肌苷发酵液絮凝除菌体的研究

目前国内肌苷生产厂家普遍采用的提取方法是“双柱法”,即先用阳离子柱吸附,然后再用炭柱吸附。该方法不但周期长,工作量大,能耗高,而且提取收率低,一般只有60％左右,使我国肌苷的生产成本大大提高。因此,寻求新的提取方法,降低生产成本,是肌苷生产厂家及有关科技人员所共同关注的问题。肌苷发酵液的除菌体就是新法提取的步骤之一,它可以省去阳离子吸附柱,直接采用炭柱吸附,采用此法可使提取周期大大缩短,降低能耗,提高提取收率。 肌苷菌体较难清除,本研究采用能耗低、易操作,工作量小的絮凝方法,所用的絮凝剂为天然无毒物质,因此沉淀菌体可用作饲料蛋白,起到一举两得的作用。     

升流厌氧污泥层反应器动力学模型

用碘离子作示踪剂,采用矩形脉冲示踪法测定升流厌氧污泥层(UASB)反应器的流动分布。建立了申级返混加沟流模型。模型简单,能够反映反应器流动分布,具有较强的拟合能力和良好的适用性。运用流动模型和Monod方程,建立了UASB反应器稳态模型,并对模型参数进行了估计。通过灵敏度分析,进水基质浓度S。,废水流量Q,最大比基质降解速率,μmax 对出水基质浓度有较大影响。在稳态模型的基础上又建立了UASB反应器动态模态,利用此模型,对出水基质浓度序列Se,和产气量序列Qg进行计算预测,平均偏差分别5．40％和7．46％,标准偏差分别为7．02％和9．66％。     

Brewers’ spent grain liquor as a feedstock for lactate production with Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis

Brewers’ spent grain (BSG) is a low‐cost by‐product of the brewing process. BSG liquor names the liquid components of BSG, mainly glucose, maltose, and long‐chain α‐1,4‐glycosidic bond glucose oligomers. These substances should be separated in existing BSG biorefineries, as they might lead to an increased formation of microbe‐inhibiting compounds in well‐established hydrothermal/enzymatic saccharification processes. In most cases, this liquid fraction is discarded. The present study presents for the first time an optimized process with BSG liquor for the purpose of producing bulk chemicals (e.g., lactate) in relevant concentrations. The process comprises the application of yeast extract, produced from own brewing processes, as the sole supplemented complex constituent in a simultaneous fermentation and saccharification process. Kinetic parameters for the final optimized process conditions with the organism Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis were: maximum specific growth rate µ_max  =  0.47 h^?1, maximum lactate concentration c_Lac, max  =  79.06 g L^?1, process yield Y_PS  =  0.89 g_Lac g_Sugar^?1, lactate production rate q_P  =  4.18 g_Lac g_CDW^?1 h^?1, and productivity P _15 h  =  4.93 g_Lac L^?1 h^?1. BSG liquor, linked with yeast extract from Brewers’ yeast, can be a promising substrate for further bioprocess engineering tasks and contribute to a holistic and sustainable usage of Brewers’ spent grain.     

洋河酒窖泥细菌群落结构与菌株产酸能力分析

【背景】窖泥微生物的种类及其代谢产物类型是影响浓香型白酒发酵过程中丁酸和己酸等白酒中主要有机酸合成的影响因素之一。【目的】揭示浓香型白酒不同窖龄窖泥细菌群落结构,研究厌氧细菌产酸性能,阐明窖泥细菌与白酒中有机酸合成的相关性。【方法】通过Illumina HiSeq高通量测序,基于16S rRNA基因序列分析不同窖龄窖泥细菌的组成。分离获得厌氧细菌,通过比较菌株产丁酸和己酸能力来分析窖泥的微生物代谢特性。【结果】洋河酒窖泥细菌主要分布于梭菌纲(Clostridia)、拟杆菌纲(Bacteroidia)、互营养菌纲(Synergistia)和芽孢杆菌纲(Bacilli)。20年窖龄的窖泥中氢孢菌属(Hydrogenispora)和瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)丰度显著增加。窖泥细菌间相关性分析表明,瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)为窖泥中影响最大的核心微生物,很多微生物与梭菌属(Clostridium)菌株之间多为相互促进关系。通过传统可培养方法共分离得到梭菌目(Clostridiales)的20株厌氧菌。其中梭菌属(Clostridium)菌株产酸能力高于其他菌属,酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum)和丁酸梭菌(Clostridium butyricum)产丁酸和己酸的能力最强。产丁酸能力最高的菌主要分离自5年和20年窖龄窖泥,产己酸能力最高的菌分离自20年窖龄窖泥。【结论】解析了浓香型白酒不同窖龄窖泥的细菌组成,并对菌株产丁酸和己酸的能力进行了比较,为揭示窖泥微生物功能及其对白酒风味物质合成的影响奠定了相关的研究基础。     

