发酵碳源对铜绿假单胞菌NY3所产鼠李糖脂结构及性能的影响

为研究发酵碳源对铜绿假单胞菌NY3所产鼠李糖脂结构及性能的影响,从鼠李糖脂的结构组分、性能和应用效果等方面展开研究。薄层实验证明两种鼠李糖脂均含有单糖脂和双糖脂。液质分析发现以橄榄油作碳源时,鼠李糖脂中双糖脂(Rha-Rha-C5-C6:1和Rha-Rha-C8-C8:2)比例更大,约为73.09%。而地沟油作碳源时,单糖脂(Rha-C10-C10和Rha-C16-C16:2)的比例更高,约为76.91%。橄榄油和地沟油为碳源的鼠李糖脂的临界胶束浓度(CMC)分别为55 mg/L和80mg/L。相同投加量时,前者乳化性和乳化稳定性均优于后者。NY3菌降解含油污泥时,投加双糖脂含量高的鼠李糖脂会使C16-C30直链烷烃的去除率更高。     

铜绿假单胞菌高产鼠李糖脂菌株的筛选

从多种来源筛选高产鼠李糖脂的菌株,并研究菌种发酵特性和鼠李糖脂产物的理化性质。采用CTAB平板初步筛选鼠李糖脂合成菌株,通过分析菌株的16S r RNA基因序列确定细菌种属,采用薄层色谱、红外光谱分析产物性质。结果显示,利用CTAB平板初筛获得163株阳性菌株,初步发酵确定10株高产细菌鼠李糖脂的产量为12.2-17.7 g/L,10株细菌均鉴定为铜绿假单胞菌。挑选产量最高的菌株B12,分别以甘油、菜籽油、花生饼粉或葵花籽饼粉为碳源进行发酵,发现菜籽油为合成鼠李糖脂的最佳碳源。进一步对比在35℃、37℃和40℃的发酵水平,发现37℃条件下鼠李糖脂产量最高,为26.8 g/L。最后,对鼠李糖脂发酵产物进行了初步纯化,并进行了薄层色谱和红外光谱分析。菌株B12能够合成较高水平的鼠李糖脂,可能成为工业生产的候选菌株。     

预水解发酵碳源对铜绿假单胞菌NY3产鼠李糖脂特性及应用效能的影响研究

发酵碳源对铜绿假单胞菌NY3(Pseudomonas aeruginosa NY3)产鼠李糖脂(Rhamnolipids,Rha)的特性影响较大。研究了利用废弃动物油作为发酵碳源时,其碱预水解和酶预水解对NY3菌发酵产鼠李糖脂产量、产物结构和性能的影响,从碳源水解酸值与水解产物、鼠李糖脂组分结构和实际应用效果进行了研究。碱、酶预水解实验发现,碳源酸值由初始的19.81 mg/g分别提高到72.04 mg/g和73.75 mg/g,气质联用(GC-MS)分析检测结果表明,碱、酶预水解后,碳源均释放7种C14-C18碳链的脂肪酸,鼠李糖脂产量由未预水解的8.28 g/L分别提高到15.35 g/L和17.63 g/L。液质联用(LCMS-IT-TOF)分析结果表明,用未预水解及碱、酶预水解碳源发酵时,NY3菌所产鼠李糖脂中单糖脂含量分别为62.07%、65.67%、87.32%。利用NY3菌在中试条件下处理高浓度石化企业油污泥,发现鼠李糖脂能促进NY3菌去除油污泥中的石油烃,且促进作用强弱顺序为未预水解产Rha碱预水解产Rha酶预水解产Rha。     

ARTP诱变选育鼠李糖脂高产菌及鼠李糖脂促进枯草芽孢杆菌产纤维素酶的研究

旨在选育鼠李糖脂高产菌株,以实验室筛选的产鼠李糖脂的Pseudomonas aeruginosa C3为出发菌株进行常压室温等离子体诱变(ARTP),选育出一株高产突变株Pseudomonas aeruginosa SC-11,产量比出发菌株提高了74.1%。进一步对产鼠李糖脂的摇瓶发酵培养基和发酵条件进行了优化,优化后的鼠李糖脂产量达42 g/L,底物转化率达到0.7 g/g底物。添加0.01%鼠李糖脂到Bacillus subtilis CL产羧甲基纤维素酶与木聚糖酶的培养基中,羧甲基纤维素酶活与木聚糖酶活分别提高12.9%和18.3%。研究表明,鼠李糖脂通过增加细胞通透性来提高胞外酶产量。     

