生物絮凝剂γ-聚谷氨酸絮凝性能研究

研究了枯草芽孢杆菌NX-2制备的生物絮凝剂γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的絮凝活性。γ-PGA对高岭土、活性炭等悬浮液具有较高的絮凝活性,絮凝活性稳定,热稳定性好,用量高于10mg／L时适用pH范围宽,最适投加浓度为20mg/L,加入Ca^2 、Mg^2 、Fe^3 、Al^3 、Fe^2 、Na^ 等金属离子能不同程度增强γ-PGA的絮凝活性,其中Ca^2 助凝效果最高。使用Ca^2 作助凝离子可降低γ-PGA用量,但Ca^2 浓度过高会明显降低γ-PGA的絮凝活性。还研究了γ-PGA对电镀废水的处理效果,实验证明γ-PGA能有效降低电镀废水中Cr^ 3、Ni^ 2等离子的浓度。     

一株产絮凝剂芽孢杆菌的分离及成份分析

从超高压灭菌的哈密瓜汁中筛选出一株具有高絮凝活性的芽孢杆菌。经形态及生理生化指标测试,初步确定该菌株为Bacillussp.B53。对此菌产生的絮凝活性成分纯化后经高效液相色谱、薄层层析分析表明该絮凝活性物质是聚γ谷氨酸,产量达到12.48g/L,该物质仅由谷氨酸组成,在212nm处有最大吸收峰,电泳结果表明Bacillussp.B53所产聚γ谷氨酸是分子量集中在440～669kD之间的多分子量聚集体,该絮凝剂有效地絮凝各种无机和有机的介质,高岭土和Ca(OH)2效果明显。     

Bacillus amyloliquefaciens C1菌株γ-PGA合成基因pgsBCAE的克隆与表达

γ-PGA是微生物合成的一种新型高分子生物可降解材料,基因工程菌株的构建对于其合成机理及开发生产具有较高的研究价值。利用Self-Formed Adaptor PCR(SEFA-PCR)方法扩增出菌株B.amyloliqueficiens C1的γ-PGA合成酶基因簇pgs BCAE,将其克隆到表达载体p ET29a(+)中并转化至表达宿主E.coli BL21(DE3)。结果表明,转化所得的工程菌株在IPTG诱导下通过摇瓶发酵生产0.14 g/L的γ-PGA。Mn2+和Zn2+能够显著促进重组子E.coli BL21(p ET29α-pgs BCAE)发酵合成γ-PGA的产量,并且这种促进作用随着Mn2+和Zn2+浓度的提高而越加显著。Mg2+在低浓度(1 mmol/L)下也促进重组子合成γ-PGA,之后随着Mg2+浓度的升高,这种促进作用逐渐减弱,当Mg2+浓度达到4 mmol/L时,反而抑制重组子γ-PGA的合成。菌株B.amyloliqueficiens C1基因组内含有完整的γ-PGA合成酶基因簇pgs BCAE,该基因簇能够在表达宿主E.coli BL21中被诱导表达并合成γ-PGA,且其γ-PGA的合成受金属离子的影响。     

絮凝菌JMH 48的鉴定及其产絮凝剂条件的优化研究

从活性污泥中分离筛选得到具有高絮凝活性的微生物絮凝菌JMH 48。采用分子生物学结合经典的生理生化对JMH 48絮凝菌进行鉴定及絮凝体系研究,16S r DNA序列分析、生物化学、生理学特性确定JMH48絮凝菌为一种蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),使其具有高聚凝活性的最佳碳氮比是葡萄糖与蛋白胨(43:1);最佳培养条件为接种量4%,初始p H 7.0,培养时间3 d,温度20℃;最佳培养基(g/L)为:葡萄糖20 g、K_H_2PO_42 g、K_2HPO_45 g、(NH_4)_2SO_40.2 g、Na Cl 0.1 g、蛋白胨0.5 g、Mg SO_4·7H_2O 0.2 g。最优培养条件下,JMH48的絮凝率可高达98.26%。处理时间为20 min,加入絮凝剂的量为0.6 m L,Ca Cl_2的加入量为1.25 m L,p H值为7时絮凝效果最好。絮凝体系中絮凝率达到96.54%。     

