二种新的酿造用酶:脱支酶和葡聚糖酶

在低糖啤酒的生产中,采用外加酶法比传统的方法(如延长糖化休止期,使用高糖化力麦芽,往麦汁中添加糖或葡萄糖浆等)更优越,因此,酶在啤酒酿造中的应用也越来越受到人们的重视。本文介绍二种新的多糖降解酶。其一,支链淀粉酶(脱支酶),其商品名为Promozyme,可单独用于糖化、麦汁处理或发酵过程,以增加麦汁的发酵力;该酶发酵过程同霉菌α-淀粉酶一起使用时,外观发酵度可超过100％。另一种多组份碳水化合物分解酶SP-249能降解大麦和     

较高温度对灵芝培养特性及灵芝酸产量的影响

灵芝具有重要的药用价值,培养条件的优化可提高灵芝中各种活性成分的含量。探讨了较高温度对灵芝发酵过程中的生理指标及灵芝酸产量的影响。结果表明,较高的发酵温度虽然降低了灵芝生物量,但提高了淀粉酶﹑漆酶﹑纤维素酶的酶活。发酵第4天,36℃培养条件下淀粉酶酶活达到最大值,比30℃发酵条件下的酶活提高了22.61%。发酵第10天,34℃培养条件下的漆酶酶活﹑纤维素酶酶活﹑可溶性糖含量和灵芝酸产量都达到最大值,相对于30℃的培养条件,分别提高了51.12%、30.41%、13.21%和45.23%。结果表明较高温度发酵有利于酶活和灵芝酸含量的提高,该研究为灵芝的高温发酵提供了新的思路和理论指导。     

利用木薯淀粉产异丁醇的重组菌株的构建

目的:构建了一株直接利用木薯淀粉为原料生产异丁醇的重组菌株。方法:将地衣芽孢杆菌的淀粉酶基因克隆到生产异丁醇的大肠杆菌重组菌中,使大肠杆菌能够直接利用木薯淀粉为原料生产异丁醇。结果:木薯淀粉不需要预先加入淀粉酶进行糖化处理,就可以直接被作者研究所构建的重组菌株发酵生成异丁醇。结论:提供了一种直接发酵木薯淀粉生产异丁醇的方法。导入地衣芽孢杆菌的淀粉酶基因,能使只能利用葡萄糖作为发酵材料的异丁醇生产工程菌直接利用木薯淀粉为原料生产异丁醇。     

利用根霉和酿酒酵母转化生玉米粉为高浓度酒精

利用从自然界中新分离得到的生淀粉酶产生菌-根霉W-08,并首次采用固态和液态相结合的培养方法,使生淀粉糖化酶活量达到72IU/mL,然后以生玉米粉为底物,利用根酶W-09和酿酒酵母Z-06采用同步糖化与发酵工艺,30℃,48h,发酵醪酒精浓度达到21%(V/V),转化率为理论转化率的94.5%。     

中温α-淀粉酶在地衣芽孢杆菌中的异源表达

提高中温α-淀粉酶生产菌株的发酵温度,对减少冷却水消耗降低生产成本有重要意义。本文利用基因删除技术删除了地衣芽孢杆菌CBBD302菌株α-淀粉酶的编码基因(amy L)获得突变株D402。将表达解淀粉芽孢杆菌中温α-淀粉酶基因Ba A的重组质粒p HY-WZX-Ba A转化D402,获得表达中温α-淀粉酶的重组地衣芽孢杆菌D402/p HY-WZX-Ba A。摇瓶发酵实验显示,重组菌最适发酵温度为42℃,比原生产菌株提高8℃,最高产酶水平达到301 U/m L。30 L发酵罐发酵试验,78 h达到最高酶活531 U/m L。重组酶的最适作用温度为60℃,最适作用p H 6.5,在90℃保温20 min可以完全失活,保持了中温α-淀粉酶既能在淀粉糊化温度下保持稳定又便于灭酶的优良性能。     

α—淀粉酶发酵工艺的研究

α—淀粉酶产量最高,用途最广。提高α—淀粉酶生产菌株的产酶活力主要有两个重要问题,一是具有产高酶活的菌株,二是能准确地把握工艺生产条件。本文主要报告α—淀粉酶高产菌种86315的发酵培养基是氮源以棉籽饼粉替代豆饼粉,经正交试验确定最佳发酵培养基配方。待喷发酵液加入0.5％—1％的硼砂,对贮存中的α—淀粉酶有明显的稳定作用,以及在发酵过程中控制好补料等发酵工艺的研究。     

