固定化己酸菌的研究——第一报 己酸菌发酵的研究

本文从已酸菌的发酵条件,产酸期补加低氮源培养基及在氮气保护下培养等方面对已酸菌进行了较详细地讨论,同时,研究了微量元素和乙酰辅酶A对己酸菌发酵过程的影响。     

己酸菌LⅡ己酸发酵过程中生理及代谢特点

在了解了产己酸细菌ＬＩＩ的发酵最适条件的基础上,进一步对己酸发酵过程中的生理及代谢特性作了较详细的分析。结果表明,在己酸发酵过程中除产生正常代谢产物己酸外,还产生丁酸、乙酸、戊酸等其它酸类和甲烷,氢气和ＣＯ_２等气体。用１—^１３Ｃ－乙酸钠和未标记的乙醇作为底物发酵,用色质联用仪（ＧＣ／ＭＳ）分析,结果表明：在己酸合成中碳的来源为乙醇和乙酸,中间代谢产物为丁酸。     

产己酸细菌的研究IV.产己酸细菌与产甲烷菌的混合培养

将克氏梭菌和嗜树木甲烷短杆菌混合培养,同时用溴代磺酸乙烷抑制甲烷的产生作为对照,发现己酸产量基本相同,加入产甲烷菌并未使克氏梭菌的己酸产量有所增加。     

己酸菌DNA中G—C含量的测定

利用核酸的增色性,采用备有加热装置的紫外分光光度计,测定了己酸菌DNA的热变性温度(Tm),得出己酸菌G-C克分子百分数含量为30.9.测定结果表明G-C含量与传统分类允许的范围一致.     

产己酸细菌的研究Ⅳ．产己酸细菌与产甲烷菌的混合培养

将克氏梭菌和嗜树木甲烷短杆菌混合培养,同时用溴代磺酸乙烷抑制甲烷的产生作为对照,发现己酸产量基本相同,加入产甲烷菌并未使克氏梭菌的己酸产量有所增加。     

用固定化细胞发酵生产己酸的研究

固定于海藻酸钙、琼脂、卡拉胶、聚丙烯酰胺凝胶,魔芋葡苷露聚糖等几种载体上的己酸菌株(Doseridium sp．WI)批次发酵表明,海藻酸钙包埋己酸菌活性最高。在最适条件下,己酸产量最高可达15mg／ml,经18批次(200余天)的批式发酵,固定化己酸菌产己酸活性稳定性较好,4℃储存二月后的固定化细胞,其发酵产己酸活性与储前基本相同。短暂的与空气接触对固定化己酸菌的活性几乎没受影响。与游离已酸菌比较,固定化细胞的己酸生成速度加快,己酸产量明显提高,单位体积内的细胞数目可高出游离培养的近10倍。     

新型生物降解材料聚己酸内酯的理化性能研究

对聚己酸内酯材料的理化性能测试结果显示其结构为[O-(CH_2)_5-CO-]n,为α-聚酯类聚合物。SEM分析结果为半晶体、线性聚合物。平均分子量为6万。抗压强度为25Mpa,具有力学松弛和蠕变性能。密度为1.13g/cm~3。材料软化点为60～62℃,降低温度至室温后5～15:分钟,样品固化,呈乳白色晶料,证实为热塑性聚合物。材料溶于四氢呋喃、三卤甲烷、甲苯。微溶于丙酮、乙酸。不溶于水和乙醇,可在室温下保存。是一种有广泛应用前景的组织修复材料。     

己酸菌的分离筛选及发酵条件的研究

己酸菌所生成的己酸是生产浓香型白酒主体香气己酸乙酯的主要成分,将其应用于白酒的生产,可提高白酒的香气和质量．从我省富裕酒厂的窖泥中分离到一株高产己酸的菌株,通过发酵条件的研究,该菌株己酸最高产量可达540mg／100ml。     

己酸菌细胞分离及保活脱水技术的初步研究

对培养过程优化的基础上 ,利用絮凝技术将己酸菌细胞的 80 %以上从培养基中分离出来 ,其分离浓缩液的浓度达 8.0× 10 9cell/mL。菌体造型的粒径 0 .5mm× 1.0～ 2 .5mm ,在流化床上干燥 ,进气温度 6 5℃ ,出气温度 4 8℃ ,干菌体复活率达 85 %。     

聚羟基丁酸己酸酯及其在组织工程中的应用

绍了羟基丁酸酯-羟基己酸酯共聚物的降解性、亲水性、力学性能、表面形态,改性研究、细胞相容性、降解产物的毒性等性能,并对这种材料在组织工程中的应用现状作了阐述,提出了需要改进研究的方向,指出这种微生物来源的新型生物医药材料在组织工程的应用中将具有极大的潜力。     

