海藻酸钙凝胶颗粒固定化抗冻酵母AFY-1的机制分析及条件优化

本文旨在开发抗冻酵母AFY-1的海藻酸钙凝胶固定化技术,探明固定化机制。在不同海藻酸钠浓度、Ca Cl2浓度和固化时间条件下制备固定化酵母,并在一定条件下进行乙醇发酵,分析发酵能力与酵母生长、凝胶颗粒通透性之间的关系,然后通过响应面实验优化固定化条件。实验结果显示,乙醇收率随凝胶颗粒通透性的增加呈线性增加,而酵母生长与固定化条件无关,基本保持不变。当固定化条件为海藻酸钠质量分数1.45%、Ca Cl2质量分数17.45%、固化时间1.09 h时,固定化酵母的乙醇收率可达24.1%,高于游离酵母的20.9%。此外,固定化酵母的生长能力明显强于游离酵母。在固定化酵母的乙醇发酵中,每个三角瓶(250 m L)内的总细胞数从5.0×10~8个增加到大约11.2×10~8个;而在游离酵母的乙醇发酵中,每个三角瓶内的总细胞数从5.0×10~8个仅增加到7.5×10~8个。     

聚乙烯醇-海藻酸盐共固定化冰核活性细菌——黄单胞菌TS206的研究

冰核活性细菌固定化在食品冷冻浓缩中的应用具有重要意义,冰核活性和抗渗漏能力是衡量其性能的两个重要技术指标。研究采用PVA和海藻酸盐作为固定化载体,通过两者优良性能的互补而建立对冰核活性细菌Xanthomonas ampelina TS206的共固定化技术。结果表明,细胞投入量对冰核活性有较大影响,基础固定化条件对固定化技术指标的综合评分影响程度大小的顺序依次为：海藻酸钠浓度＞硼酸浓度＞PVA浓度＞CaCl2浓度,各因素的较优水平是：海藻酸钠浓度1%,硼酸浓度5%,PVA浓度8%,CaCl2浓度1.1%;研究还发现冰核活性与固定化凝胶珠的添加量正相关,与固化时间相关性较小,渗漏量受固定化凝胶珠的添加量和固化时间影响不显著。     

固定化酵母细胞实验的再探究

高中生物学选修1课题3中"酵母细胞的固定化"实验在2019年新增为高考内容,对学生和教师是一个新挑战。该实验操作难度大,成功率低,明显影响学生的实验热情。从酵母细胞的活化条件、海藻酸钠的溶化条件和海藻酸钠的配制等实验疑难点入手,对该实验进行再探究,建立多组对照实验,逐步优化,提高了实验成功率,为学生实验或演示实验提供参考。     

啤酒酵母生物吸附镉的研究

研究了啤酒酵母在游离与固定化条件下对重金属离子Cd^2 的生物吸附特性。灭活的啤酒酵母在适当条件下对Cd^2 有较强的吸附作用,它的吸附能力受到酵母浓度、Cd^2 浓度、pH值和固定化方法等的影响。结果显示：实验条件下,啤酒酵母的最高吸附率达93％,此时的吸附能力为46．5mg Cd^2 ／g干酵母。吸附后用1mol／L的HC1解吸,解吸率达84％。用海藻酸钙凝胶包埋法对啤酒酵母细胞进行固定化,固定化细胞对Cd^2 的吸附主要受到海藻酸钠浓度和Cal2浓度的影响,且凝胶本身对Cd^2 的吸附能力不能忽略。     

