利用氧化还原电位调控乳酸发酵

研究了控制不同氧化还原电位（oxidation—reduction potential,ORP）对乳酸发酵过程的影响。通过5L发酵罐分批发酵实验发现ORP水平控制在-170mV时最有利于乳酸生成,乳酸最高质量浓度达176g／L,糖酸转化率为94％,其平均乳酸产率3．7g/（L·h）,比ORP控制在-220mV和-120mV时分别高19％,37％;通过对发酵过程胞外有机酸浓度及代谢流分析发现氧化还原电位是通过影响细胞内代谢流分布来影响乳酸合成的。     

血清乳酸评估对危重患者预后的临床研究

目的:研究血清乳酸评估对危重患者预后的意义,为后期临床诊断提供参考。方法:选取2012年3月—2014年4月我院收治的危重患者78例,对其血清乳酸进行评估,根据评估结果分为观察组与对比组,40例患者血清乳酸在监测过程中升高为观察组,38例患者血清乳酸监测持续正常为对比组。分析两组患者不良预后与临床变化,同时将观察组存活与死亡患者的血清乳酸监测情况进行评估。结果:观察组多器官功能不全者32例,休克31例,死亡22例;对比组多器官功能不全者15例,休克3例,死亡8例。观察组进入重症监护病房后,死亡组乳酸值为(6.21±2.51)mmol/L,乳酸峰值为(8.87±2.59)mmol/L,0.5天乳酸清除率为(23.21±18.54)mmol/L;存活组乳酸值为(2.21±1.89)mmol/L,乳酸峰值为(4.12±2.15)mmol/L,0.5天乳酸清除率为(44.78±26.58)mmol/L。结论:血清乳酸评估对危重患者预后具有十分重要的意义。     

乳酸堆积和二氯乙酸钠对肝癌细胞凋亡及bax、bcl-2 表达 和caspase-3 活性的影响

目的：探讨乳酸堆积和二氯乙酸钠(DCA)对肝癌细胞(HepG2)凋亡和bax、bcl-2 表达及caspase-3 活性的影响。方法：通过体 外培养HepG2,建立稳定的体外培养模型,配制成终浓度分别为0 mmol/L、1.0 mmol/L、2.0 mmol/L、4.0 mmol/L、8.0 mmol/L的乳 酸培养液以及在不同浓度乳酸组中加入终浓度为10-3mmol/L DCA 培养液与HepG2共同培养,其中以0 mmol/L 乳酸组为对照 组。采用MTT法检测乳酸对HepG2 的抑制率,流式细胞仪检测乳酸和DCA 对HepG2的凋亡百分率,用Real-time PCR法测定 bax 及bcl-2 mRNA的表达,用免疫荧光法检测caspase-3 的活性。结果：乳酸对HepG2 的IC50值为13.6 mol/L,与对照组比较,随 着乳酸浓度的增加,HepG2 凋亡率增加,bax mRNA 表达升高,bcl-2 mRNA 的表达降低,caspase-3活性增加,其中1.0 mmol/L 乳 酸组与对照组比较(P>0.05),2.0 mmol/L,4.0 mmol/L 和8.0 mmol/L乳酸组与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。加入DCA 后,HepG2 凋亡减少,2.0 mmol/L 乳酸+DCA 组、4.0 mmol/L乳酸+DCA 组、8.0 mmol/L乳酸+DCA 组与同浓度的乳酸组比较, bax mRNA 表达减少（P<0.05）,bcl-2 mRNA 表达增加（P<0.05）,caspase-3 活性减低（P<0.05）。结论：乳酸可诱导HepG2凋亡,且随 着乳酸浓度的增高,HepG2 的凋亡率增加,其机制可能是通过对bcl-2 及bax mRNA 表达的改变以及激活caspase-3 活性而实现, DCA可以降低HepG2 凋亡,对乳酸堆积造成的HepG2凋亡有抑制作用。     