果蔬废弃物两相厌氧发酵产己酸的效能研究

利用厌氧菌群生物合成己酸被认为是一种非常有潜力的新型废弃物资源化技术,但是其合成效能的提高是目前亟待解决的关键问题。本研究以实际果蔬废弃物为原料,对两相厌氧发酵产己酸的效能进行了研究。首先优化接种比以提高酸化相的水解转化效率;在此基础上通过调控醇酸比和pH以强化产己酸相的发酵效能。结果显示,果蔬废弃物厌氧产酸的最佳接种比为2∶1,此时水解率和酸化率分别可达到98.1%和83.2%,乙酸和丁酸产量分别达到5.4 g/L和3.3 g/L。合理控制醇酸比和pH对提高产己酸相的发酵效能非常关键。当醇酸比和pH控制为4∶1和7.5时,己酸生成量可达14.9 g/L,约占液相总COD的80.84%;而低醇酸比和低pH易造成丁酸的累积,从而降低了己酸产量。己酸发酵过程属于非生长偶联型,己酸菌(Clostridium kluyveri)指数增长期伴随着丁酸的生成,而己酸合成主要发生在生长中后期。此外,己酸菌对于pH变化较为敏感,适当提高pH有助于减轻有机酸毒性,提高生物量;但是碱性环境会严重抑制己酸菌的生长繁殖。研究表明,通过分别对酸化相和产己酸相进行优化和调控,两相发酵策略更有利于提高己酸合成效能。     

聚乙二醇对羟基丁酸和羟基己酸共聚物的共混改性研究

本研究以聚羟基脂肪酸酯家族中的新成员羟基丁酸和羟基己酸共聚物（PHBHHx）为基础,采用与聚乙二醇（PEG）共混的方法对其进行改性,研究结果证实：PHBHHx与PEG 共混物中比例为3:1及2:1时,两者完全物理相容。而PEG在共混物中比例升高时则导致相分离,成为部分相容体系。PEG掺入显著提高材料亲水性及表面自由能,使血管平滑肌细胞（RaSMCs）及血管内皮细胞（HUVECs）的细胞粘附及增殖大幅度提高,并且均具有一定的PEG含量依赖性。其中对RaSMCs的作用最为明显,RaSMCs能在PEG/PHBHHx比例为1:1的共混膜（E1X1）上持续增殖至融合,而HUVECs则呈粘附较差的类球形形貌,证实E1X1可以潜在应用于复合血管组织工程支架中的近内膜基材。     

喷施己酸二乙氨基乙醇酯对几种与番茄幼苗抗冷性相关生理指标的影响

番茄幼苗叶面喷施适宜浓度(20～40mg·L~(-1))的己酸二乙氨基乙醇酯(DA-6)可有效提高冷胁迫下番茄幼苗植株的抗寒能力。冷胁迫下,20～40mg·L~(-1)DA-6处理的番茄植株自由水/束缚水比值降幅较大,叶中叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性也明显增大,丙二醛(MDA)积累下降25.8%～34.6%,可溶性糖和可溶性蛋白质含量提高。     

重组嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila 4AK4中3-羟基丁酸3-羟基己酸共聚酯PHBHHx的发酵生产

3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯（PHBHHx）是一种性能优良的新型生物可降解材料,其机械和加工性能与3-羟基己酸（3HHx）在共聚物中的含量密切相关。在嗜水气单孢菌Aeromonas hydrophila 4AK4中引入了编码β酮基硫解酶 (β-ketothiolase)的phbA基因和编码乙酰乙酰辅酶A还原酶(AcetoacetylCoA reductase)的phbB基因,使重组菌增加了一条利用乙酰辅酶A合成3羟基丁酸-CoA的代谢途径,这使得利用非相关性碳源调控PHBHHx的单体组成比例成为可能。利用葡萄糖酸钠和月桂酸作为碳源,对重组Aeromonas hydrophila 4AK4进行了摇瓶培养及5 L发酵罐培养的研究。在摇瓶实验中,通过改变碳源中两种组分的比例,可以使A. hydrophila 4AK4合成的PHBHHx中的3HHx摩尔含量由原来的15%左右降低到3%～12 %,成功地实现了对PHBHHx单体组成的调控;当以月桂酸为唯一碳源时,在5 L发酵罐中,经过56 h的培养,获得了51.5 g/L的细胞干重（CDW）,其中62 %为PHBHHx,3HHx在PHBHHx中的摩尔含量为9.7 %;当以1:1的葡萄糖酸钠和月桂酸为碳源时,48 h的5 L发酵罐培养获得了32.8 g/L的CDW和52 %的PHBHHx含量,其中3HHx在PHBHHx中的摩尔含量为6.7 %。结果证明了该重组菌在大规模生产单体组成可控PHBHHx方面具有很大的应用潜力。     