海藻酸钙凝胶包埋法制备固定化小球藻

采用海藻酸钙凝胶包埋法对普通小球藻进行固定化,考察了海藻酸钠浓度、Ca Cl2浓度、胶球直径和胶球培养密度对固定化小球藻生长的影响,比较了游离和固定化小球藻细胞的生长特性,并测试了固定化小球藻的连续培养性能。结果表明,小球藻适宜的固定化条件为:海藻酸钠浓度2%(W/V)、Ca Cl2浓度1.5%(W/V)、凝胶球直径3 mm、凝胶球培养密度200粒/100 m L;与游离态小球藻相比,固定化小球藻的生长周期较长,在对数期后期和稳定期的生长态势优于游离态细胞,并可实现重复循环利用;连续培养实验显示,在优化条件下制备的固定化小球藻可连续使用200 h左右,有望用于生物催化和生物转化中的连续反应体系。     

“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的问题探讨

以科学诚信为原则,探讨高中生物学"探究酵母菌细胞呼吸的方式"实验中出现的问题:高活性干、鲜酵母的活化液即可与重铬酸钾浓硫酸反应变成灰绿色,严重干扰了实验结果;使用实验室培养的纯酵母可解决这一难题;遇酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色的不一定是酒精,还有其他醇类及还原性糖类等;提高探究性实验教学效率,缩短酵母菌呼吸作用时间,在30 min内完成酵母细胞呼吸速率的测定。     

一种新型蛋白类药物口服载体的海藻酸钠/巯基化果糖-壳聚糖复合水凝胶

壳聚糖经果糖修饰以改善其水溶性,再经半胱氨酸修饰得到巯基化果糖-壳聚糖。海藻酸钠与巯基化果糖-壳聚糖混合溶液经氯化钙及硫酸钠双重交联制得复合水凝胶珠。溶胀试验结果表明:该凝胶珠在pH值6.8及7.4时的溶胀率分别是pH值1.2时的7倍和10倍左右。牛血清白蛋白(BSA)包载试验结果表明:BSA重量为凝胶珠质量的20%时,包载率可达94%以上,随着巯基化果糖-壳聚糖在凝胶珠中比例增加,BSA包载率上升。BSA释放试验表明:pH值1.2时BSA的释放率很低,只有6%～10%的BSA从凝胶珠中释放出来,随后累积释放量基本不变;pH值6.8和pH值7.4时BSA的释放率迅速提高,因此这种复合水凝胶珠可作为一种潜在的口服蛋白类药物载体。     

左旋麻黄素半生物合成的研究固定化酵母细胞生物合成L-PAC(L-苯基乙酰基甲醇)

本文对影响酵母菌生物合成L-PAC的主要因素进行了研究.结果表明酵母菌株Sc-5按2g鲜细胞/3.2%50ml海藻酸钠凝胶固定化后,所获固定化凝胶珠置于装有4倍体积反应液的容器中,在振荡频率220转/分、温度28-30℃、添加0.2%的Vc时,枇次生物合成L-PAC产量最高,达2.0g/L.     

深入探究“植物细胞吸水、失水原理”

通过实验得出萝卜细胞液的浓度,以准确的数据作为一个已知条件降低"植物细胞吸水、失水原理"这一知识点的难度,有利于实际教学。学生就能顺理成章地得出结论:细胞液浓度周围溶液浓度时,细胞吸水;细胞液浓度周围溶液浓度时,细胞失水。再借助物理上的"气体扩散",以及实验中盐水溶液的具体配置,帮助学生更好地理解水向浓度"高"处流原因。     

一种简易测定植物细胞液浓度的方法

全日制普通高级中学教科书（必修）第3章第4节“植物对水分的吸收和利用”讲到细胞吸水和失水情况,并通过“观察植物细胞的质壁分离与复原”实验来判断细胞液与外界溶液浓度的关系。实验操作简单易行、效果明显。但是该实验只能定性地判断细胞液浓度与外界溶液浓度的关系,不能具体测定细胞液浓度的大小。为更好地培养学生分析综合能力,笔者在指导学生做该实验时,变验证性实验为探究性实验,测定细胞的细胞液浓度。     

