塔玛亚历山大藻双向电泳蛋白的三种提取方法比较

【目的】比较3种蛋白质提取方法,找到适用于塔玛亚历山大藻蛋白的最佳的提取方法,为后续用双向电泳(2-DE)技术研究不同条件下塔玛亚历山大藻蛋白的差异表达奠定基础。【方法】以塔玛亚历山大藻为研究对象,运用Tris-HCl提取法、TCA沉淀法和lysis buffer提取法分别提取塔玛亚历山大藻蛋白,并通过双向电泳技术,对这3种方法进行了比较分析,筛选出最适于塔玛亚历山大藻的蛋白提取方法。并运用以上得出的方法,以不加杀藻物质的无菌塔玛亚历山大藻为对照,比较分析了塔玛亚历山大藻在加入杀藻物质后的蛋白差异表达状况。【结果】在这3种方法中,lysis buffer提取法得到的蛋白溶解性好,进行双向电泳时,可得到干净的背景、清晰的蛋白点,并且蛋白点的数目较多,酸性蛋白、碱性蛋白、大分子量和小分子量的蛋白均有提出来,蛋白点在胶面上分布均匀。用这种方法初步分析了加入杀藻物质后塔玛亚历山大藻蛋白的差异表达情况,并鉴定出14个与塔玛亚历山大藻生理活动密切相关的蛋白质。【结论】lysis buffer提取法获得了最多的蛋白点,双向电泳图谱清晰,适于用来提取塔玛亚历山大藻蛋白。     

高温湿热酸法破壁提取法夫酵母胞内虾青素

法夫酵母是一种能积累虾青素的红酵母, 对其进行破壁是当前虾青素工业化提取生产的瓶颈工艺。研究在高温湿热条件下,低浓度盐酸对法夫酵母破壁而提取其胞内虾青素的工艺。探讨了不同破壁温度、盐酸浓度、液料比与破壁处理时间等因素对法夫酵母破壁后虾青素及类胡萝卜素提取率的影响, 确定了高温湿热酸法破壁提取虾青素的最佳条件为: 饱和蒸汽压力 0.1 MPa (121°C), 盐酸浓度0.5 mol/L, 液料比 (V/W)30 mL/g, 破壁时间2 min。在最佳条件下进行中试放大实验, 可得到虾青素与类胡萝卜素的提取率分别为: (84.8±3.2)%, (93.3±2)%。经优化后的新破壁工艺安全高效, 不会有毒性残留, 具有良好的工业应用前景。     

产生物柴油微藻培养研究进展

石油的大量使用会导致能源枯竭和温室气体（CO2）排放的增加。为了实现经济和环境的和谐发展,必须使用可再生能源代替石油。可再生能源使用后不会造成温室气体排放的增加。生物柴油是一种理想的可再生能源, 能满足以上要求,所以近年来得到迅速发展。微藻是一种主要利用太阳能固定 CO2,生成制备生物柴油所需油脂的藻类。因此以微藻油脂为原料转化成的生物柴油是石油理想的替代品。简要介绍了产油微藻的种类和微藻油脂的合成,较详细地阐述了微藻自养培养、异养培养、生物反应器、工程微藻的最新研究进展,并初步展望了微藻产油研究的未来发展方向。     

基于模糊综合评价的产生物柴油微藻藻种筛选

产生物柴油微藻大规模培养对微藻藻种的性能要求较高。从丰富的藻种资源中筛选到高品质的藻种一直是个亟待解决的问题。通过研究3株产油微藻,从系统工程的角度综合整个微藻生物柴油的技术工艺,建立了以生长速率、含油率、油脂组成等18种指标的二级评价体系,采用二级模糊综合评价的模糊数学方法对产生物柴油微藻的性能进行综和分析、筛选。最终确定供评价的三株微藻二级模糊综合评价集：小球藻LICME001［0.360 0.315 0.192 0.069 0.064］,微绿球藻LICME002［0.277 0.331 0.236 0.104 0.052］和葡萄藻LICME003［0.325 0.371 0.232 0.071 0.060］。根据最大隶属度法则分析得：小球藻LICM001株产生物柴油微藻品质为优等级别,适合产生物柴油的技术工艺要求;微绿球藻LICME002和葡萄藻LICME003为良等级别的产生物柴油藻种。     

