新型大规模纯种固态发酵研究进展

发酵工业是生物技术产业必要平台,但目前正面临节能减排的巨大压力.固态发酵技术天然具有节水、节能的优势,近年来固态发酵技术已逐渐成为研究的新热点.固态发酵总体发展趋势是菌株从最开始的自然混菌发酵和强化微生物混合发酵逐渐发展为纯种发酵和限定微生物混合发酵;发酵方式也从传统的静态培养发展到培养基的动态培养和气相动态培养;操作方式从批次发酵向连续发酵发展;在好氧发酵依然占主体的情况下,厌氧发酵也呈现了今后和好氧发酵并驾齐驱的潜力.而气相双动态好氧固态发酵技术与连续厌氧固态发酵技术平台的建立为现代固态发酵的广泛应用打下了很好的基础.     

固态发酵生物反应器

固态发酵是指微生物在没有或几乎没有游离水的固体的湿培养基上的发酵过程。与深层液体发酵相比,它具有很多优点,因此近年来受到了研究者的重视。主要介绍了固态发酵的特点和数学模型,综合论述了各类应用于固态发酵的生物反应器的研究现状、设计标准和应用领域。     

传统发酵肉制品中微生物菌群对风味形成的研究进展

我国传统发酵肉制品种类丰富、风味独特。本文主要介绍参与肉制品发酵的微生物,从蛋白质、脂质和碳水化合物代谢途径的角度概述微生物对发酵肉制品呈香物质形成的作用机制,以及发酵过程中微生物的演替与风味变化的关系。     

固态发酵工程与生物饲料添加剂的生产

发酵工程是生物技术的关键技术,固态发酵作为发酵工程的重要部分,由于能源危机与环境问题的日益严重,越来越受到人们的重视,并在资源环境应用研究方面取得了重要进展。着重综述了固态发酵技术在生物饲料添加剂生产中的应用,介绍了固态发酵工程技术的新进展。     

固态发酵工程研究进展

最近十年中 ,由于能源危机与环境问题的日益严重 ,曾被人们冷落的固态发酵再次引起人们的兴趣 ,固态发酵工程在基质特性、染菌控制、水活度的控制、pH的调控、传质与传热等领域的研究取得了较大的进展。论文着重综述最近固态发酵工程在上述领域取得的一些重大的发展 ,探讨了固态发酵过程控制参数特征及其控制策略。     

固态发酵生产微生物脂肪酶的研究进展

脂肪酶在水相和非水相中都具有催化活性,在众多工业领域应用前景十分广阔。但脂肪酶的生产成本仍然过高,限制了其在某些工业领域的大规模使用。固体发酵因具有设备比较简单、能耗低、成本低、对环境危害小、易于推广等诸多优点,已逐渐成为微生物脂肪酶生产的一个重要方式。由于能源成本的抬高和人们环保意识的加强,自上世纪90年代以来,原来一直认为技术含量较低的固态发酵技术重新受到重视并得到了快速的发展。综述了固态发酵在脂肪酶生产中的应用研究,重点介绍了固态发酵生产脂肪酶的特点、脂肪酶固态发酵的影响因素及其生物反应器。     

分阶段调控关键因素提高白僵菌固态发酵产孢量

采用分阶段调控关键因素策略,对白僵菌固态发酵过程进行优化.优化后最佳发酵模式为:初始含水量为65％,发酵至48 h将含水量调为68％;发酵至20 h和40h分别适当翻料;0～48h(适应期)发酵温度为25℃,48 ～108 h(快速生长期)发酵温度为24℃,108 ～168 h(稳定期)发酵温度为28℃;同时,48 ～108 h按通气比1∶2通气,0～48 h和108 ～168 h不通气.采用上述关键因素调控策略后,白僵菌固态发酵产孢量达18亿孢子/g(干培养基),与优化前相比产孢量提高约360％,效果显著.     