铜绿假单胞杆菌O-2-2产鼠李糖脂的发酵培养基优化及LC-MS/MS分析

鼠李糖脂是一种性能优良的生物表面活性剂,在生物医药、环境保护、二次采油等方面具有很高的应用潜力.采用响应面分析法,对铜绿假单胞杆菌O-2-2的培养基进行了优化.Plackett-Burman(PB)实验设计表明,磷酸盐、硝酸盐和微量元素对鼠李糖脂的产量具有显著影响.Box-Behnke (BB)优化确定最佳培养基组成为磷酸盐、硝酸盐和微量元素用量分别为3.2g/L、13.76g/L和5.17ml,理论的最大产量为8.48g/L,与实测糖脂产量8.85g/L接近.摇瓶优化后的鼠李糖脂产量较优化前的6.24g/L提高了30.8％.最优化条件下采用10％的接种量逐级放大,并通过补料发酵,最终200L罐的鼠李糖脂产量达到70g/L,发酵时间仅为110h.采用新发明的二次蒸馏工艺,鼠李糖脂纯度达86.6％.液质联用(LC-MS)分析表明所生产的鼠李糖脂成分及含量为:双糖单脂32.9％、双糖双脂17.02％、单糖单脂3.16％、单糖双脂33.54％.     

废弃食用油脂生物合成鼠李糖脂研究进展

碳源的成本过高限制了鼠李糖脂的工业化生产及应用,废弃食用油脂作为一种廉价易得的碳源,越来越多的研究者开始关注用它发酵生产鼠李糖脂.废弃食用油脂的种类、投加量对鼠李糖脂的产量、结构、性质均会产生影响,目前研究中用废弃食用油脂作碳源,鼠李糖脂产量最高可达24.61g/L、表面张力最低达到24mN/m、产物CMC最低可达40.19mg/L.此外,本文还总结了菌株、氮源、微量元素、pH、溶氧及培养方式等因素对废弃食用油脂生产鼠李糖脂的影响,并展望了利用废弃食用油脂生产鼠李糖脂实现产业化的重点研究方向.     

产鼠李糖脂生物表面活性剂大肠杆菌的构建与优化

目前鼠李糖脂生物表面活性剂主要由条件致病的铜绿假单胞菌生产获得,从而影响工业应用。为了开发一种相对安全的鼠李糖脂生产菌,将带有不同强度组成型合成启动子的鼠李糖基转移酶基因(Rhamnosyltransferase gene,rhl AB)以单、中、高3种拷贝数分别在大肠杆菌ATCC 8739中异源表达,实现了不同产量的鼠李糖脂异源合成。对rhl AB基因和rha BDAC基因簇(TDP-L-鼠李糖合成的基因簇)进一步利用合成启动子进行组合调控,筛选获得了最优生产鼠李糖脂工程菌——大肠杆菌TIB-RAB226。对大肠杆菌TIB-RAB226进行发酵温度优化,鼠李糖脂产量达到124.3 mg/L,是优化前的1.17倍。通过分批补料发酵,12h时鼠李糖脂产量达到209.2 mg/L。对发酵产物进行高效液相色谱-质谱联用技术分析,共检出相对含量变化的5类质核比不同的鼠李糖脂同系物。本研究可为异源合成产鼠李糖脂提供重要参考。     

