中药渣的深加工及其资源化利用

随着近年来政策的推动和医药产业的迅速发展,中药越来越多地被开发和利用;与此同时,中药渣的排放量也日益增大。传统的中药渣处理方法多采取堆积、焚烧以及掩埋的方式,不仅影响生态环境,而且造成中药渣资源的极大浪费。近年来,中药渣的资源化利用引起了广泛的关注。本文中,笔者综述近3年来中药渣在农业种植、畜牧业养殖和环境修复等多方面的应用,并对中药渣的几种主要资源化利用方式进行了总结,最后对中药渣的进一步利用进行了展望。     

在无有机碳源和缺氧条件下自养菌和异养菌脱氨氮作用

在无有机碳源和缺氧条件下,应用^15N示踪考察4株具有氨氧化作用的菌株在膜反应器中的氨氧化产气情况。当溶氧浓度（DO）〈0．5mg／L的缺氧条件下,自养菌Nitrosomonas sp．单株培养,能将6．3％的氨氮转化为氮气,^15N2产生量占氨氮消耗量的21．86％。自养菌株与异养菌株混合培养,可将30．86％的氨氮转化为氮气,^15N2产生量占氨氮消耗茸的80．38％。企无有机碳的条件下,自养菌和异养菌的协同代时作用,可大大提高缺氧氩氧化产氮气的效率。     

发酵法制备富马酸的关键技术及其进展

随着人们对食品领域安全的关注以及石油基富马酸价格的不断攀升,利用可再生生物质原料发酵法制备富马酸备受关注。探讨了发酵法制备富马酸的关键技术问题,从菌种改造、淀粉基原料发酵、纤维质原料发酵以及非钙盐中和等工艺角度阐述了富马酸工业化生产的技术和经济可行性。     

科研设计性大实验在微生物学实验教学中的应用

探讨了在工科专业的微生物实验教学中结合科研工作开展科研设计性大实验的方法与对师生的影响, 分析了开展科研设计性大实验存在的问题。科研设计性大实验在本科生教学实践中的应用表明该方法可促进本科生的专业学习, 提升本科生的理论应用能力及科研创新能力, 是具有推广意义的教学新模式。     

膜反应器固定化米根霉发酵产富马酸的工艺研究

以膜反应器固定化米根霉发酵产富马酸为研究对象,以Na2CO3为中和剂,考察固定化米根霉在5L搅拌式发酵罐中的发酵特征,采用智能可视化软件(IVOS)优化发酵工艺条件。结果表明,在80g/L初始糖浓及最优工艺下,富马酸产量、生产速率及转化率分别为21.1g/L、0.25g/(L·h)和28%;采用40g/L初始糖浓及连续批次发酵工艺时,富马酸产量、生产速率及转化率最高分别为10.8 g/L、0.36g/(L·h)和27%。搅拌式反应器中,固定化米根霉的膜反应器比表面积有限,以及菌膜的空间阻隔效应对传质传氧的限制作用,显著影响了富马酸的生产强度和转化率。因此,亟需发掘新的固定化方法及反应器形式,达到既解决米根霉形态控制问题,又有助于生产性状提升的目标。     

生物表面活性剂Surfactin生产菌株的定向改造策略

表面活性素(Surfactin)是芽胞杆菌属(Bacillussp.)代谢产生的脂肽类生物表面活性剂,是由非核糖体肽合成酶(NRPS)催化而得的一种次级代谢产物。由于surfactin具有稳定性好、可被降解、表面活性好等理化性质以及抑菌、抗肿瘤等生物活性,在医药、农业、食品、化妆品、石油开采等方面都具有很大的应用潜力。但是,天然菌株产率低、生产成本高等特点限制了surfactin的规模化应用。本文对surfactin的合成机理进行了简要阐述,并针对目前提升surfactin产量和改变结构组分的4种定向改造策略(启动子工程、强化外排分泌、改造NRPS结构域和脂肪酸链合成酶系)进行了综述,最后对surfactin的研究方向进行了展望。     

溶剂稳定性蛋白酶产生菌的筛选和鉴定

自油污土样等样品中分离获得一株具有产胞外溶剂稳定性蛋白酶的耐有机溶剂极端微生物,经BIOLOG系统鉴定及16S rDNA序列(GenBank,EF105377)分析,该菌株为Bacillus licheniformis YP1。该菌株能耐受中浓度盐、强碱性环境(pH12)及多种不同浓度的有机溶剂,但对多种抗生素敏感。在YP1产蛋白酶发酵过程中添加各种有机溶剂结果表明,丙酮虽抑制了菌体生物量的生长却促进了单位菌体的蛋白酶分泌,而长链烷醇如辛醇、十二醇等能强烈抑制该蛋白酶的分泌。该菌株所产蛋白酶经11种50%(V/V)有机溶剂处理后均能保留高活力。该溶剂稳定性蛋白酶在有机相生物催化等领域具有良好的应用前景。     

基因组重排技术应用及进展

基因组重排技术结合了传统诱变技术和细胞融合技术,是一项对整个微生物基因组重排的新型育种技术。基因组重排技术通过多亲本原生质体递归融合,可以使工程菌快速获得多样复杂优良表型,并且无须了解其基因组学、代谢组学等具体背景。介绍了基因组重排技术的过程及应用,展现了基因组重排技术的优点,并给出了基因组重排技术的发展在未来的应用情景。     

烷烃溶剂对耐有机溶剂极端微生物地衣芽孢杆菌YP1产胞外蛋白酶的影响

考察了添加5%(V/V)浓度的正庚烷、正辛烷、正癸烷、十二烷、十四烷、十六烷等烷烃溶剂对耐有机溶剂极端微生物地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)YP1的生长及产胞外蛋白酶的影响.结果表明5%(V/V)浓度的各种烷烃溶剂对YP1蛋白酶的稳定性及菌体生物量均无显著影响,正庚烷、正辛烷、正癸烷等溶剂显著抑制YP1产蛋白酶,而十二烷、十四烷,十六烷能提高YP1产蛋白酶1倍以上.发酵液中十四烷的浓度(1%-8%,VIV)与蛋白酶的活力呈正相关性,添加十四烷后发酵过程中蛋白酶活力的显著增加出现在菌体生长的对数后期.培养过程中添加十四烷能导致YP1菌体形态显著变小.首次报道了烷烃溶剂对极端微生物产蛋白酶的影响.     

基于Desirability函数法对米根霉发酵制备富马酸的多目标优化

以富马酸产量和生产速率为目标,通过正交实验考察了种龄,接种量,葡萄糖和尿素浓度对两者的影响,进一步利用基于响应曲面方法的Desirability函数确定了葡萄糖和尿素的最佳浓度。结果表明,最佳的种龄和接种量分别为36h和15%,葡萄糖和尿素的优化浓度为132.73和0.0586g/l,此时模型预测的富马酸产量和生产速率达到71.42g/l和0.804g/(l.h),Desirability的函数值高达0.966。该条件下在5L发酵罐水平上进行验证试验,经过88h的发酵最终生成富马酸66.5g/l,生产速率达到0.755 g/(l.h),与未优化前相比,产量和生产速率分别提高了13.9%和15.8%,取得了理想的效果,实现了产量和生产速率的同时优化,为发酵法制备富马酸的工业化放大奠定了基础。