混合培养微生物利用甘油补料发酵生产乙醇研究

采用浸麻芽孢杆菌和红曲菌990691用甘油混合发酵生产乙醇.结果表明,分批发酵中高浓度的甘油对乙醇发酵有着较强的抑制作用,分批发酵最佳甘油浓度为0.217 mol L-1.在分批发酵的基础上补料发酵,考察了不同甘油浓度的补料液和不同补料时间对乙醇发酵的影响.最终确定乙醇补料发酵较优的工艺条件为:反应器1 L,装液量700 mL红曲发酵液,甘油初始浓度为0.217 mol L-1,以补料方式每隔60 h分5次补加0.217 mol L-1甘油浓度的红曲发酵液,每次补加100 mL,发酵培养360 h.当乙醇最高浓度达0.221 mol L-1,乙醇总产率0.628 mmol h-1,乙醇/甘油转化率达87%(mol mol-1).与分批发酵相比,补料发酵很大程度解除了高浓度甘油的抑制作用,有效地利用了甘油,提高了乙醇的产量,且乙醇产率较为稳定.     

微波无极紫外光对自来水中微生物的灭活作用

选取大肠杆菌和枯草芽孢杆菌分别代表自来水中易被灭活和不易被灭活的微生物,研究了微波无极紫外光最佳杀菌效果的极限浊度和照射时间。在此条件下,考察了自来水中大肠杆菌和枯草芽孢杆菌杀灭情况,并与普通中压汞灯进行比较。结果表明:最佳照射时间为210s,微波无极紫外光杀菌率高达99.92%;为了获得最佳的杀菌效果,原水浊度应<8NTU,杀菌的极限浊度为40NTU;微波无极紫外光在180s时,对大肠杆菌的杀菌率达到100%;在300s时,对枯草芽孢杆菌的杀菌率达到100%,明显高于普通中压汞灯产生的紫外线杀菌效果。     

微生物转化淀粉废水制备生物灭蚊剂

采用摇瓶发酵试验探讨了淀粉废水为原料制备微生物灭蚊剂的可行性.结果表明,无需任何预处理工序,淀粉废水可作为微生物灭蚊菌株(Bacillus thuringiensis subsp. israelensis 187菌株和Bacillus sphaericus 2362菌株)的优良发酵培养基.Bti 187和Bs 2362菌株能在淀粉废水(含固率2.5%)为唯一原料的培养基中正常生长发育,并且产孢产毒.Bti 187和Bs 2362在淀粉废水发酵42 h,活菌数分别可达7.5×108、4.5×108 CFU·mL-1;抗热性芽孢数分别可达5.1×108、2.7×108 CFU·mL-1,均显著高于常规LB培养基.与LB培养基相比,淀粉废水培养基有利于提高芽孢产率、缩短发酵周期.毒力测定表明,淀粉废水培养42 h的Bti发酵液对淡色库蚊和白纹伊蚊的LC50分别为0.78、0.87 μg·mL-1,淀粉废水培养42 h的Bs发酵液对淡色库蚊和白纹伊蚊的LC50分别为0.70、16.06 μg·mL-1,淀粉废水明显有利于Bti 187与Bs 2362菌株的产毒.本研究不仅为淀粉废水提供了高附加值的处置新途径,而且可显著降低生物灭蚊剂的生产成本,具有广阔的应用前景.     

食物垃圾开放式乳酸发酵的实验研究

利用食物垃圾发酵生产乳酸,是实现其资源化的有效途径之一.底物不灭菌的开放式发酵,是一种简单、有效的利用食物垃圾生产乳酸的方式.通过对发酵过程中ρ(乳酸),ρ(总糖),ρ(可溶性糖)以及细菌数量变化的研究,对开放式发酵的机理进行了分析.结果表明:食物垃圾适于作为乳酸发酵的底物,在不投加任何营养物质的条件下,能促进乳酸菌的大量增殖.采用开放式发酵,可从食物垃圾产生36.29 g/L的乳酸,远高于封闭式发酵(底物灭菌).垃圾中土著菌群在开放式发酵中起到了分解复杂多糖和为乳酸菌提供可发酵性底物的作用,从而提高ρ(乳酸).      

响应面法优化海洋细菌MP-2酯酶发酵条件

采用响应面法(Response surfsce methodology)对海洋细菌MP-2酯酶的发酵条件进行了优化.首先采用了Placken-Burman方法对影响酯酶发酵的因素进行评价,筛选出了3个显著因素为豆饼粉、花生粕和种龄,并利用DesignExpert 7.0.3软件完成RSM法对显著性因素的进一步优化从而确定最佳条件.当花生粕0.9%;豆饼粉2.29%;接种量5·98%时,此时预测的最大酯酶活力为334.46 U/mL.在最佳发酵条件下,优化后该酯酶活力由258.8 U/mL提高到318.2 U/mL.实际酶活力达到理论预测值的95%,十分接近.     