9株海洋来源铜绿假单胞菌合成鼠李糖脂的比较分析

目的:从海洋来源的铜绿假单胞菌中筛选多株具有鼠李糖脂合成能力的菌株。方法:以9株分离自不同海洋环境的铜绿假单胞菌为研究对象,考察并比较其发酵合成鼠李糖脂生物表面活性剂的表面活性、产量和产物成分的差异,扩增并比对合成途径中的关键基因。结果:9株菌的发酵产物均具有表面活性,其中菌株1A01151发酵液的表面活性最强,表面张力值可降低至28 m N/m;9株菌的基因组中均含有鼠李糖脂合成途径中关键基因rhl AB和rhl C,都具有合成单、双鼠李糖脂的能力;菌株1A01151和1A00364的发酵产量最高(2.69 g/L),产物经LC-MS/MS检测,所合成的鼠李糖脂同系物组分不同,双糖双脂的含量最高(1A01151:75.96%;1A00364:61.01%)。结论:海洋来源的铜绿假单胞菌是具有鼠李糖脂高产潜力的菌株,可用于合成性能不同、组成多样的鼠李糖脂生物表面活性剂。     

以抽油烟机废油为原料发酵产鼠李糖脂的研究

鼠李糖脂是一种具有巨大潜力的阴离子生物表面活性剂,可应用于石油、食品、农业、日化工业等领域。探讨以抽油烟机废油为碳源发酵产鼠李糖脂的可能性,以铜绿假单胞菌WB505为出发菌体,在7 L发酵罐中鼠李糖脂的产量达到12.3±0.52 g/L。利用基质辅助激光解析飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)分析出所产鼠李糖脂的组成,结果显示其主要含Rha-C_(10)-C_(10)和Rha_2-C_(10)-C_(10),其中单鼠李糖脂和双鼠李糖脂的总相对丰度分别为49.7%和50.3%。所产鼠李糖脂的临界胶束浓度(CMC)为45.0 mg/L,能将表面张力从60.5±0.81 mN/m降至25.3±0.68 mN/m,乳化系数E24均60%,并且对苯的乳化系数达到80.3±0.85%。以抽烟机废油为底物生产鼠李糖脂降低底物成本,为抽油烟机废油提供一种循环再利用处理方式。     

响应曲面法优化铜绿假单胞菌DN1的产鼠李糖脂条件

鼠李糖脂是近年来具有广阔应用前景的生物表面活性剂之一,因应用范围广和环境友好等特点,使其成为潜在的合成表面活性剂的替代品。本研究以一株能产生鼠李糖脂的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)DN1为研究对象,采用Plackett-Burman设计和响应曲面方法(RSM)对其产鼠李糖脂的发酵条件进行优化。Plackett-Burman试验设计表明,磷酸盐、C/N比和p H值对鼠李糖脂的产量具有显著影响。在此基础上,采用RSM对3个显著因素的最佳水平范围进行研究,结果表明当磷酸盐为1.71 g/L、C/N比为15.5、p H值为6.5时,其理论最佳鼠李糖脂产量为40.4 g/L,与实测鼠李糖脂产量39.84 g/L非常接近。摇瓶优化后的鼠李糖脂产量较优化前的22.9 g/L提高了73.97%。     

强磁场重力环境对Pseudomonas aeruginosa N1207的影响

旨在研究由超导磁体产生的强磁场重力环境(HMGE)对Pseudomonas aeruginosa N1207的影响。该磁体是经特殊设计的大梯度超导磁体,可产生多个重力梯度(从失重到超重)以及相应的磁场强度,分别为(0 g,12 T)、(1 g,16 T)和(2 g,12 T)。Pseudomonas aeruginosa N1207在HMGE中分别诱变24h、48h和72h之后,从磁场强度最高(16 T)组别中筛选得到最佳的突变株M14808。结果表明M14808的鼠李糖脂产量提高了30%以上并且遗传特性稳定。比较生长周期发现,突变株到达指数生长期早于原始菌株。诱变实验结果表明强磁场是引起诱变的主要因素从而导致鼠李糖脂产量变化和生长周期改变。抗肿瘤实验结果显示双鼠李糖脂可抑制四株肿瘤细胞,分别为MCF-7、H460、HepG2和A549,双鼠李糖脂对MCF-7的效果最佳,其IC₅₀为125.13μg/ml。     