乳酸堆积和二氯乙酸钠对肝癌细胞凋亡及bax、bcl-2表达和caspase-3活性的影响

目的：探讨乳酸堆积和二氯乙酸钠（OCA）对肝癌细胞（HepG2）凋亡和bax、bcl-2表达及caspase-3活性的影响。方法：通过体外培养HepG2,建立稳定的体外培养模型,配制成终浓度分别为0mmol／L、1．0mmol／L、2．0mmol／L、4．0mmol／L、8．0mmol／L的乳酸培养液以及在不同浓度乳酸组中加入终浓度为10^-3mmol／LDCA培养液与HepG2共同培养,其中以0mmol／L乳酸组为对照组。采用MTT法检测乳酸对HepG2的抑制率,流式细胞仪检测乳酸和DCA对HepG2的凋亡百分率,用Real-time PCR法测定bax及bcl-2mRNA的表达,用免疫荧光法检测caspase-3的活性。结果：乳酸对HepG2的IC50值为13．6mol／L,与对照组比较,随着乳酸浓度的增加,HepG2凋亡率增加,baxmRNA表达升高,bcl-2mRNA的表达降低,caspase-3活性增加,其中1．0mmol／L乳酸组与对照组比较（P〉0．05）,2．0mmol／L,4．0mmol／L和8．0mmol／L乳酸组与对照组比较差异有统计学意义（P〈0．05）。加入DCA后．HepG2凋亡减少,2．0mmol／L乳酸＋DCA组、4．0mmol／L乳酸＋DCA组、8．0mmol／L乳酸＋DCA组与同浓度的乳酸组比较,baxmRNA表达减少（P〈0．05）,bcl-2mRNA表达增加（P〈0．05）,caspase-3活性减低（P〈0．05）。结论：乳酸可诱导HepG2凋亡,且随着乳酸浓度的增高,HepG2的凋亡率增加,其机制可能是通过对bcl-2及baxmRNA表达的改变以及激活caspase-3活性而实现,DCA可以降低HepG2凋亡,对乳酸堆积造成的HepG2凋亡有抑制作用。     

猪源乳酸菌产乳酸及其抑菌特性研究*

研究了5株(L1、L2、L3、L5和L7)分离自仔猪肠道的乳酸菌的产乳酸能力及抑菌特性。结果表明:L5菌株产乳酸的速度最快,培养液中乳酸含量最高,L5菌株培养液pH值的下降速度最快,终末pH值最低,而L1菌株产乳酸的速度最慢,培养液乳酸含量最低。5株乳酸菌对大肠杆菌K88、K99、987P、O141和大肠杆菌E1及金黄色葡萄球菌均有不同程度的抑制作用;排除酸的影响后仍有22%～53%抑菌效果;经热处理后保持有92%以上的抑菌效果;蛋白酶处理后保持85%以上的抑菌效果。     

猪源乳酸菌产乳酸及其抑菌特性研究

研究了5株(L1、12、L3、L5和L7)分离自仔猪肠道的乳酸菌的产乳酸能力及抑菌特性。结果表明：L5菌株产乳酸的速度最快,培养液中乳酸含量最高,L5菌株培养液pH值的下降速度最快,终末pH值最低,而L1菌株产乳酸的速度最慢,培养液乳酸含量最低。5株乳酸菌对大肠杆菌K88、K99、987P、O141和大肠杆菌E1及金黄色葡萄球菌均有不同程度的抑制作用;排除酸的影响后仍有22％～53％抑菌效果;经热处理后保持有92％以上的抑菌效果;蛋白酶处理后保持85％以上的抑菌效果。     

Oenococcusoeni苹果酸-乳酸酶基因克隆及其在酿酒酵母中的表达

苹果酸-乳酸酶是苹果酸-乳酸发酵过程中负责苹果酸转化为乳酸的功能酶。在进行酒酒球菌SD2a的苹果酸-乳酸酶基因(mleA)克隆测序基础上,以PGK1强启动子和ADH1终止子为调控元件,以大肠杆菌-酵母菌穿梭质粒YEp352为载体,构建了重组表达质粒并转化酿酒酵母YS58。酵母转化子用SD/Ura平板筛选鉴定。斑点杂交检测表明目的基因mleA转化到受体菌中,SDSPAGE检测表明获得的转化子表达了约60kDa的目标蛋白。获得的转化子在添加了L苹果酸的培养基中培养4d;取培养液上清用HPLC检测L苹果酸及L乳酸含量,采用t检验进行差异显著性分析,结果表明mleA基因进行了功能性的表达,将L苹果酸转化成L乳酸,L苹果酸和L乳酸含量分别与对照差异极显著和显著,苹果酸的相对降低率平均为20.95%。在有选择压力条件下,重组质粒相对稳定,而在无选择压力条件下,传代培养10d后大约有65%的重组质粒丢失。     