一种制备珠型固定化细胞颗粒的简易方法

珠型固定化细胞颗粒有总表面积大、机械强度高和便于操作等优点,从而被固定化细胞实验广泛采用。实验室包理制备珠型固定化细胞颗粒多用注射器滴注法,但由于海藻酸钠、聚乙烯醇等的高粘度,以及手的用力不均,致使注射器制备固定化颗粒费力、大小不均一,且常带有小突起,而固定化颗粒的均一性对于它的应用是非常重要的。本文用蠕动泵代替注射器制备固定化细胞颗粒,得到了较好的效果。该法简单易操作,现介绍如下。l材料与方法1．l菌种假单胞菌（hen咖monasSPJ门及1．2主要化学试剂和仪器海藻酸钠（化学纯）,聚乙烯醇（化学纯）,蠕动…     

固定化植物乳杆菌的制备及其发酵条件优化

采用海藻酸钠包埋植物乳杆菌并通过测定固定化细胞发酵清液的抑菌效果,优化得到的固定化最佳工艺条件为:海藻酸钠浓度为3%,CaCl2浓度为1.5%,菌悬液体积为3.5 mL(4.0×108 cfu/mL).固定化细胞重复发酵多批次效果良好.固定化细胞发酵条件优化结果表明:最适pH为7.0,最适温度为36℃,培养基中添加0....     

内凝胶藻酸盐固定酵母细胞

本文研究了内凝胶藻酸盐固定酵母细胞的方法。其原理是在藻酸盐内部含有不溶性钙化合物的特定部位上发生凝胶,在此溶液中随着D-葡糖酸-1.5内酯水解而伴随溶液的pH值降低,这时钙离子从不溶性钙化合物中释放出来,促使藻酸盐凝胶化。用内凝胶方法能够制备任意形状的胶粒,又可组成新类型发酵反应器。使用标准的发酵程序评价了内凝胶固定化细胞的颗粒的特性。新的凝胶方法在发酵速率和凝胶强度方面均显示出人们所希望的特性。     

海藻酸盐固定化北京丙酸杆菌丙酸发酵的研究

本文报道利用海藻酸钠固定化北京丙酸杆菌,及其丙酸发酵的最适条件。最适海藻酸钠和菌体的起始浓度分别为2％和I00％(w／v)。菌体和海藻酸盐混合滴入CaCl₂：溶液中得到直径为3—4 mm球形颗粒。将固定化细胞放入25ml厌氧管中5 g颗粒/15ml培养基。其成分为(％)：葡萄糖1,酵母膏0．5,CaCI₂0.1。30℃静置培养产生大量的挥发酸,丙酸对乙酸的比例接近10：1。固定化细胞重复利用发酵30次,保持稳定活性65天。     

不同浓度海藻酸钠处理对油桃保鲜效果的影响

使用浓度为10%、15%、20%的海藻酸钠溶液对油桃涂膜处理5min,定期测定油桃果实的理化指标,研究不同浓度海藻酸钠涂膜处理油桃果实,对其贮藏品质的影响。结果表明：涂膜处理能够抑制油桃果实腐烂率、失重率的上升,推迟其呼吸高峰的出现时间,延缓油桃果实含糖量、维生素C含量、含酸量和硬度的下降速度;海藻酸钠涂膜处理有利于油桃保鲜,其中浓度为15%的海藻酸钠溶液涂膜处理对保持油桃果实的贮藏品质效果最好。     

纤维剩余物发酵制备乙醇工艺研究

单因素实验和正交优化对固定化酵母制备工艺条件进行优化研究,并对固定化酵母的重复利用发酵能力进行了考察,其优化工艺条件为海藻酸钠与酵母质量比1∶2 g·g~(-1),底物糖浓度30%,酵母用量1.5 g,固定化酵母发酵120 h。在此条件下,乙醇产率均值为83.68%。为塔拉纤维剩余物的酶解液发酵制备乙醇提供技术支撑。     