酱香型白酒发酵中地衣芽孢杆菌与酿酒酵母的相互作用

【目的】为解析酱香型白酒酿造群体微生物的发酵过程, 研究了酱香型白酒酿造中重要微生物地衣芽孢杆菌与酿酒酵母之间的相互作用, 并对它们之间的作用机制进行初步探讨。【方法】通过地衣芽孢杆菌与酿酒酵母共培养体系的构建, 认识了两者的相互作用, 初步分析了酿酒酵母产生抑制物的分子量, 耐热性及对蛋白酶敏感性等特性。【结果】研究表明, 酿酒酵母发酵造成的酸性环境以及某些代谢物质能够抑制地衣芽孢杆菌的生长, 这些物质分子量大于10 kD, 对热和蛋白酶敏感。【结论】白酒酿造中酿酒酵母通过产酸以及大分子的蛋白质类物质对地衣芽孢杆菌生长形成抑制, 该研究促进了对白酒酿造群体微生物发酵过程的解析。     

PDADMAC as a flocculant for lignosulfonate of NSSC pulping process

The spent liquor (SL) of neutral sulfite semi‐chemical (NSSC) pulping process contains about 8 wt% lignocelluloses that can be extracted and used in the production of value‐added materials. In this work, a flocculation process followed by centrifugation was considered for isolating lignosulfonate and hemicelluloses from SL. It was observed that, by adding 20 mg/g of polydiallyldimethylammuniom chloride (PDADMAC) with 100,000–200,000 g/mol molecular weight to SL, 45% of lignosulfonate and 39% of hemicelluloses were removed at 30°C. The lignocellulose removal was more efficient for the dual flocculation system of low and high molecular weights PDADMAC than for individual PDADMAC systems. Overall, 49% of lignosulfonate, 47% of hemicelluloses and 97% of turbidity were removed from SL from the dual system when 10 mg/g low molecular weight PDADMAC and 10 mg/g high molecular weight PDADMAC were added to the SL at 30°C, subsequently. The thermogravimetric analysis (TGA) of generated flocs showed that all samples had similar thermal behaviour and 13–16 wt% of flocs remained as ash after burning at 700°C in nitrogen. As the flocs are made of lignocellulosic materials and they are thermally stable, they could be used as fillers in paper board production. © 2016 American Institute of Chemical Engineers Biotechnol. Prog., 32:686–691, 2016     

泸型酒酒醅中梭菌群落的研究

正泸型酒(又称浓香型白酒)的生产以高粱为主要原料,以大曲为糖化发酵剂,采用泥窖进行多菌种混合循环固态发酵,窖池中存在的微生物主要包括酵母、霉菌、细菌、古菌等,这些独特而复杂的窖内微生物群落是泸型酒独特风味形成的关键~([1])。梭菌对于泸型酒中己酸乙酯、丁酸乙酯等典型风味物质的形成具有重要作用,虽然已对窖泥进行了群落结构和演替规律的研究,但对酒醅中的这类微生物的变化及其功能则研究甚少。本期刊登了马     