戊糖乳杆菌发酵产乳酸及高产菌株诱变选育

戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)是能利用木质纤维素水解液发酵产乳酸的潜力菌株,发酵条件优化与高产菌株的选育是提高乳酸产量的重要手段。通过单因素试验、Plackett-Burman设计与响应面试验,对戊糖乳杆菌ATCC 8041产乳酸的发酵培养基及发酵条件进行了优化。结果表明,该菌株发酵培养基的最佳组合为葡萄糖93.11 g/L、酵母浸粉5.19 g/L、碳酸钙29.43 g/L、蛋白胨10.00 g/L、Na2HPO4·12H2O 5.00 g/L、Mg SO4 0.20 g/L、Mn SO4 50 mg/L;最佳发酵条件为37℃、p H6.5、接种量6%、装液量80%。在此优化条件下,该菌株发酵产乳酸为54.12 g/L。进一步以戊糖乳杆菌ATCC 8041为出发菌株,通过原生质体进行紫外诱变,经多重筛选,最终获得一株遗传稳定性好的高产乳酸突变株,命名为戊糖乳杆菌Lactic UVC-02,由中国典型培养物保藏中心保存,注册号为CCTCC M 2013209。该突变株Lactic UVC-02经葡萄糖发酵,乳酸产量达64.17 g/L,比出发菌株ATCC 8041(54.12g/L)提高18.6%。     

利用五碳糖产高纯度L-乳酸的大肠杆菌基因工程菌的构建

[目的]本研究以已敲除多个产杂酸酶基因的大肠杆菌(Escherichia coli)乙醇工程菌SZ470(△frdBC △ldhA △ackA △focA-pflB △pdhR::pflBp6-pflBrbs-aceEF-lpd)为起始菌株,进一步敲除其乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)基因,同时插入带有自身启动子的乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)的L-乳酸脱氢酶(L-lactate dehydrogenase,LLDH)基因,构建可利用五碳糖同型发酵L-乳酸重组大肠杆菌.[方法]利用λ噬菌体Red重组系统构建乙醇脱氢酶基因(adhE)缺失菌株Escherichia coli JH01,并克隆P.acidilactici的ldhL基因,利用染色体插入技术将其整合到JH01基因组,构建产L-乳酸大肠杆菌基因工程菌Escherichia coli JH12,利用无氧发酵15 L发酵罐测定重组菌株L-乳酸产量.[结果]工程菌JH12在15 L发酵罐中以6％的葡萄糖为碳源进行发酵,发酵到36 h的过程中葡萄糖的消耗速率为1.46 g/(L·h),乳酸生产强度为1.14 g/(L·h),乳酸的产量达到41.13 g/L.发酵产物中未检测到琥珀酸、甲酸的生成,仅有少量乙酸生成,L-乳酸纯度达95.69％(L-乳酸在总发酵产物的比率).工程菌JH12以6％的木糖为碳源进行发酵,发酵到36 h的过程中葡萄糖的消耗速率为0.88 g/(L·h),乳酸生产强度为0.60 g/(L·h),乳酸的产量达到34.73 g/L.发酵产物中杂酸少,乳酸的纯度高达98％.[结论]本研究通过基因敲除、染色体插入及无氧进化筛选获得一株产L-乳酸的大肠杆菌工程菌JH12,该菌株不需利用外源质粒,稳定性好,可利用五碳糖进行发酵,发酵产物中杂酸少,L-乳酸的纯度高.本研究为L-乳酸大肠杆菌工程菌的构建提供一定的技术支持,同时也为大肠杆菌L-乳酸的工业化生产提供了参考依据.     

氨、乳酸对杂交瘤细胞生长代谢的影响

本文通过在不同浓度乳酸、氨的条件下培养2F7杂交瘤细胞,考察了氨,乳酸对2F7杂交瘤细胞生长代谢过程的影响,包括对葡萄糖消耗、乳酸生成、细胞活性的影响。实验表明,当加入氨或乳酸分别达2．5mmol／L、2．5mg／ml时,对细胞产生抑制作用,5 mmol／L氨或5．0mg／m1乳酸将对细胞产生严重抑制作用。     

L-lactic acid production by Lactobacillus casei fermentation with corn steep liquor-supplemented acid-hydrolysate of soybean meal

Batch and fed-batch fermentation studies were performed to evaluate the potential of corn steep liquor (CSL)-supplemented acid-hydrolysate of soybean meal (AHSM) as an alternative to yeast extract (YE) for the production of L-lactic acid by Lactobacillus casei LA-04-1. The CSL-supplemented AHSM gave an outstanding result in supporting L-lactic acid production from glucose. In the exponential fed-batch fermentation, the concentration, yield and productivity of L-lactic acid were 162.5 g/L, 89.7% and 1.69 g/L per h, respectively, which were lower than those with 20 g/L YE (180 g/L, 90.3%, 2.14 g/L per h) after 96 h of fermentation. However, the raw material cost of the nitrogen resource was estimated as only 25% of that using the YE.     

