丁醇萃取发酵耦联生产改良型生物柴油过程的性能优化

传统丙酮丁醇发酵的产物浓度太低,蒸馏回收发酵产品大量耗能.为研究探讨直接利用发酵产物的可能性,在15%高初始玉米醪浓度条件下、以地沟生物柴油为萃取剂,探讨了生物柴油添加量,萃余液回用率、和添加微量电子供体对丁醇发酵耦联生产改良型生物柴油过程各主要性能指标的影响.通过环境条件优化,地沟生物柴油的质量显著提高,16烷值由51.4提高至54.4;添加微量中性红后"丁醇实质性得率"可以达到18%,耗能的发酵产品回收过程有望省去;萃余液回用率超过50%,有望逐步向国家所大力倡导的"节能减排"的工业生产模式靠近.     

提高丁醇萃取发酵耦联生产改良型生物柴油过程中萃余液回用效率的研究

利用少量廉价的萃取剂一正辛醇（正辛醇／萃余液体积比0．2：1）对萃余液中的丁醇进行萃取,萃余液中56％的残余丁醇可被回收,总丁醇得率提高了38％。萃余液经活性炭（3％,w／v）处理后,在100％回用拌料条件下一批次发酵能够正常进行。萃取发酵条件下,反复全回用萃余液5次,萃取发酵性能可以保持稳定。为丁醇萃取发酵耦联生产改良型生物柴油过程中萃余液的全回用提供了一种新型、低成本和绿色环保的方法。     

地衣芽孢杆菌BF-002高产芽孢的氮源流加工艺研究*

目的: 提高地衣芽孢杆菌BF-002的芽孢产量,实现氮源流加过程的自动化控制,降低生产成本,为其他芽孢杆菌提高芽孢产率的研究提供一种思路。方法: 通过摇瓶做单因素实验,筛选最佳温度和碳氮源,在此基础上进行5 L发酵罐实验。初始添加不同浓度的氮源,探索芽孢形成与氮源的关系。提出相对氨基氮的概念,通过恒速补料、间歇补料和基于尾气CO₂浓度反馈流加三个策略控制相对氨基氮浓度水平。采用Python语言编写计算机控制程序,实现基于尾气CO₂浓度反馈流加策略的自动化控制。结果: 摇瓶筛选最佳温度及碳氮源分别为:37℃、葡萄糖、鱼粉蛋白胨、豆粕。上罐结果表明,相对氨基氮浓度越低芽孢率越高,采用基于尾气CO₂浓度反馈流加能将相对氨基氮控制在8.42 mg/OD₆₀₀水平,芽孢量可达4.25×10⁹ cfu/mL。利用计算机程序自动控制低价氮源氯化铵的流加,可以使芽孢量达到1.87×10¹⁰ cfu/mL,是前期最优批次的4.4倍,同时降低原料成本。结论: 将相对氨基氮浓度控制在适宜水平可以得到芽孢量较高的培养液,自动流加氯化铵策略能降低生产成本并实现自动化控制,为研究芽孢杆菌产孢提供一种思路。     

恶臭假单胞菌S1产胞内海藻糖合成酶发酵培养基的优化

采用摇瓶发酵法研究了不同碳源、氮源对恶臭假单胞菌S1干重和胞内海藻糖合成酶酶活力的影响。通过正交试验得出其最佳培养基配方为(g.L-1):葡萄糖25,玉米浆15,麦芽糖20,豆粕水解液10 mL.L-1,Na3C6H5O7.2 H2O 0.5,Na2HPO4.12 H2O 0.5。优化后菌体密度、单位细胞产酶活力分别提高了1.44倍和72.16%。     

基于自联想神经网络的谷氨酸发酵故障诊断

研究了用自联想神经网络对谷氨酸发酵进行故障诊断。自联想神经网络采用一种带有瓶颈层的特殊结构,且具有单位总增益。在经过大量样本的训练之后,各变量之间能够建立起内在联系。输入信息通过瓶颈层前的压缩及瓶颈层后的解压缩过程,信息中的精华将被提取。应用自联想神经网络对发酵过程变量进行预处理,可以准确及时的进行谷氨酸发酵故障诊断。     