果实风味的代谢基础及其调控机制研究进展

果实风味是重要农艺性状,基因组、代谢组、转录组等多组学联用技术的发展和应用,已相对系统地揭示了风味物质基础。这些物质代谢具有明显的器官、发育以及环境特异性调控的特点,其代谢机制的阐述是果品调控的重要研究热点问题。乙烯是植物生长发育过程中重要的信号分子,对果实风味物质的合成和代谢具有独特的调节作用。在近年来国内外果实风味物质研究的基础上,本文总结了果实风味的代谢基础、调控机制、风味物质对乙烯信号的响应以及生物信息学在果实风味研究中的应用。最后,对该方向未来的发展提出展望,以期为果实风味营养的提高和调控提供理论参考。     

产漆酶真菌的筛选及其固态发酵条件研究

用愈创木酚平板法对14株白腐真菌进行初筛,通过测定漆酶活力进行复筛,筛选出1株生活力较强,产漆酶活力高的菌株MZ-1,经ITS-5.8S rDNA序列分析,初步鉴定为Trametes versicolor。在固态发酵培养基的基础上,对该菌株产漆酶的培养基组成进行正交优化,得到最优发酵培养基:麸皮∶秸秆粉∶豆粕∶玉米粉为3∶3∶2∶1,可溶性淀粉2%,(NH4)2SO4+蛋白胨1%,KH2PO40.1%,料水比1∶2。接种4个菌塞,温度为30℃,发酵8 d后酶活可达到1 555.57 U/g。     

谷物蛋白对白酒发酵过程中微生物群落及其代谢多样性的调控

[背景] 在白酒发酵过程中,原料中的谷物蛋白可为微生物的生长提供氮源等营养物质,进而形成多种代谢产物。谷物蛋白可分为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。然而,谷物蛋白对微生物多样性及其代谢产物多样性的调控尚不明确。[目的] 揭示白酒发酵过程中与微生物多样性及其代谢产物多样性显著相关的关键谷物蛋白种类及其调控作用。[方法] 通过Osborne法测定不同品种高粱中谷物蛋白的组成;采用多组学联用技术解析4种高粱在发酵过程中的微生物菌群多样性及代谢产物多样性;通过模拟发酵揭示原料中影响微生物群落及其代谢多样性的关键蛋白。[结果] 4种高粱中的谷物蛋白组成存在显著差异（ANOSIM：R=0.85,P=0.001）;4种高粱在发酵第5天时,S4高粱的细菌多样性显著（P<0.05）高于其他3种高粱,S3高粱中微生物的代谢产物多样性显著（P<0.05）高于其他3种高粱;清蛋白和球蛋白含量与发酵第5天的优势细菌多样性（R²=0.34,P<0.05;R²=0.58,P<0.05）和代谢产物多样性呈显著正相关（R²=0.58,P<0.05;R²=0.36,P<0.05）,被定义为关键蛋白;模拟发酵实验验证了优势细菌多样性和代谢产物多样性可随着2种关键蛋白即清蛋白和球蛋白含量的升高而升高。当清蛋白含量在3.0 g/L时,优势细菌多样性及代谢产物多样性可分别达到0.72和0.65;当球蛋白含量在3.0 g/L时,优势细菌多样性及代谢产物多样性可分别达到0.66和0.81。[结论] 研究揭示了酿造原料中的清蛋白和球蛋白对发酵过程中细菌多样性及代谢产物多样性的调控作用,为提高白酒发酵的可控性及质量提供了依据。     

代谢组学在植物逆境生物学中的研究进展

近年随着持续而又复杂环境的改变,自然界中生物和非生物胁迫频繁爆发,多种逆境胁迫严重影响了植物的正常生长和发育,尤其是农作物产量.逆境胁迫下植物体内代谢物的重塑是其基因与环境因素共同作用的结果,是植物体生理表型与体内生化水平的直接体现,逆境胁迫下代谢组的重塑很大程度上反映了植物体对逆境胁迫的响应和防御.代谢组学的兴起,为...     

固态发酵的参数周期变化及对微生物发酵的影响

研究了压力脉动固态发酵反应器内环境参数的周期性变化以及这些周期性的环境刺激对于固态培养的斜卧青霉发酵的影响。研究结果显示:在这种反应器中,在空气压力脉动的带动下,反应器内的温度和空气湿度也会发生较大幅度的周期性变化,变化的周期和空气压力脉动的周期相同,变化的幅度随着压力脉动的幅度增大而增加;在外界周期刺激的条件下,较未加外界周期刺激斜卧青霉的生物量增加了104% ,二氧化碳的产生总量增加了229%和纤维素酶的产量增加了320 % ,数据显示外界周期刺激不仅增加了菌体的生物量同时增加了其代谢活性。     

万古霉素发酵废渣固态发酵生产单细胞蛋白的研究

以万古霉素发酵废渣为唯一培养基,对固态发酵生产单细胞蛋白(SCP)进行了研究.经过筛选得到了一株白地霉HCCB 2267,它能以万古霉素发酵废渣为唯一底物生长.通过菌株驯化和培养条件优化,固态发酵产生的SCP可迭9.42×108个/g干重,其粗蛋白含量达47.24%,氨基酸总量从30.60%提高到46.28%.其优化的培养条件是:培养基起始含水量60%,起始pH 5.0～6.0,接种量15%,培养温度28～30℃,培养时间72h等.此外,筛选到的菌株对废渣中残存的菌丝体有降解作用.     