具有佐剂效果的海藻酸钙纳米胶囊制备

利用海藻酸多糖酸沉淀性质并结合乳化技术,本研究开发了一种酸沉淀诱导相变制备海藻酸钙纳米胶囊的新颖方法,并通过改变海藻酸钠溶液和表面活性剂浓度获得了最小平均水动力学直径在300 nm以下的球形凝胶颗粒,粒径分布均一,表面呈负电性。细胞培养实验结果表明,该海藻酸钙纳米胶囊对人外周血来源未成熟树突状细胞的成熟有与肿瘤坏死因子?（TNF-?）和细菌脂多糖（LPS）相当效力的刺激作用。蛋白质分子可通过共价偶联方式负载。该海藻酸钙纳米胶囊在新型疫苗设计、细胞治疗和靶向给药等方面具有重要的应用潜力。     

不同浓度海藻酸钠处理对黄瓜保鲜效果的影响

用浓度为1.0%、2.0%、3.0%的海藻酸钠溶液对黄瓜浸泡处理5min,晾干后室温下贮藏,定期测定黄瓜各项指标,研究海藻酸钠对黄瓜的保鲜效果。结果表明,不同浓度海藻酸钠溶液处理,能延缓黄瓜失重和腐烂,较好地保持黄瓜硬度,延缓黄瓜可溶性固形物、维生素C的损失。其中,浓度为2.0%的海藻酸钠溶液对黄瓜的保鲜效果好。     

海藻酸钙包埋氧化亚铁硫杆菌的固定化研究

采用非稳态法测定FeSO4在包埋和未包埋氧化亚铁硫杆菌的凝胶中的有效扩散系数。结果表明,FeSO4在凝胶中的有效扩散系数De随着海藻酸钠浓度的升高而降低,当海藻酸钠浓度为2%时最优;凝胶剂CaCl2的浓度对扩散系数的影响较小。包埋的氧化亚铁硫杆菌在10h达到增殖平衡,而FeSO4在包埋细菌的凝胶内扩散系数明显减少。     

使用透明质酸钠复合海藻酸钠水凝胶球3D培养软骨细胞抑制细胞去分化的研究

目的:验证海藻酸钠(Alginate,Alg)水凝胶球添加透明质酸钠(Sodium hyaluronate,HA)后,对大鼠膝软骨细胞体外3D培养时软骨细胞去分化的抑制情况。方法:用Ⅱ型胶原酶消化法获取2周龄SD大鼠膝关节原代软骨细胞,体外培养传代至P2。细胞分为2组,1组用2%海藻酸钠水凝胶球3D培养(Alg组),另一组用2%海藻酸钠+1%透明质酸钠的水凝胶球3D培养(Alg/HA组),采用正交法制作海藻酸钠水凝胶球。培养14天后,两组各取水凝胶球进行死活细胞染色观察细胞状态。其他水凝胶球收集后用4%多聚甲醛固定,30%蔗糖溶液脱水,OCT(Optimal cutting temperature compound)包埋剂包埋切片,采用苏木精-伊红染色法(Hematoxylin-eosin staining,HE染色)、甲苯胺蓝染色观察软骨细胞形态;采用阿利新蓝染色观察对比糖胺聚糖(Glycosaminoglycan,GAG)含量;采用免疫荧光染色对比Ⅱ型胶原(Collagen typeⅡ,ColⅡ)含量;采用蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测软骨细胞ColⅡ和聚蛋白多糖(Aggrecan,ACAN)的表达情况。结果:死活细胞染色显示两组水凝球内软骨细胞状态良好,几乎无死细胞;阿利新蓝染色显示Alg/HA组与Alg组相比软骨细胞分泌更多的GAG;免疫荧光染色显示Alg/HA组比Alg组软骨细胞内含更多的Ⅱ型胶原;Western blot显示Alg/HA组软骨细胞比Alg组ColⅡ的蛋白表达更多。结论:含透明质酸钠的海藻酸钠水凝胶可以更好地维持软骨细胞的表型,抑制软骨细胞去分化。