费氏中华根瘤菌合成羟基丁酸和羟基己酸共聚体的研究

进行了费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)合成羟基丁酸和羟基己酸共聚体[P(HB-HH)]的研究,通过摇瓶正交试验优化了培养基成分、培养条件和癸酸盐调控条件,采用发酵罐分批发酵和两阶段补料分批发酵方式及两步加盐法研究了P(HB-HH)的高密度发酵技术参数。经55h发酵,P(HB-HH)产量可以达到17.55g/L,其中HH单体含量占共聚体的20.6%,该共聚体的分子量约为1.4×105D。结果表明S.fredii的生产性状优良,有可能通过该菌株的高密度发酵与代谢调控实现P(HB-HH)的工业化生产。     

重组嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila 4AK4中3-羟基丁酸3-羟基己酸共聚酯PHBHHx的发酵生产

3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯(PHBHHx)是一种性能优良的新型生物可降解材料,其机械和加工性能与3-羟基己酸(3HHx)在共聚物中的含量密切相关。在嗜水气单孢菌Aeromonas hydrophila 4AK4中引入了编码β-酮基硫解酶(β-ketothiolase)的phbA基因和编码乙酰乙酰辅酶A还原酶(Acetoacetyl-CoA reductase)的phbB基因,使重组菌增加了一条利用乙酰辅酶A合成3-羟基丁酸-CoA的代谢途径,这使得利用非相关性碳源调控PHBHHx的单体组成比例成为可能。利用葡萄糖酸钠和月桂酸作为碳源,对重组Aeromonas hydrophila 4AK4进行了摇瓶培养及5L发酵罐培养的研究。在摇瓶实验中,通过改变碳源中两种组分的比例,可以使A,hydrophila 4AK4合成的PHBHHx中的3HHx摩尔含量由原来的15％左右降低到3％～12％,成功地实现了对PHBHHx单体组成的调控;当以月桂酸为唯一碳源时,在5L发酵罐中,经过56h的培养,获得了51．5g／L的细胞干重(CDW),其中62％为PHBHHx,3HHx在PHBHHx中的摩尔含量为9．7％;当以1：1的葡萄糖酸钠和月桂酸为碳源时,48h的5L发酵罐培养获得了32．8g／L的CDW和52％的PHBHHx含量,其中3HHx在PHBHHx中的摩尔含量为6．7％。结果证明了该重组菌在大规模生产单体组成可控PHBHHx方面具有很大的应用潜力。     

丁醇对发酵生产3-羟基丁酸与3-羟基己酸共聚酯(PHBHHx)单体组成的影响

3羟基丁酸与3羟基己酸共聚酯(PHBHHx)是由微生物合成的完全可降解高分子材料,其材料性能与3羟基己酸(3HHx)在共聚物中的含量有关。嗜水性气单孢菌A.hydrophila4AK4合成的PHBHHx中,3HHx含量通常都在12～15mol%之间。通过在培养基中添加正丁醇,降低了PHBHHx中3HHx的含量。在摇瓶培养中获得了含3HHx为58mol%的PHBHHx;在6L发酵罐中54h的发酵培养,获得40gL的细胞干重(CDW),并将3HHx的含量在发酵过程中有效地降低到5～10mol%。     

代谢工程技术调控3-羟基丁酸与3-羟基己酸共聚酯PHBHHx的微生物合成

3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯(PHBHHx)是一种新型生物可降解材料,其性能与3-羟基己酸(3HHx)在共聚物中的摩尔百分含量密切相关。本研究在两株嗜水性气单孢菌Aeromonas hydrophila WQ和Aeromonas hydrophila 4AK4中分别引入了编码酯酰辅酶A脱氢酶的yafH基因和编码合成3-羟基丁酸-CoA的phbA和phbB基因,将A.hydrophila WQ合成的PHBHHx中的3HHx的摩尔含量由3％—5％提高到20％以上;而A.hydrophila 4AK4合成的PHBHHx中的3HHx摩尔含量则由15％左右降低到3％-12％。成功地实现了对PHBHHx单体组成的调控。