富油能源微藻的筛选及产油性能评价

为了筛选具有产油潜力的能源微藻,以实验室保藏的20株淡水和海洋微藻(绿藻门18株,真眼点藻纲1株,硅藻纲1株)为研究对象,利用光径为3 cm柱状光生物反应器通气分批培养,通过测定微藻培养物的生物量和总脂含量等指标,从中筛选生长速度快、生物量和总脂含量高的微藻。结果表明:20株微藻的生物量和总脂含量分别在1.81~7.88g/L和16.0%~55.9% dw(% Dry weight)之间,筛选得到具有产油潜力的微藻9株,分别是栅藻(Scenedesmus sp.)(6.34g/L,55.9% dw)、麻织绿球藻(Chlorococcum tatrense)(5.93g/L,46.9% dw)、眼点拟微绿球藻(Nannochloropsis oculata)(7.88g/L,35.0% dw)、油面绿球藻(Chlorococcum oleofaciens)(5.58g/L,45.9% dw)、多形拟绿球藻(Pseudochlorococcum polymorphum)(6.10g/L,40.0% dw)、八月衣藻(Chlamydomonas augustae)(5.78g/L,40.5% dw)、椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)(5.56g/L,40.7%dw)、椭圆绿球藻(Chlorococcum ellipsoideum)(5.41g/L,38.0% dw)、雪绿球藻(Chlorococcum nivale)(5.55g/L,36.3% dw),其中最具产业化潜力的微藻为栅藻(Scenedesmus sp.),其总脂收获量和单位体积总脂产率分别为3.5 g/L和218.7mg/L·d。     

酶法破碎微生物细胞的研究进展

酶法细胞破碎技术不仅能提高胞内产物的提取效率、降低能耗,还能减少化学试剂的用量,更有利于环保。主要介绍酶法破碎细菌、真菌、微藻、原生菌类等微生物细胞的研究进展、工业化情况以及应用展望。     

光生物反应器培养微藻研究进展

微藻具有固定CO2和净化有机废水的能力,在环保、食品饲(饵)料、医药和生物能源开发等领域备受关注,但规模化培养及其产业化仍是研究的难点,亟待解决。就常用于大规模培养微藻的光生物反应器的特点和结构进行了综述。其中,封闭式微藻光生物反应器能够较好地调控藻种的培养条件、不易遭受污染,藻种的纯度容易控制,但培养规模小,生产成本较高;而开放式微藻光生物反应器无法精确控制藻种生长环境,但生产规模大、产量高、生产成本低,因此应用广泛。最佳的方法是综合两者优点,即首先利用封闭式微藻光生物反应器进行中试放大,大量繁殖藻种,然后投入开放式微藻光生物反应器内进行大规模商业生产,此方法有望成为微藻光生物反应器的发展方向,以期为微藻大规模培养提供参考借鉴。     

Disruption of Brewers' yeast by hydrodynamic cavitation: Process variables and their influence on selective release

Intracellular products, not secreted from the microbial cell, are released by breaking the cell envelope consisting of cytoplasmic membrane and an outer cell wall. Hydrodynamic cavitation has been reported to cause microbial cell disruption. By manipulating the operating variables involved, a wide range of intensity of cavitation can be achieved resulting in a varying extent of disruption. The effect of the process variables including cavitation number, initial cell concentration of the suspension and the number of passes across the cavitation zone on the release of enzymes from various locations of the Brewers' yeast was studied. The release profile of the enzymes studied include alpha-glucosidase (periplasmic), invertase (cell wall bound), alcohol dehydrogenase (ADH; cytoplasmic) and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH; cytoplasmic). An optimum cavitation number Cv of 0.13 for maximum disruption was observed across the range Cv 0.09-0.99. The optimum cell concentration was found to be 0.5% (w/v, wet wt) when varying over the range 0.1%-5%. The sustained effect of cavitation on the yeast cell wall when re-circulating the suspension across the cavitation zone was found to release the cell wall bound enzyme invertase (86%) to a greater extent than the enzymes from other locations of the cell (e.g. periplasmic alpha-glucosidase at 17%). Localised damage to the cell wall could be observed using transmission electron microscopy (TEM) of cells subjected to less intense cavitation conditions. Absence of the release of cytoplasmic enzymes to a significant extent, absence of micronisation as observed by TEM and presence of a lower number of proteins bands in the culture supernatant on SDS-PAGE analysis following hydrodynamic cavitation compared to disruption by high-pressure homogenisation confirmed the selective release offered by hydrodynamic cavitation.     

生物柴油原料资源高油脂微藻的开发利用

生物柴油作为化石能源的替代燃料已在国际上得到广泛应用。至今生物柴油的原料主要来自油料植物, 但与农作物争地的情况以及较高的原料成本限制了生物柴油的进一步推广。微藻作为高光合生物有其特殊的原料成本优势, 微藻的脂类含量最高可达细胞干重的80%。利用生物技术改良微藻, 获得的高油脂基因工程微藻经规模养殖, 可大大降低生物柴油原料成本。介绍了国内外生物柴油的应用现状, 阐述了微藻作为生物柴油原料的优势, 对基因工程技术调控微藻脂类代谢途径的研究进展, 以及在构建工程微藻中面临的问题和应采取的对策进行了综述和展望。     

微藻固定CO2研究进展

空气中CO2浓度升高所导致的温室效应已成为重大的环境问题,受到人们普遍关注.概述了高效固定CO2微藻藻种的筛选和培养方法,分析了微藻固定CO2的无机碳利用形式和浓缩机制,讨论了高效光生物反应器设计和运行目标,简要介绍了微藻(酶)-膜生物反应器集成新技术.并认为今后的研究方向主要是在进一步探索微藻固定CO2有关机理的基础上,构建高效固定CO2的转基因微藻,开发高效膜生物反应集成系统.