重组恶臭假单胞菌转化乙二醇-乙酸共底物合成单鼠李糖脂

乙二醇(ethylene glycol, EG)是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等塑料解聚后的单体产物之一,开发EG为原料的生物转化系统对于解决发酵行业原料替代和塑料资源化利用均具有重要意义。将EG与廉价碳源——乙酸(AC)进行共底物发酵,通过底物浓度优化获得最佳EG与乙酸配比为3∶4,可实现底物的完全消耗,解决了因乙酰辅酶A供给不足导致Pseudomonas putida KT2440难以利用EG的问题;进一步分别组装Pseudomonas aeruginosa PAO1和Pseudomonas aeruginosa KT1115来源的单鼠李糖脂(mono-RL)合成基因线路rhlIRBA,获得mono-RL合成恶臭假单胞菌重组菌株P.putida KT2441和P.putida KT2442。P.putida KT2442表现出更强的mono-RL合成能力,在50 mL摇瓶发酵体系中,P.putida KT2442利用EG和乙酸共底物合成mono-RL产量为0.46 g/L,得率为0.055 g/g;薄层色谱和质谱结果表明合成的mono-RL主要为Rha-C10-C10结构,分子量...     

解脂耶氏酵母诱变育种及发酵产α-酮戊二酸条件优化

对具有发酵产α-酮戊二酸能力的解脂耶氏酵母(Yarrowia Lipolytica)ZY-4进行了紫外诱变和NTG诱变育种,筛选得到产量提高的突变株,并对突变株的发酵培养基进行了优化,结果表明,紫外诱变和NTG诱变后筛选到的突变株分别比原始出发菌株产量提高了67.8%和110%。优化后发酵培养基成分为甘油8%,氯化铵5.0 g/L,硫胺素1.0μg/L,磷酸二氢钾1.0 g/L,七水硫酸镁0.5 g/L,培养基优化后α-酮戊二酸产量比原始出发菌株提高了232.4%。     

产鼠李糖脂菌株种子培养条件和C、N源的优化

对自行筛选的3个可利用废弃油脂进行发酵生产鼠李糖脂的铜绿假单胞菌菌株进行评价,并进行了种子培养条件和摇瓶发酵部分条件的优化。种子培养优化实验表明,当培养基pH 6～8,培养温度为30 ℃时最利于菌体生长。菌株均具有一定的耐盐性,在5%的盐度下生长未受到明显抑制,因此在沿海地区采用盐水或海水发酵具有较广阔的应用前景。通过排油圈、表面张力、苯酚-H2SO4比色法比较了这3个菌株的表面活性剂表面活性的大小,以表现较好的Z41进行了摇瓶发酵条件的优化。单因素实验表明,发酵较优条件为发酵温度30 ℃,接种量5%。在此基础上,通过正交试验对Z41菌株发酵培养基中的C、N源进行了研究,实验结果表明,在考虑因素间交互作用和发酵成本的情况下,最佳C源为3%炸货油,最佳N源为3.5 g/L尿素。在此发酵条件下,糖脂产量较高13.024 g/L,且成本较低。     

代谢甘油高产乳酸的菌种选育及培养基优化

分离出一株可高效利用甘油生产乳酸的菌株, 经过生理生化和16S rDNA分子鉴定, 确定其属于大肠埃希氏菌, 命名为Escherichia coli AC-521。通过五因素四水平正交试验, 优化了其最佳发酵培养基成分为初始甘油70 g/L, 酵母粉4 g/L, 蛋白胨7 g/L, (NH4)2SO4 10 g/L, K2HPO4 2.5 g/L。利用该最佳条件的5 L发酵罐批式补料发酵实验表明: 该菌株发酵80 h后, 乳酸产量可达到74.5 g/L, 得率为0.87 mol/mol甘油。     

生物转化高浓度甘油生产1,3-二羟基丙酮及分批发酵动力学

以生物柴油生产的高浓度副产物甘油为唯一碳源筛选甘油高耐受性1,3-二羟基丙酮(DHA)高产菌株,运用响应面与正交试验优化菌株产DHA条件,提高DHA产量。分子生物学鉴定表明:筛选的高产DHA菌种G40为芽胞杆菌属(Bacillus)菌株,DHA产量为29.46g/L。响应面分析和正交试验优化后,在甘油224.22g/L、K_2HPO_41.60g/L、NaCl0.5g/L、KH_2PO_40.5g/L、(NH_4)_2SO_40.5g/L、酵母膏1.60g/L和pH7.2、35℃、200r/min的条件下,G40菌株发酵60h产生DHA86.84g/L,比优化前提高了194.8%。实验建立了一种利用高浓度甘油高效率发酵生产DHA的方法。     

