产量较出发菌株提高了67.9%.该高产突变株在琼脂斜面培养基上连续传接10代,克拉维酸产量保持稳定.     

木质纤维素生产燃料乙醇的关键技术研究现状

木质纤维素是自然界广泛存在且廉价的可再生资源.其主要成分纤维索、半纤维素是潜在的燃料乙醇生产原料.虽然由木质纤维素生产燃料乙醇的技术路线已具可行性,但存在着具体工艺环节复杂、生产能耗高等局限,严重阻碍了其规模化生产.目前纤维素燃料乙醇生产主要围绕预处理、酶解、发酵三大关键步骤进行技术攻关,其中预处理的能耗和效率、发酵过程的五碳糖利用等问题成为该工艺的重要制约因素.本文在综述国内外纤维素乙醇生产关键步骤的基础上,着重分析了各种物理、化学和生物预处理的优缺点以及新兴的预处理思路,归纳了各类纤维素乙醇生产菌的特点,包括耐高温和五碳糖的利用,并介绍了当前主要的发酵方式和优化措施,以期为木质纤维素生产乙醇提供新的研究思路.表5参86