保水功能菌枯草芽胞杆菌LX-1固态发酵的工艺优化

γ-聚谷氨酸(γ-PGA)对土壤保水和提高植物抗逆性具有明显作用,为了利用农产品加工下脚料发酵生产含有γ-PGA的保水功能肥料,对福建省微生物研究所环境微生物研究室分离到的产γ-PGA的枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)LX-1的固态发酵培养基配比进行优化。实验以发酵产物的荧光素双醋酸酯酶(FDA)酶活和增比黏度为指标,在通过单因素实验选定固态发酵料的碳源、氮源、无机盐溶液的最佳配比以及无机盐较佳添加量的基础上,通过拟水平均匀设计U₇* (7⁴试验,得出菌株LX-1固态发酵的最佳培养基配方：V豆粕V麦麸V无机盐溶液=644,其中无机盐溶液的最佳配方为K₂HPO₄·3H₂O 5.24 g/L、MgSO₄·7H₂O 0.78 g/L、NaCl 11.67 g/L。为利用农产品加工下脚料发酵生产含γ-PGA保水肥料提供参考。     

γ-聚谷氨酸的抗氧化及对UV辐射致皮肤细胞光老化的修复作用

寻找天然抗氧化物用于修复皮肤光老化问题是目前的研究热点之一。γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是由微生物发酵制备的一种天然高分子聚合物材料,具有清除自由基的能力,但其抗氧化、抗皮肤光老化效果及与γ-PGA分子量的关系尚未明确。本文中,笔者考察不同分子量的γ-PGA对超氧阴离子自由基(·O~-_2)、羟基自由基(·OH)和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(·DPPH)的清除能力。结果显示:不同分子量的γ-PGA对以上3种自由基均表现出一定程度的自由基清除活性,清除率可分别达31.36%、97.55%和74.64%。通过构建紫外线诱导小鼠皮肤成纤维细胞(L929)氧化损伤光老化模型,确定不同分子量的γ-PGA都能一定程度修复光老化细胞损伤并能减少光老化细胞中氧自由基(ROS)、氮自由基(NO)的增加,其中分子量3.0×10~5的γ-PGA修复光老化细胞损伤的效果最佳。     

不同pH调节剂对产琥珀酸放线杆菌NJ113发酵产丁二酸的影响

在3L发酵罐中分别采用不同的碱性物质作为pH调节剂,考察其对产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes NJ113厌氧发酵制备丁二酸的影响。结果表明:Ca2+、NH4+调节剂对菌体生长代谢有较大阻碍作用,丁二酸产量较低;采用含Na+调节剂,在发酵中后期菌体出现絮凝现象严重,且产丁二酸能力骤降;采用含Mg2+调节剂,整个发酵过程菌体代谢旺盛,发酵效果较佳。根据各碱性物质的调节能力以及对菌体生长代谢的影响,选择NaOH、Mg(OH)2和Na2CO3、Mg(OH)2分别作为混合碱组分调节pH,并对两组混合碱中各物质的质量比例进行优化。结果表明,以NaOH、Mg(OH)2混合,两者质量比为1:1时,发酵效果最好,丁二酸质量浓度高达到69.8g/L,质量收率74.5%。该种混合碱配比可有效替代碱式MgCO3调节pH,既达到高产丁二酸的目的,又可降低生物制备丁二酸的成本。     

高效絮凝剂产生菌的筛选及絮凝活性研究

从污泥中分离筛选出1株具有高絮凝活性的细菌菌株F78,对其进行了分子鉴定,测得该菌16SrDNA长度为1501 bp,在GenBank中的登录号为EU443097,序列比对结果显示,该菌与粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)的16S rDNA碱基序列相似性为99%。絮凝活性物质可由F78菌株分泌到胞外,通过对絮凝活性影响因素的研究,发现Ca2 的助凝效果比Fe3 、Fe2 、K 、Na 好;在高岭土悬液pH 3.0~12.0范围内,能保持较高的絮凝活性;菌株F78产生的絮凝活性物质具有良好的热稳定性。     