铜绿假单胞菌中鼠李糖脂生物合成的研究进展*

鼠李糖脂因其具有环境友好和卓越的物理化学特性,而有望成为化学合成表面活性剂的替代物。近年来鼠李糖脂得到了广泛的研究,其目的是利用低价的可再生资源进行大规模生产,但目前的研究成果仍不足以选育出更具商业竞争力的鼠李糖脂过量合成菌株。为此,进一步理解鼠李糖脂生物合成的复杂基因调控网络,探索降低生产成本的发酵工艺势在必行。综述了铜绿假单胞菌中鼠李糖脂的生物合成途径、群体感应对主要基因的调控、鼠李糖脂在生物膜形成中所发挥的作用,以及发酵优化对鼠李糖脂产量的影响。有助于加深对鼠李糖脂生物合成的认识,为提高鼠李糖脂产量提供重要参考信息。     

铜绿假单胞菌中鼠李糖脂生物合成的研究进展*

鼠李糖脂因其具有环境友好和卓越的物理化学特性,而有望成为化学合成表面活性剂的替代物。近年来鼠李糖脂得到了广泛的研究,其目的是利用低价的可再生资源进行大规模生产,但目前的研究成果仍不足以选育出更具商业竞争力的鼠李糖脂过量合成菌株。为此,进一步理解鼠李糖脂生物合成的复杂基因调控网络,探索降低生产成本的发酵工艺势在必行。综述了铜绿假单胞菌中鼠李糖脂的生物合成途径、群体感应对主要基因的调控、鼠李糖脂在生物膜形成中所发挥的作用,以及发酵优化对鼠李糖脂产量的影响。有助于加深对鼠李糖脂生物合成的认识,为提高鼠李糖脂产量提供重要参考信息。     

鼠李糖脂对微生物降解石油烃废水的影响

目的:研究鼠李糖脂对微生物降解石油烃废水的影响.方法:通过测定生物量和观察菌株表面来研究鼠李糖脂对菌株的影响;通过正交实验设计,确定石油烃降解率影响因素.通过石油烃降解率的测定,探讨鼠李糖脂与H2O2深度氧化协同作用对微生物降解石油烃的影响.结果:菌株对石油烃的降解率达53%,在相同条件下,添加鼠李糖脂的石油烃降解率提高了12%-20%.添加鼠李糖脂后菌株的生物量明显增多,菌株细胞表面疏水.正交设计表明,影响石油烃降解的主导因子是培养温度,其次是培养时间和鼠李糖脂的添加量.正交设计得到最佳组合为A3B2C1,即培养时间为7d;温度为35℃,鼠李糖脂浓度为60mg/L.3个因素的最佳组合下,石油烃降解率为82%.加入200 mg/L的H2O2时,降解率从82%提高到97%.结论:鼠李糖脂能促进菌株的生长.鼠李糖脂与H2O2深度氧化协同作用有助于微生物对石油烃类污染物降解效率的提高.     

脂肽-糖脂混合生物表面活性剂产生菌筛选和优化培养

结合脂肽和糖脂的性能优势,致力于产脂肽-鼠李糖脂混合型生物表面活性剂的新菌株选育和培养条件优化。采用血平板溶血圈法初筛菌株、改进排油圈法快速检测产量以及飞行时间质谱鉴定产物结构。对优选菌株的碳源、氮源和磷酸盐缓冲液、重要金属离子浓度等进行了单因子和正交试验,优化了培养基和培养条件。采用高压液相色谱和蒽酮比色法定量分析了产物组成。筛选获得了同时积累糖脂和脂肽的新菌株,鉴定命名为芽胞杆菌Bacillus subtilis THY-7。摇瓶分批培养48 h,细胞OD600为37.0,产物浓度2.4 g/L,分别是优化前的3.4倍和3.1倍。发酵罐补料分批培养,泡沫中产物浓度达到4.5 g/L,且74％为表面活性素,22％为鼠李糖脂。B. subtilis THY-7是具有脂肽-鼠李糖脂高产潜力的优选菌株。