Secreted expression of the pullulanase in Bacillus amyloliquefaciens BF7658

根据文献报道的核苷酸序列合成Bacillus deramificans普鲁兰酶成熟肽编码基因BdP.将BdP基因插入芽孢杆菌分泌表达载体pUC980信号肽编码区下游,获得重组质粒pUC980-BdP,重组质粒转化中温α-淀粉酶生产菌解淀粉芽孢杆菌BF7658菌株.摇瓶发酵实验表明,重组转化子发酵液有明显普鲁兰酶酶活,约48 h酶活达到最高水平,为2.8 ASPU/mL.酶学性质分析表明,重组酶最适作用温度约为60℃,最适反应pH为5.0,60℃保温3h仍保存50％的活性.重组酶性质适合淀粉糖化工艺的要求.     

鸡粪堆肥的酶活特性研究

目的研究以鸡粪和菌糠为主体物料在高温堆肥发酵过程中纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶以及蛋白酶酶活性的变化。方法通过测定各酶活动态变化,了解各酶在鸡粪堆肥中的变化规律。其中纤维素酶和淀粉酶采用DNS比色法,木聚糖酶活采用还原糖法,蛋白酶活采用福林法进行测定。结果随温度不断变化和酶本身的性质以及物料的作用机制机制不同,酶活动态变化表现出一定的差异性。物料发酵温度在0～3 d时迅速上升,在3～18 d持续高温期,15 d之后下降趋于恒定。各酶活变化基本上符合先上升至峰值再下降,最后保持恒定的规律。其中各酶发生高效反应的时间具有不一致性,纤维素酶活在第18天时达到峰值,淀粉酶活在第9天时达到峰值,木聚糖酶在第12天时达到峰值,而蛋白酶活在第3天时即达到峰值。结论酶对物料腐熟具有重要用,本研究结果为堆肥腐熟提供参考指标,对优化堆肥工艺具有重要意义。     

普鲁兰酶基因在解淀粉芽孢杆菌BF7658菌株中的分泌表达

根据文献报道的核苷酸序列合成Bacillus deramificans普鲁兰酶成熟肽编码基因BdP。将BdP基因插入芽孢杆菌分泌表达载体pUC980信号肽编码区下游,获得重组质粒pUC980-BdP,重组质粒转化中温α-淀粉酶生产菌解淀粉芽孢杆菌BF7658菌株。摇瓶发酵实验表明,重组转化子发酵液有明显普鲁兰酶酶活,约48h酶活达到最高水平,为2．8ASPU／mL。酶学性质分析表明,重组酶最适作用温度约为60℃,最适反应pH为5．0,60℃保温3h仍保存50％的活性。重组酶性质适合淀粉糖化工艺的要求。     

一株产耐酸性α-淀粉酶菌株的鉴定及其酶学性质研究

随着现代淀粉工业的发展,寻找耐酸性新型α-淀粉酶成为研究热点。实验室分离到一株高产耐酸性α-淀粉酶菌株AF1。通过形态学观察法、生理生化特征与16Sr DNA序列分析鉴定出AF1菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。对其酶学性质进行初步研究发现,该酶最适作用温度为75℃,p H为5.0;在温度60℃以下,p H 5.0~7.0范围内酶活比较稳定;Cu2+对酶活有明显抑制作用,K+、Li+、Fe3+则对酶活有轻微抑制作用,Na+、Ca2+、Ba2+、Mg2+和EDTA则对酶活没有明显影响。可见,本研究中的α-淀粉酶是一种不依赖于Ca2+的耐酸性α-淀粉酶,在淀粉加工过程中,不仅不用加Ca2+以维持酶的活性,同时可以不用p H调节,实现在弱酸性条件下淀粉液化和糖化同步进行,从而精简工序,节约成本。     

碱与微波联合处理蔗渣对里氏木霉发酵产纤维素酶的影响

以蔗渣为原料,采用碱和微波辐射联合处理后用于里氏木霉纤维素酶的液态发酵。采用单因素试验与正交试验确定了最佳的处理条件为:0.30 mol/L的NaOH溶液浸泡,微波功率160 W,处理5 min。在此条件下得到的单位能耗的酶活净增值最高。后续发酵结束后,酶活较未经处理的蔗渣发酵后所得酶活有显著提高。其中,β-葡萄糖苷酶活、滤纸酶(FPase)活、羧甲基纤维素酶(CMCase)活分别提高了81.3%,88.2%,154.5%。     