陕西红富士苹果矿质营养DRIS标准研究

通过对60个红富士苹果园叶片中N、P、K、Ca、Mg、Fe等6种元素含量的测定和统计分析表明,苹果产量和品质是叶片N、P、K、Ca、Mg、Fe等元素含量综合作用的结果;通过主因素分析,各因素对产量的影响顺序为产量(Y1)x3(K)>x2(P)>x1(N)>x4(Mg)>x5(Ca)>x6(Fe);对可溶性固形物浓度(Y2)的影响顺序为x4(Mg)>x3(K)>x6(Fe)>x1(N)>x5(Ca)>x2(P);对硬度(Y3)的影响顺序为x1(N)>x6(Fe)>x3(K)>x4(Mg)>x2(P)>x5(Ca);对>80%果面红色果占有率(Y4)的影响顺序为x3(K)>x2(P)>x1(N)>x4(Mg)>x5(Ca)>x6(Fe);对低产组(产量<22 500 kg/hm2)大量元素需肥强度影响最大的为K,占该组的53.4%,对中量元素需肥强度影响最大的为Ca和Mg,均占该组的40%;对高产组(产量≥22 500 kg/hm2)DRIS重要参数的表达式为N/K、P/N、K/P,Ca/Mg、Fe/Ca、Fe/Mg,N/K、Ca/K、Ca/N,K/P、Fe/P、Fe/K,Ca/K、Mg/K、Ca/Mg,根据试验结果制定出红富士苹果园N、P、K、Ca、Mg、Fe的DRIS适宜指数范围分别为-8.355～23.011、-13.784～22.078、-12.772～9.544、-2.114～11.532、-2.503～8.902、-4.617～5.291;各园的需肥顺序用图示法和指数法判断,其结果一致.     

暹罗芽孢杆菌高产γ-聚谷氨酸的发酵条件优化

【背景】γ-聚谷氨酸（poly-γ-glutamic acid,γ-PGA）产生菌多为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）等,而暹罗芽孢杆菌（Bacillus siamensis）相关研究较少。【目的】研究暹罗芽孢杆菌产γ-PGA的液体发酵条件。【方法】以自行分离的暹罗芽孢杆菌CAU83为出发菌株进行液体发酵,通过单因素试验和正交试验法研究了碳氮源、前体物质、发酵温度及pH对菌株生产γ-PGA的影响。【结果】经摇瓶优化,γ-PGA的最适碳源、氮源和前体物质分别为乳糖30g/L、酵母提取物5g/L和L-谷氨酸钠60 g/L,最适培养条件为发酵温度37℃和pH 7.0,γ-PGA产量由8.4 g/L提升至30.1 g/L,比优化前提高了260%。经分批补料发酵,60 h时γ-PGA产量最高为59.5 g/L,比摇瓶提高了98%,产率为0.99 g/（L·h）。所产γ-PGA分子量为3.8×10⁶ Da,聚合度较高。【结论】...     

CO2浓度升高对毛竹器官矿质离子吸收、运输和分配的影响

为了给大气CO2浓度逐渐升高背景下的毛竹林适应性经营管理提供理论依据,运用开顶式气室(OTCs)模拟大气CO2浓度升高(500、700 μmol/mol)情景,以目前环境背景大气为对照,研究了Na+、Fe2+-Fe3+、Ca2+、Mg2+等矿质离子在毛竹器官中吸收、运输和分配的变化规律.结果显示,除CO2浓度700 μmoL/mol对Ca2+浓度在毛竹器官中大小排序会产生影响外,CO2浓度500、700 μmol/mol并未改变毛竹器官中Na+、Fe2+,Fe3+、Mg2+、Ca2+浓度的大小排序.CO2浓度升高对竹叶Fe2+-Fe3+和竹枝Fe2+-Fe3+、Mg2+浓度无明显影响,但对器官的其它矿质离子浓度会有不同程度的影响,竹叶Ca2+和Mg2+、竹枝Na+和Ca2+、竹秆Na+和Ca2+及Mg2+、竹根Na+和Mg2+浓度明显提高,竹叶Na+、竹秆Fe2+-Fe3+、竹根Fe2+-Fe3+和Ca2+浓度明显降低;随着CO2浓度的升高,竹叶Fe2+-Fe3+/Na+、Mg2+/Na+和Ca2+/Na+,竹枝Ca2+/Mg2+及各器官Mg2+/Fe2+-Fe3+、Ca2+/Fe2+-Fe3+均逐渐增大,而竹枝、竹秆、竹根Fe2+-Fe3+/Na+、Mg2+/Na+、Ca2+/Na+和竹叶、竹秆、竹根Ca2+/Mg2+均逐渐减小;CO2浓度升高后除竹根-竹秆Sca.Na、竹秆-竹枝SMg,Fe和竹枝-竹叶Sca,Mg明显下降外,其余的毛竹器官矿质离子向上运输系数变化平缓或明显提高.研究表明CO2浓度升高增强了毛竹立竹根部积累Na+能力和Fe2+-Fe3+、Ca2+和Mg2+的向上选择性运输能力,提高了光合器官竹叶中矿质养分元素浓度,可维持体内矿质养分元素平衡,有利于提高毛竹对高浓度CO2环境的适应能力.     