丁酸胁迫耦联丙酮丁醇梭菌-酿酒酵母混合培养强化丁醇发酵性能

为改善丁醇发酵性能,提出丁酸胁迫与丙酮丁醇梭菌-酿酒酵母混合培养体系协同作用的新型丁醇发酵优化控制策略.7L发酵罐中,在溶剂生产期(24 h)添加4.0 g/L-broth的丁酸浓缩液和0.2 g-DCW/L-broth的酿酒酵母进行发酵,丁醇浓度、丁醇/丙酮比和总溶剂生产效率与对照相比分别提高35％、43％和79％,达到15.74 g/L、2.83和0.52 g/L/h的最高水平.若将精馏后溶剂混合物作为高效柴油添加剂,柴油添加剂中B∶A∶E比例可达74∶17∶9(w/w)的高水平,产品质量获得显著改善.试验及分析阐明该优化控制策略可大幅诱发赖氨酸的分泌及在梭菌中的吸收/利用,提高梭菌对高丁醇浓度环境的耐受能力,促进丁醇合成;可强化梭菌对底物利用的竞争能力、提高电子往复穿梭传递系统中还原力再生速率、产生更多用于丁醇合成的NADH.两者的协同作用大幅提高了丁醇发酵的整体性能.     

降低诱导温度提高毕赤酵母甲醇代谢关键酶基因转录水平和猪-α干扰素生产性能

以一株表达猪-α干扰素(pIFN-α)重组毕赤酵母为研究对象,考察了诱导温度对pIFN-α表达、细胞代谢活性及甲醇代谢关键酶的影响.在5 L发酵罐开展毕赤酵母高密度流加培养生产表达pIFN-α研究,利用实时PCR技术对不同诱导温度、诱导稳定期的胞内甲醇代谢关键酶(包括解毒酶)基因转录水平进行定量分析.低温(20℃)可以...     

植物乳杆菌胞外多糖包覆的高稳定性硒纳米颗粒的制备及其抗氧化活性的研究*

目的:以植物乳杆菌胞外多糖(EPS)作为稳定剂和包覆剂,安全、简便地制备高稳定性胞外多糖-纳米硒复合物(E-SeNPs),并研究其稳定性和抗氧化活性。方法:将植物乳杆菌胞外多糖引入亚硒酸钠与抗坏血酸的反应体系中,室温合成E-SeNPs。采用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射(DLS)、紫外可见光谱(UV-vis)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术对E-SeNPs的尺寸、形貌、结构及稳定性进行研究。此外,通过检测E-SeNPs的还原能力、ABTS⁺的清除率评估其体外抗氧化活性。结果:制备了具有良好分散性、稳定性的E-SeNPs,其平均粒径为(45.17±11.9)nm,带负电荷(-31.3mV)。同时,由于包覆作用,该E-SeNPs在水溶液中可稳定存在20天。最后,相同浓度下,E-SeNPs的还原力、ABTS⁺清除率都明显高于EPS和硒纳米颗粒(SeNPs),表现出了良好的抗氧化活性。结论:获得了一种新型的SeNPs稳定剂和包覆剂,简便、安全地制备了高稳定性、水分散性良好且具有良好抗氧化活性的SeNPs。     

酵母浸粉刺激以木薯为原料的丁醇生产的发酵相转型

在7L静态厌氧发酵罐下,使用"非粮"作物木薯替代玉米淀粉开展丁醇发酵。无论是传统发酵还是油醇萃取发酵,木薯粉丁醇发酵的性能均远不及以玉米淀粉为原料时的水平,主要体现在发酵产酸相向溶剂生产相的转型严重迟延或无法转型、发酵时间长、丁醇生产效率低。实验结果表明,当发酵相转型迟延出现后,添加2.5g/L的酵母浸粉,可以刺激丁酸/乙酸向丁醇/丙酮的转化、转型延迟时间缩短10~30h左右。在此条件下,传统和萃取发酵方式下的丁醇总产量分别达到12.95g/L和29.81g/L,丁醇生产效率与使用玉米淀粉为原料时基本持平。     

甲醇／山梨醇共混诱导改善重组毕赤酵母表达猪a干扰素发酵过程和NADH再生效率

在10L发酵罐中利用重组毕赤酵母诱导表达猪a干扰素（pIFN-a）,考察甲醇／山梨醇共混诱导策略对pIFN-a表达水平提高和能量（NADH）再生效率的影响。结果表明：在诱导稳定期,甲醇／山梨醇共混诱导可弱化细胞的甲醇代谢,有利于缓解毒副中间产物（过氧化氢、甲醛等）的生成积累;以0．785g／（L·h）的速率缓慢共混流加山梨醇时,pIFN-a抗病毒活性最大,最高活性可达1．8×107IU／mL,与30℃常温甲醇单独诱导（最高活性1．0X10。IU／mL）和20℃低温甲醇单独诱导（最高活性1．4×lO6IU／mL）相比,活性均大幅提高,且胞外pIFN-a的降解减缓;发酵体系的抗高甲醇浓度冲击能力有效提高,发酵生产的稳定性增强;能量利用效率大幅提高,NADH的再生利用效率提高了29％-84％。