巨大芽孢杆菌α-淀粉酶基因核苷酸序列分析

巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)AS1.127的淀粉酶基因的全碱基序列已被测定。结构基因由1982bp的单一开读框架组成。由DNA序列推测出的前体酶蛋白由659个氨基酸组成,N-端33个氨基酸为信号肽。成熟酶分子由626个氨基酸组成,分子量为68.676kD。该淀粉酶属糖化型α-淀粉酶。并与枯草杆菌(B.subtilis)168产生的糖化型α-淀粉酶之间有83.3%的同源性。分析发现两种菌产生的酶分子的N-端3/4的同源性为90.4%,而C-端1/4的同源性只有70%。序列排比结果说明在淀粉酶基因的趋异进化过程中,基因突变和遗传重组都曾起过作用。     

地衣芽抱杆菌A.4041耐高温α-淀粉酶的研究

地衣芽抱杆菌A.4041是一株产生耐高温α-淀粉酶的突变株。本文研究了A.4041发酵培养基的成份,发现用天然碳源原料产酶优于葡萄塘、乳糖和淀粉。葡萄糖对发酵产酶有一定程度的抑制作用。此外还发现A.4041所产生的耐高温α-淀粉酶的热稳定性与Ca²⁺浓度有关,高浓度氯化钠与淀粉能促进该酶的耐热性。     

地衣芽孢杆菌高温α-淀粉酶异源表达研究

目的：以地衣芽孢杆菌高温α-淀粉酶基因（amyL）为报告基因,构建含不同启动子的枯草杆菌表达载体,转化枯草杆菌,并对重组菌的酶活进行分析,比较不同启动子对amyL基因在枯草杆菌中表达的影响。方法：以高温α-淀粉酶高产菌株B.licheniformis0204染色体DNA为模板,PCR扩增得到amyL并分别与PQ启动子和P43启动子进行连接构建表达载体pUB-PQ-amyL和pUB-P43-amyL,化学法转化枯草杆菌1A717,筛选得到重组转化子后对重组菌的表达产物进行SDS-PAGE和酶活检测。结果：重组菌摇瓶发酵105h后测定高温α-淀粉酶酶活,B.subtilis1A717（pUB-PQ-amyL）的最高酶活为280.1U/mL,B.subtilis1A717（pUB-P43-amyL）的最高酶活为190.5U/mL。结论：PQ启动子调控的高温α-淀粉酶最高表达水平是P43启动子调控的最高表达水平的1.47倍,说明PQ启动子能使amyL基因在枯草杆菌中更高效地表达。     

猪粪玉米秸沼气发酵的研究 I．发酵过程及其调控

以C：N分别为11：1,16：1,24：1,38：1和71：l的猪粪玉米秸混合原料,在TS为10％和5％的条件下观察了30℃时沼气发酵的情况。试验表明低浓度、C：N较低时易正常发酵; TS为10％和C：N为71：1 时很难起动。进而试验了鲜人尿、硫酸铵、尿素、碳酸氢铵,磷酸氢二铵等降低原料C：N促进沼气发酵正常化的效果。结果表明,鲜人尿、尿素及碳酸氢铵可促进高C：N和高TS％的原料正常沼气发酵;用无氮缓冲液控制发酵醪的pH值,高C：N高TS％的原料亦可正常进行沼气发酵,说明pH值对沼气发酵的影响可能比C：N值更重要。还试验了用“微生物菌群”控制发酵：将原料TS为5％、C：N为49：1的发酵液,在其pH开始回升时取出注入原料TS为10％,C：N为49:1、pH降至5．0的发酵液中。5天后沼气发酵正常起动,而注水作对照的则完全未起动。     

一株高产淀粉酶的解淀粉芽胞杆菌的分离鉴定及其产酶条件优化

目的从土壤中分离产淀粉酶相对较高的菌株,并对其产酶条件进行优化,以期获得更经济、易得的高活力淀粉酶。方法用平板稀释涂布法分别从温州及其周边地区多个淀粉含量高的土壤、污水中采集的样品中筛选产淀粉酶菌株,通过菌落形态、生理生化反应和16S rDNA序列比对对菌株进行鉴定;并从碳源、氮源、离子浓度及紫外诱变等产酶条件对高产淀粉酶菌株进行优化;利用碘-淀粉法等对粗酶液酶学性质进行初步研究。结果从采集到的26个样品中共筛选到19株酶活较高、产酶稳定的野生型菌株。其中编号为Z19的菌株酶活最高,达到351.78 U/mL。经形态和生理生化鉴定,结合16S rDNA序列分析,将该菌株鉴定为解淀粉芽胞杆菌。对菌株Z19的液体发酵条件研究表明,最佳条件为玉米粉1.0%,明胶1.5%,淀粉含量0.5%,NaCl 0.5%,pH7.0,发酵温度37℃,72 h,酶活达到1 360.92 U/mL;在固体培养基上,直接用麸皮,接种量为0.1%,含水量为60%,pH7.0,120 h时,酶活达到1 504.2 U/mL。其最适酶反应pH为6.5,反应温度55~60℃,底物浓度为0.5%。结论从土壤中分离得到了产淀粉酶相对较高的解淀粉芽胞杆菌Z19菌株,产酶条件适用于工业生产,具有一定的应用前景。     