钙对高温胁迫下烟草幼苗抗氧化代谢的影响

用10mmol/LcaCl2溶液处理烟草幼苗,能减缓高温胁迫所引发的一些胁变反应,如叶绿素破坏、积累膜脂质过氧化产物MDA,增加细胞膜相对透性,降低内源抗氧化剂（AsA,GSH）和脯氨酸含量,在高温胁迫下,SOD和CAT等抗氧化酶活性呈现先升后降的变化趋势。恢复生长以后,钙处理和未处理的烟草幼苗其内源抗氧化剂含量和抗氧化酶活性均有不同程度的回升。由此认为,高温胁迫后烟草幼苗体内抗氧化酶活性受抑,活性氧积累以及由此引发的膜脂过氧化作用是烟草幼苗高温伤害的原因之一。     

纤维素乙醇高温发酵的研究进展与展望

利用高温细菌发酵,纤维素乙醇生产有望实现“生物质降解-乙醇发酵-乙醇蒸馏”过程的同步化,从而最大限度地降低纤维素乙醇的生产成本;这是一个目标更高、道路更远、科学性更强的可再生能源发展策略.纤维素乙醇高温发酵研究已经取得了重要进展,目前面临的主要挑战包括发酵乙醇的高温细菌的遗传转化系统不够稳定、缺少内源的高活性和耐热性纤维素酶,以及乙醇代谢调控机理有待进一步解析.这些科技难题将会在DNA生物合成和进化技术、细胞生物学技术,以及合成生物学技术的发展中得到解决.     

植物次生代谢,离体培养条件下次生代谢生物积累及其调控研究进展

简述了高等植珠的几大类次生代谢产物及其合成途径,采用了大量研究实例以说明运用细胞工程生产代谢物的可能性,指出提高植物培养细胞中次生代谢物产量的各种调控途径。     

固态发酵下酵母自溶的工艺优化

固态下酵母自溶可以有效促进菌体内多种活性物质的释放,进而提高酵母类产品的品质。通过优化自溶温度、自溶时间及自溶促进剂锌离子浓度以获得固态发酵下酵母自溶的最佳工艺,对固态发酵物料中游离氨基酸、可溶性蛋白、α-氨基氮含量和A260/A280等指标的分析来确定固态酵母自溶工艺条件,在此基础上以自溶温度40 ℃、50 ℃、55 ℃;作用时间12、18、24 h;锌离子添加浓度2、4、8 mg/kg设置L9(33)正交试验,进一步优化固态酵母自溶的工艺参数。结果表明酵母自溶的最佳工艺条件为：自溶温度55 ℃、作用时间18 h、锌离子浓度2 mg/kg,此时其可溶性蛋白含量可达9.31 mg/g、游离氨基酸14.36 mg/g、α-氨基氮10.16 μg/g、A260/A280为1.73。经工艺优化后,可显著提高酵母自溶产物可溶性蛋白、游离氨基酸和α-氨基氮的含量,从而明显提高了复合菌培养物的品质。     

复合微生物固态发酵对棉籽饼粕脱毒及营养的影响

研究了黑曲霉与酿酒酵母混合固态发酵对棉籽饼粕的脱毒效果及提高棉籽饼粕营养价值的作用。结果表明,混合发酵优化后的条件为:发酵温度30℃,接种量15%,初始水分含量0.96g水/g干基,初始pH值为6,发酵时间60 h;发酵后棉籽饼粕中游离棉酚脱毒率为95.51%,真蛋白质含量从32.99%提高到 42.40%,必需氨基酸中赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸分别较发酵前相比增加了31.03%、25.00%和44.23%,氮溶解指数(NSI)增加了1.49倍,从而改善了棉粕饼粕的品质。