泸型酒酒醅中梭菌群落的发酵演替规律和功能预测

【目的】研究泸型酒酒醅中梭菌(Clostridia)群落的演替规律,探讨梭菌群落在酒醅发酵过程中的潜在功能。【方法】利用实时荧光定量PCR技术结合高通量测序技术研究不同发酵时间泸型酒酒醅中梭菌丰度变化;通过梭菌16S r RNA基因序列高通量测序数据分析揭示梭菌群落演替规律,并运用LEf Se分析找出标志性OTU;通过PICRUSt分析对梭菌功能组成进行预测。【结果】泸型酒发酵过程酒醅中梭菌的生物量在发酵14 d上升至最高(3.46×10~7 copies/g),梭菌占总细菌的相对丰度在发酵20 d达到最高(6.67%);对梭菌群落结构的聚类分析结果表明,发酵7 d的酒醅梭菌群落结构显著区别于其他发酵时间,主要体现为存在17个标志性OTU,其中大部分分类学地位尚不明确;PICRUSt分析显示梭菌主要参与氨糖与核糖代谢、磷酸戊糖途径,其次是果糖和甘露糖代谢、TCA循环、糖酵解途径、丙酸及丁酸代谢。【结论】泸型酒酒醅中梭菌的生物量和占细菌的相对丰度在发酵开始后的2-3周内逐渐达到最高,而梭菌群落的结构则在发酵1周内便发生了显著改变,并在发酵2-3周内趋于稳定。在发酵2-3周时有较多与丙酸、丁酸等风味物质代谢相关的基因在酒醅梭菌中被预测到。     

酱香型白酒酿造酒醅中酵母菌多样性研究

为解析酱香型白酒酿造酒醅中酵母菌的菌群结构,获取酒醅中的主要酵母菌,采用高通量测序法分析酱香型白酒酒醅中酵母菌多样性及主要功能菌群,同时采用可培养分离方法获取酒醅中酵母菌活性菌株。从酱香型白酒下沙至五轮次酒醅中共检出59个属、129个种的酵母菌,分离得到酵母菌活性菌株41种,检测到的酵母菌种类与获得的酵母菌活菌在各香型白酒中最多。不同时期酒醅中的酵母菌种类和数量差异明显,其中下沙、造沙轮次以Pichia kudriavzevii为绝对优势酵母菌;一至五轮次随着轮次的递增,酒醅中优势酵母菌的种类增多,其中主要的优势酵母菌有Pichia kudriavzevii、Pichia manshurica、Zygosaccharomyces bailii、Saccharomyces cerevisiae、Candida apicola。酱香型白酒酒醅中蕴藏着极其丰富的酵母菌资源,对酵母菌菌群结构的解析有助于科学地认识酱香型白酒酿造过程中产酒与风味代谢机理,为发酵过程的调控提供一定依据。     

乙醇与酸度协同作用推动芝麻香型白酒固态发酵过程的微生物群落演替

【背景】揭示白酒固态发酵过程中微生物组装规律及其环境驱动因素,对于解析白酒酿造微生物特征具有重要作用。【目的】揭示芝麻香型白酒固态发酵过程中微生物群落的演变规律及其演替的环境推动力。【方法】通过高通量测序揭示固态发酵过程中的优势微生物及群落结构演变过程;通过PICRUSt预测固态发酵过程中原核微生物群落代谢途径分布变化;通过关联分析揭示酒醅理化因子对微生物群落结构演变的解释率;通过实验室模拟发酵验证理化因子对群落组成的影响。【结果】芝麻香型白酒固态发酵过程包括2个阶段:阶段I (0-5 d),乙醇合成速率和还原糖消耗速率最高,Bacillus和Pichia是丰度最高的微生物属,酸度是群落演替最关键推动力;阶段II(5-30d),Lactobacilus和Saccharomyces是丰度最高的微生物属,乙醇是群落演替最关键推动力。在固态发酵过程中酒醅理化因子对群落演替的解释率为68.27%,其中乙醇(最高解释变量)和酸度的解释率分别为13.76%和4.43%,二者的共同解释率为23.17%,对推动微生物群落演替具有协同作用。【结论】揭示了芝麻香型白酒固态发酵过程的微生物群落演变规律及其演替的环境推动力,为提高白酒固态发酵过程可控性提供依据。