等渗盐胁迫对番茄抗氧化酶和ATP酶及焦磷酸酶活性的影响

用Ca(NO3)2 80 mmol/L和NaCl 120 mmol/L等渗溶液处理番茄幼苗后,细胞质和叶绿体中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性升高,并且NaCl胁迫的作用明显高于Ca(NO3)2胁迫.Ca(NO3)2处理提高了线粒体中SOD、CAT、APX的活性,而NaCl处理降低了它们的活性.根系质膜H -ATPase、液泡膜H -ATPase、焦磷酸酶(H -PPase)的活性和叶片丙二醛(MDA)及脯氨酸含量在两种盐胁迫后明显增加.NaCl处理对植株生长的抑制程度明显高于Ca(NO3)2处理.     

一株地衣芽孢杆菌产凝乳酶酶学性质研究

目的：对地衣芽孢杆菌所产凝乳酶的酶学特性进行研究。方法：在不同的温度、pH值、底物浓度、不同金属离子等条件下测定地衣芽孢杆菌产凝乳酶相对酶活力。结果：地衣芽孢杆菌所产凝乳酶最适凝乳温度为70℃;40℃以上热处理后凝乳活性有不同程度的损失,75℃热处理10min后凝乳酶活性丧失;pH值为5～8时凝乳活性随乳pH值的降低而增强,pH值为7时凝乳酶最稳定;Ca2+ 、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mg2+、Al3+对酶活性有一定的促进作用;Li2+、Na+、Cu2+、Zn2+对酶活性有抑制作用;底物浓度最适为250 g/L、Ca2+的最适浓度为0.014 g/L。     

响应面法优化枯草芽孢杆菌产γ-PGA的条件

对枯草芽孢杆菌液体发酵产γ-聚谷氨酸[γ-poly（glutamic acid）,γ-PGA]条件进行了优化。首先采用单因子实验筛选出最适碳源为玉米糖化液,氮源为蛋白胨和谷氨酸钠,无机盐为KH2PO4,MgCl,MnCl2和NaCl。在此基础上,利用Plackett-Burman设计对影响产量的12个因素进行评价,筛选出具有显著效应的因素蛋白胨、谷氨酸钠和NaCl。用最陡爬坡路径逼近最大产γ-PGA区域后,利用响应面中心组合设计对显著因素进行优化,得出蛋白胨、谷氨酸钠和NaCl的最佳质量分数分别为0.54%,8.13%和0.96%。优化后液体发酵液γ-PGA产量提高到29.00 g/L,比初始γ-PGA产量14.10 g/L提高了2倍。     

CaCl2浸果对新疆枣裂果率及钙钾镁含量的影响

以新疆产不同抗裂性枣品种‘骏枣’、‘哈密大枣’、‘灰枣’、‘金铃圆枣’果实为试验材料,用不同浓度CaCl2(0、2.5、25g/L)分别浸泡12、36、60h,研究CaCl2对枣裂果率及果肉、果皮中Ca、K、Mg含量的影响。结果显示:(1)2.5、25g/L CaCl2均能有效降低枣裂果率,且25g/L CaCl2对各品种枣的防裂效果均优于2.5g/L CaCl2。(2)极抗裂品种枣的果皮、果肉中Ca显著高于极易裂品种,且各品种Ca含量均随CaCl2浓度增加而增加。(3)极抗裂品种枣的果皮、果肉中K含量高于极易裂品种,其Mg含量则表现出相反趋势,但不同浓度CaCl2处理的枣果肉、果皮中Mg、K升降幅度变化不同。(4)枣果肉、果皮中Ca、K含量与裂果率呈负相关关系,Mg含量与裂果率呈正相关关系。研究认为,CaCl2浸果能有效增加枣果肉、果皮中钙含量,影响各品种枣果实的钾镁含量,显著降低枣裂果率,并以25g/L CaCl2效果最好。     

一株非谷氨酸依赖型聚γ-谷氨酸高产菌株的鉴定与诱变育种

从发酵制品中分离到一株不依赖谷氨酸作为发酵底物的高产菌株PGA-N, 通过形态、生理生化试验和遗传学研究, 确定PGA-N为地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)。根据该菌株的产生环境, 设计了无L-谷氨酸发酵基础培养基, 并对该培养基进行了碳氮源优化和菌种诱变筛选。PGA-N经过亚硝基胍和紫外线诱变筛选后得一突变株——PGA-N-C10, 其γ-PGA的产量提高到8.82 g/L。实验还考察了搅拌转速与细胞生物量、γ-PGA产量以及γ-PGA分子量之间的关系, 在搅拌速度为400 r/min时, γ-PGA产率可高达11.00 g/L。     