酒精-沼气双发酵耦联工艺中SO42-的控制

SO2-4是"酒精-沼气双发酵耦联工艺"稳定运行的重要抑制物.在耦联工艺中,以中温厌氧出水代替自来水配料进行酒精发酵.通过无预糖化工序的"同步糖化发酵"技术研究,将酒精发酵的初始pH提高到6.0,H2SO4的消耗降低了50%,使SO2-4的质量浓度维持在3g/L的沼气发酵安全范围内.在进行高浓度酒精发酵时,糖化酶的添加量为每克木薯添加140U,发酵54h,最终酒精体积分数达14.7%.糖化酶添加量与常规酒精发酵用量相比,每克木薯增加了糖化酶20 U.     

添加尿素对模拟发酵罐中沼气发酵的影响

如何提高产气量一直以来都是沼气发酵过程中需要解决的主要问题.本研究是在实验室条件下组建模拟沼气发酵罐,并用于研究发酵罐中添加尿素对沼气发酵的影响.结果表明:与不添加尿素的对照组相比,处理组中添加浓度为1 000 mg/L的尿素可以有效提高沼气发酵基质的利用率,并提高沼气中甲烷含量,该系统中发酵原料总固体(total solid,TS)消耗率提高1.79%,挥发性固体(volatile solid,VS)消耗率提高4.36%,甲烷产量提高8.4%;添加3 000 mg/L尿素使发酵原料TS消耗率降低1.59%,但是VS消耗率提高2.28%,产甲烷量提高5.4%;添加5 000 mg/L尿素则会对发酵原料的利用产生抑制作用,TS、VS消耗率分别降低3.04%、3.72%,甲烷产量降低4.2%.本研究结果将为提高沼气发酵效率提供初步的理论基础.     

乙醇预处理麦秆的酶解性能研究

采用H2SO4催化和自催化乙醇法对麦秆进行预处理,比较预处理后麦秆的主要化学组成、纤维素酶解性能和半同步糖化发酵生产乙醇特性,并进行物料衡算。结果表明:H2SO4催化和自催化乙醇预处理过程中纤维素固体回收率大于90%。添加非离子表面活性剂吐温20和吐温80没有显著提高H2SO4催化乙醇预处理后纤维素的酶解葡萄糖得率及半同步糖化发酵过程中乙醇的产量,而对自催化乙醇处理后麦秆的酶解和半同步糖化发酵过程有一定程度的促进作用,相应的酶解葡聚糖转化率由72.7%提高到85.0%,而半同步糖化发酵过程中乙醇质量浓度提高了11.4%。物料衡算结果表明:酸催化和自催化乙醇预处理后葡聚糖回收率分别为91.0%和95.4%;半同步糖化发酵生产乙醇的得率分别为10.4和11.6 g(按100 g原料计)。     

乙醇预处理麦秆的酶解性能研究简

采用H2 SO4催化和自催化乙醇法对麦秆进行预处理,比较预处理后麦秆的主要化学组成、纤维素酶解性能和半同步糖化发酵生产乙醇特性,并进行物料衡算。结果表明：H2 SO4催化和自催化乙醇预处理过程中纤维素固体回收率大于90％。添加非离子表面活性剂吐温20和吐温80没有显著提高H2 SO4催化乙醇预处理后纤维素的酶解葡萄糖得率及半同步糖化发酵过程中乙醇的产量,而对自催化乙醇处理后麦秆的酶解和半同步糖化发酵过程有一定程度的促进作用,相应的酶解葡聚糖转化率由72.7％提高到85.0％,而半同步糖化发酵过程中乙醇质量浓度提高了11.4％。物料衡算结果表明：酸催化和自催化乙醇预处理后葡聚糖回收率分别为91.0％和95.4％;半同步糖化发酵生产乙醇的得率分别为10.4和11.6 g（按100 g原料计）。