利用天然纤维废弃物发酵生产L-乳酸的研究

为了降低L-乳酸的生产成本,更好的实现生物质秸秆的资源化,利用天然纤维素依次接种经离子注入诱变处理的木聚糖酶高产菌黑曲霉P602和米根霉RL6041高产菌进行固、液体二次发酵的方法,将其转化成用于工业生产的L-乳酸。结果表明:本实验条件下,未经过任何化学预处理的秸秆等物质接种黑曲霉P602进行固体发酵,产生的木聚糖酶活力为6 320 IU/g干(培养)基,纤维素酶活力为29 IU/g干基;加入100 mL水浸提后,产生的还原糖浓度为14.07 g/L,纤维物质糖化率为79.45%。取滤液接入米根霉RL6041进行液体发酵后,生成乳酸的量为7 g/L,糖酸转化率为47.6%,以(NH4)2SO4作为氮源时,最佳氮源浓度为3 g/L。     

高糖和氮源对鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)L-乳酸发酵的影响

鼠李糖乳杆菌经实验室耐高糖高酸选育,能够在高糖浓度下高效高产L-乳酸。以酵母粉为氮源和生长因子,葡萄糖初始浓度分别为120 g/L和146 g/L,摇瓶培养120h,L-乳酸产量分别为104g/L和117.5g/L,L-乳酸得率分别为86.7%和80.5%。高葡萄糖浓度对菌的生长和乳酸发酵有一定的抑制。增加接种量,在高糖浓度发酵条件下,可以缩短发酵时间,但对增加乳酸产量效果不明显。乳酸浓度对鼠李糖乳杆菌生长和产酸有显著的影响。初始乳酸浓度到达70g/L以上时,鼠李糖乳杆菌基本不生长和产酸,葡萄糖消耗也被抑制。酵母粉是鼠李糖乳杆菌的优良氮源,使用其它被测试的氮源菌体生长和产酸都有一定程度的下降。用廉价的黄豆粉并补充微量维生素液,替代培养基中的酵母粉,可以使产酸浓度和碳源得率得以基本维持。     

玉米芯稀酸水解及L-乳酸发酵研究

对玉米芯稀硫酸水解条件及糖化液发酵L-乳酸进行了初步研究。结果表明,玉米芯木聚糖最适水解条件为2%H2SO_4、120℃、30 min、固液比1:10,糖化液还原糖含量可达40.8 g/L,主要成分为木塘。细菌A-19可以利用水解液中的葡萄糖和木糖产酸,最适发酵条件为45℃、pH 6.5,从45℃～51℃、pH 5.5～pH 6.5产量均较高。用未浓缩的水解液发酵24 h,L-乳酸产量为30.6g/L,残糖为1.6 g/L,糖酸转化率为82.6%;用浓缩1倍的水解液发酵48 h,L-乳酸产量为41.4 g/L,残糖4.1g/L,糖酸转化率为68.2%,在发酵48 h后继续补料发酵至72 h(补料液为浓缩3倍的水解液),L-乳酸产量为50.9 g/L,残糖6.3 g/L,糖酸转化率为71.8%。该研究为利用木质纤维素生产L-乳酸奠定了一定基础。     

离子注入选育高产L-乳酸的米根霉突变株及其发酵特性研究

通过氮离子注入获得米根霉突变株RQ4012,其利用木糖的能力比出发菌株提高了1.6倍;通过多次传代,证明其具有良好的遗传稳定性。试验测定菌株RQ4012发酵木糖生产L-乳酸的最佳发酵条件:木糖10%,生理盐水浸泡孢子9 h,(NH4)2SO43 g/L,接种量4%,CaCO3添加量6%,装液量20%,温度37℃,转速200 r/min,在此条件下,乳酸产量达到79.51 g/L。对混合糖的发酵进行了探索,结果表明该菌能高效利用混合糖生产L-乳酸,在利用植物纤维素水解液生产L-乳酸上有良好的应用前景。     