黄孢原毛平革菌BKMF-1767产絮凝剂PCF-1767的絮凝特性及其机理解析

【背景】传统絮凝剂的使用会带来安全和环境污染方面的问题,而微生物絮凝剂具有无毒、无二次污染、易生物降解的优点,因此寻找高效廉价的微生物絮凝剂具有重要意义。【目的】研究黄孢原毛平革菌BKMF-1767产生的胞外多糖絮凝剂的絮凝特性及机理。【方法】使用高岭土进行PCF-1767的絮凝活性测定,分析絮凝剂获取时间、Ca2+浓度、投加量、pH、温度对絮凝效率的影响,并测定PCF-1767的热稳定性。测定絮凝剂的单糖组成、糖苷键连接类型、多糖分子量、Zeta电位变化、对絮体形态观察,探讨了PCF-1767的絮凝机理。【结果】培养6–12 d获得的PCF-1767的絮凝活性良好;7 d絮凝剂要获得较好的絮凝效率至少需加入2 mmol/L Ca2+作为助凝剂,最佳投加浓度为0.75–1.35 mg/L,最适pH为3.0-9.0,对温度高于50°C的废水絮凝活性逐渐降低,经过沸水浴处理3 h后的絮凝活性几乎不变。PCF-1767中多糖的一级结构主要由葡萄糖以→4)Glup(1→的方式连接,多糖分子量随培养时间的延长而增大,变化范围为9.897×105–2.126×106 Da。结合Zeta电位变化与絮体显微图像分析表明其絮凝机理主要为吸附架桥和卷扫作用,而非电荷中和作用。【结论】PCF-1767具有很高絮凝活性,其用量低、适用条件广、热稳定性高,是一种非常具有应用前景的絮凝剂。     

金属离子对蜡蚧菌几丁质酶活力的影响

以蜡蚧菌(Ll)发酵液为材料,经分离纯化获得Ll几丁质酶(EC3.2.1.14)制剂.研究了金属离子对Ll几丁质酶活力的影响.结果表明,K+、Mg2+、Zn2+、Ca2+和Fe3+对几丁质酶活性有明显的促进作用,而Na+和Cu2+完全抑制几丁质酶的活性;Mn2+在低浓度时对酶有激活作用,随着浓度的升高表现出抑制作用;Fe2+和Ba2+的浓度低于0.5 mmol/L时对酶起抑制作用,而高于该浓度时则对酶有激活作用.     

氧化铁鞘细菌铁氧化酶最适产酶条件及其酶学特性的研究

对氧化铁鞘细菌FC990 1菌株的铁氧化酶最适产酶条件及酶学特性进行了研究。菌株最适产酶培养基为 (g/L) :柠檬酸铁胺 10g ,NaNO3 1.2g,MgSO4·7H2 O 0 .5g ,K2 HPO4·7H2 O 0 .5g ,CaCl2 0 .0 15g ,ZnSO4·7H2 O 0 .0 0 0 5g。最适产酶条件为 :温度 30℃ ,起始pH7.0 ,接种量 2 % ,15 0mL三角瓶装 5 0mL ,15 0r/min振荡培养 72h。铁氧化酶最适pH为7.5 ,最适温度为 30℃。金属离子Ca2 、Mg2 、Zn2 对酶有激活和稳定作用 ;Cu2 、Hg2 、Al3 则抑制酶的活性 ;Fe2 、K 、Na 对酶活性影响不明显。     

γ-聚谷氨酸产生菌BLN-2的分离鉴定及固体发酵条件初探

从豆制品中分离得到一株γ-聚谷氨酸(γ-PGA)产生茵BLN-2,通过对BLN-2的生理生化和16S rRNA系统发育特征进行分析鉴定,明确该菌株为枯草芽孢杆菌.以黄豆为基本培养物,对BLN-2的固体发酵条件进行了初步探索,结果表明,葡萄糖、果糖和NaNO3、KNO3分别为BLN-2的较适碳、氮源.正交试验结果表明,当向黄豆中添加的果糖终浓度为0.5%,葡萄糖、NaNO3及KNO3终浓度均为2.0%时,γ-PGA产量最高,为89.05 g/kg,比相同条件下基本对照黄豆培养物的产量(60 g/kg)高48.42%.