乙酸钙不动杆菌对富营养化景观水体的净化作用

利用乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus),在室内采用投菌法对富营养化景观水体进行预处理试验研究.通过不同的投菌量ф=0.05×10-3、0.1×10-3、0.2×10-3,对水体进行处理,结果表明,乙酸钙不动杆菌对富营养化水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、CODcr,均有一定的去除效果,其中在投菌量为O.1×10-3时处理效果最好.通过进一步的连续投菌净化试验,水体中的TN、TP、CODcr显著降低,处理后,水体中叶绿素a的质量浓度为19.1 mg·m-3,去除率为83.7%,藻类基本得到控制.由此可见,乙酸钙不动杆菌能够有效性地去除水体中的有机物、氮、磷,因此具有净化富营养化水体的作用.     

番茄HP1和HP2基因RNA共干涉载体的构建及遗传转化

番茄HP1和HP2是色素积累的负调控因子,在光形态建成和色素积累调控中起着重要作用.将番茄HP1、HP2基因片段导入到植物表达载体pBI121,用番茄果实特异表达的TMF7基因的启动子替换原有的CaMV 35S启动子,构建果实特异表达HP1、HP2双基因RNA共干涉植物表达载体pBI121-TMF7-HP1HP2.通过根癌农杆菌介导转入番茄子叶,经组织培养成功获得转基因植株.半定量RT-PCR分析显示,转基因植株果实内HP1、HP2的表达量均明显低于野生型植株果实.转基因植株果实叶绿素含量比野生型明显升高,而叶片中的叶绿素含量无明显差异.该研究结果为采用基因工程的方法改善番茄果实营养品质作出了新的尝试和提出了新的思路.图6表2参15     

一株乙醇利用菌的分离及其在乙醇含量测定中的应用

从山西清徐农用沼气池中分离得到一株能以乙醇为唯一碳源和能源生长的菌株ME45,通过生理生化特征及16S rDNA序列分析,将ME45鉴定为嗜有机甲基杆菌(Methylobacterium organophilium).依据ME45能在有氧条件下利用乙醇的特性,因此以固定化细胞和溶氧仪组成测定系统测定了不同含量乙醇的响应时间以及溶氧变化与乙醇含量的关系.结果表明,乙醇含量在0.02%～2%(V/V)范围内,响应时间小于25 min,溶氧消耗量同乙醇含量呈函数关系,拟合系数(R2)为0.9947.干扰实验结果表明,该测定体系具有较强的选择性,待测乙醇样品中其它醇类物质含量不高于乙醇含量5倍对乙醇测定无干扰.以95%乙醇为样品进行多次测定,测定平均值为91.8%,RSD为3.5%,表明该反应体系重现性良好.本研究为进一步研究乙醇微生物传感器奠定了基础.图7表1参15     

嗜热脂肪土芽孢杆菌木聚糖酶基因的合成及其在大肠杆菌中的表达

来自嗜热脂肪土芽孢杆菌的木聚糖内切酶XT6在工业上有着重要的应用,已经成功应用于工业规模的生产试验.本文作者在合成XT6基因全序列的同时对其密码子进行了优化,且构建重组质粒在大肠杆菌中高表达.通过优化表达条件,功能正常的XT6基因在大肠杆菌中成功过量表达,蛋白表达量占细胞中总蛋白的65%.重组表达的木聚糖内切酶XT6特性和天然酶相似,以桦木木聚糖为底物测定细胞提取物中木聚糖酶活性,最大活性高达3 030 U/mL.本文首次报道了来自嗜热脂肪土芽孢杆菌中木聚糖酶基因全序列的合成和在大肠杆菌中成功过量表达.图6表1参19     

氧化亚铁硫杆菌对河口底泥中重金属的淋滤效果

从天津某铁厂附近排污河的酸性底泥中成功分离出氧化亚铁硫杆菌菌株,对其形态特征和DNA序列进行了鉴定。运用生物淋滤技术对河口底泥中重金属进行了淋滤实验研究。结果表明,氧化亚铁硫杆菌能够较快速启动生物淋滤,且接种该菌株进行底泥生物淋滤可有效溶出底泥中重金属。最佳淋滤条件为:Fe SO4·7H2O添加量为7 g/L,氧化亚铁硫杆菌的接种量为15%,硫粉添加量为3 g/L,污泥浓度为10%,温度为30℃和硫粉为3 g/L。在最佳淋滤条件下,底泥中Cu、Zn和Hg的去除率分别达到80.6%、63.9%和82.5%。