双层面调控S. cerevisiae碳流促进L-乳酸积累

摘要：【目的】调控Sacchromyces cerevisiae丙酮酸节点碳流分布促进L-乳酸积累。【方法】利用同源重组方法,将来源于Bovine的乳酸脱氢酶基因LDH整合到S. cerevisiae CEN.PK2-1C基因组中,同时敲除丙酮酸脱羧酶基因PDC1,将碳流导向L-乳酸的积累,构建了基因工程菌S. cerevisiae CEN.PK2-1C[LDH]。在此基础上,通过分析丙酮酸节点处关键酶对NADH的Km值不同,而将来源于Streptococcus pneumoniae 的NADH氧化酶(n     

双极膜电渗析分离发酵液中L-乳酸

采用三室型双极膜电渗析装置将发酵液中的L-乳酸钠转化为L-乳酸。探讨操作电压、流速、进料L-乳酸钠质量浓度等工艺参数对转化过程的影响,考察电渗析过程参数对转化率、物料损失率、电流效率和能耗等技术指标的影响。在最优操作条件下（流速40L／h,电压15V）对2L的100．25g／L乳酸钠发酵液进行分批重复电渗析处理。结果表明：整个过程的转化率为81．22％,损失率为1．5％,能耗为0．81kW·h／kg,电流效率为91．8％,得到的L-乳酸质量浓度可达144．31g／L．电渗析残液补糖后可回到发酵罐中用于发酵生产L-乳酸.     

Rheological properties of chromosomal and plasmid DNA during alkaline lysis reaction

The experimental apparatus for the simultaneous L-lactic acid fermentation by Rhizopus oryzae immobilized in calcium alginate beads and product separation process was set up in which a three-phase fluidized-bed bioreactor was used as a fermentor and an external electrodialyzer as a separator, and a pump was applied to recycle the fermentation broth between the bioreactor and the separator. The L-lactic acid produced in the fermentor was separated in the separator, product inhibition was alleviated without any addition of alkali or alkali salts and the product purification process could be simplified. The specific productivity and the yield in electrodialysis fermentation (ED-F) process operated in continuous feeding mode were almost the same as that in CaCO₃-buffered fermentation process. A mathematical model of L-lactic acid production in ED-F process was also suggested, in which the model equations for the bioreactor and the electrodialyzer were combined to describe the simultaneous fermentation and product separation. The model predictions were in good agreement with the experimental data.     

Efficient Open Fermentative Production of Polymer-Grade L-Lactate from Sugarcane Bagasse Hydrolysate by Thermotolerant Bacillus sp. Strain P38

Lactic acid is one of the top 30 potential building-block chemicals from biomass, of which the most extensive use is in the polymerization of lactic acid to poly-lactic-acid (PLA). To reduce the cost of PLA, the search for cheap raw materials and low-cost process for lactic acid production is highly desired. In this study, the final titer of produced L-lactic acid reached a concentration of 185 g·L⁻¹ with a volumetric productivity of 1.93 g·L⁻¹·h⁻¹ by using sugarcane bagasse hydrolysate as the sole carbon source simultaneously with cottonseed meal as cheap nitrogen sources under the open fed-batch fermentation process. Furthermore, a lactic acid yield of 0.99 g per g of total reducing sugars was obtained, which is very close to the theoretical value (1.0 g g⁻¹). No D-isomer of lactic acid was detected in the broth, and thereafter resulted in an optical purity of 100%, which exceeds the requirement of lactate polymerization process. To our knowledge, this is the best performance of fermentation on polymer-grade L-lactic acid production totally using lignocellulosic sources. The high levels of optically pure l-lactic acid produced, combined with the ease of handling and low costs associated with the open fermentation strategy, indicated the thermotolerant Bacillus sp. P38 could be an excellent candidate strain with great industrial potential for polymer-grade L-lactic acid production from various cellulosic biomasses.     

Making Plastics from Garbage

We propose a novel recycling system for municipal food waste that combines fermentation and chemical processes to produce high-quality poly-L-lactate (PLLA) biodegradable plastics. The process consists of removal of endogenous D, L-lactic acid from minced food waste by a propionibacterium, L-lactic acid fermentation under semisolid conditions, L-lactic acid purification via butyl esterification, and L-lactic acid polymerization via LL-lactide. The total design of the process enables a high yield of PLLA with high optical activity (i.e., a high proportion of optical isomers) and novel recycling of all materials produced at each step, with energy savings and minimal emissions. Approximately 50% of the total carbon was removed, mostly as L-lactic acid, and 100 kg of collected food waste yielded 7.0 kg PLLA (about 34% of the total carbon). The physical properties of the PLLA yielded in this manner were comparable to those of PLLA generated from commercially available. L-lactic acid. Evaluation of the process is also discussed from the viewpoints of material and energy balances and environmental impact.