螺旋纤维床固定化反应器两步法生产壳聚糖酶

采用了菌体生长与产酶分步的新工艺利用里氏木霉（Trichoderma reesei） ATCC56764生产壳聚糖酶,酶活力比在相同条件下进行的一步法产酶提高了1.7倍。采用此工艺在螺旋纤维床生物反应器中进行产酶试验,酶活比采用游离细胞培养又提高了39%,达到0.246U/mL。固定化菌丝还能够长期保持活性,在重复分批操作中,经过10批共15天的产酶实验,平均每批的酶活保持在0.235U/mL左右。     

利用纤维床反应器固定化发酵生产丙酸

构建了一种纤维床反应器(FBB), 并将其应用于丙酸的生产。将棉纤维绕成桶状, 固定于反应器中, 即可用于丙酸固定化发酵。以40 g/L的葡萄糖为碳源, 与游离细胞相比, 利用FBB生产丙酸, 丙酸产量由14.58 g/L提高至20.41 g/L, 发酵时间由120 h缩短至60 h。研究了不同糖浓度条件下FBB生产丙酸情况, 并将补料策略应用于丙酸发酵中。结果表明: 补料发酵能够有效改善Propionibacterium freudenreichii CCTCC M207015在高糖条件下丙酸对葡萄糖转化率较低、副产物较多的问题。经补料发酵280 h, 丙酸产量达45.91 g/L, 丙酸质量约占有机酸总质量比例为72.31%。     

利用纤维床反应器固定化发酵生产丙酸

构建了一种纤维床反应器(FBB), 并将其应用于丙酸的生产。将棉纤维绕成桶状, 固定于反应器中, 即可用于丙酸固定化发酵。以40 g/L的葡萄糖为碳源, 与游离细胞相比, 利用FBB生产丙酸, 丙酸产量由14.58 g/L提高至20.41 g/L, 发酵时间由120 h缩短至60 h。研究了不同糖浓度条件下FBB生产丙酸情况, 并将补料策略应用于丙酸发酵中。结果表明: 补料发酵能够有效改善Propionibacterium freudenreichii CCTCC M207015在高糖条件下丙酸对葡萄糖转化率较低、副产物较多的问题。经补料发酵280 h, 丙酸产量达45.91 g/L, 丙酸质量约占有机酸总质量比例为72.31%。     

固定化细胞生物反应器的应用及研究进展

综述了固定化细胞生物反应器的应用及其在优化设计、传质、传热等方面的研究进展 ,可为优化设计反应器及自动化大生产提供一定的参考。     

膜反应器固定化米根霉发酵产富马酸的工艺研究

以膜反应器固定化米根霉发酵产富马酸为研究对象,以Na2CO3为中和剂,考察固定化米根霉在5L搅拌式发酵罐中的发酵特征,采用智能可视化软件(IVOS)优化发酵工艺条件。结果表明,在80g/L初始糖浓及最优工艺下,富马酸产量、生产速率及转化率分别为21.1g/L、0.25g/(L·h)和28%;采用40g/L初始糖浓及连续批次发酵工艺时,富马酸产量、生产速率及转化率最高分别为10.8 g/L、0.36g/(L·h)和27%。搅拌式反应器中,固定化米根霉的膜反应器比表面积有限,以及菌膜的空间阻隔效应对传质传氧的限制作用,显著影响了富马酸的生产强度和转化率。因此,亟需发掘新的固定化方法及反应器形式,达到既解决米根霉形态控制问题,又有助于生产性状提升的目标。     

固定化红曲生物反应器发酵红曲色素的研究

对采用气升式生物反应器,以海藻酸钠为载体包埋固定红曲（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｐｕｒｐｕｒｅｕｓ）发酵生产红曲进行了研究。结果表明,最佳发酵条件为：发酵培养基ｐＨ值５￣６;发酵温度３０℃;通气量０．３５ｖｖｍ;固定化细胞粒子接入量２０％;发酵周期为５０ｈ左右。     

对-氯代苯胺(PCA)在填充床生物反应器中的降解作用

以氯代苯胺(PCA)为选择基质,用驯化技术从降解对二氯苯(p-DCB)的富集培养物中得到了以同化PCA为唯一碳源和氮源的混合微生物。将这种固定在填充床反应器中的微生物用于PCA的降解作用研究中。在该反应器里,PCA的生物降解遵循Logistic方程q=q_max/(1+e^α-βU_v).由方程求出了主要的动力学常数,K_s(半速率常数)和q_max(最大比基质降解速率).于PCA降解的同时,释放氯离子到培养基中。在水力停留时间3h, 进水PCA浓度为360mg·L^-1情况下,基质的体积降解率达到125mg·L^-1·h^-1;基质的百分去除率为91%.     

壳聚糖固定化琼脂酶的研究

采用壳聚糖微球对琼脂酶进行固定化,在单因素实验的基础上用正交试验法确定最佳固定化工艺。结果表明:在戊二醛体积分数为2.5%,交联时间为6 h,加酶量为15 mL,固定时间为3 h时固定酶的活力最高;固定化酶的最适反应温度及最适pH分别为50℃和8.5,高于游离酶;同时其热稳定性及操作稳定性均高于游离酶。     

对—氯代苯胺（PCA）在填充床生物反应器中的降解作用

以氯代苯胺（ＰＣＡ）为选择基质,用驯化技术从降解对二氯苯（ｐＤＣＢ）的富集培养物中得到了以同化ＰＣＡ为唯一碳源和氮源的混合微生物．将这种固定在填充床反应器中的微生物用于ＰＣＡ的降解作用研究中．在该反应器里,ＰＣＡ的生物降解遵循Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程ｑ＝ｑｍａｘ／（１＋ｅα－βＵｖ）．由方程求出了主要的动力学常数,Ｋｓ（半速率常数）和ｑｍａｘ（最大比基质降解速率）．于ＰＣＡ降解的同时,释放氯离子到培养基中．在水力停留时间３ｈ,进水ＰＣＡ浓度为３６０ｍｇ·Ｌ－１情况下,基质的体积降解率达到１２５ｍｇ·Ｌ－１·ｈ－１;基质的百分去除率为９１％．     

Purification and characterization of pectinesterase and polygalacturonase from Trichoderma reesei

Abstract Exopolygalacturonase, endopolygalacturonase and pectinesterase were separated from culture filtrates of Trichoderma reesei QM9414 by Sephadex chromatography. Exopolygalacturonase was characterized by specific cleavage of pectic acid to form d -galactopyranuronic acid, and by the hydrolysis of oligomers (highest reaction rate at pentamer). Polygalacturonase exhibited 2 pH-optima peaks (at 4.8 and 5.1) and 10 bands with enzyme activity by isoelectric focusing (IEF) (p I 4.6–8.5). Pectinesterase showed a pH-optimum at 7.6, and 6 enzyme-activity bands on an IEF zymogram which seemed identical with those of higher plants (tomato, alfalfa).     

里氏木霉与米根霉混合固态发酵产纤维素酶

以里氏木霉及米根霉单菌固态发酵为对象,考察不同混合发酵形式对里氏木霉与米根霉混合固态发酵产纤维素酶的影响。结果表明:同时接种里氏木霉与米根霉,试验考察的两菌种接种量比1∶1(以孢子个数计)及5∶1条件下,两菌未产生明显协同产酶作用。米根霉延时(24 h)接种且菌种量比5∶1以及米根霉延时(48 h)接种且菌种量比1∶1,2种发酵形式产酶情况类似,滤纸酶活(FPA)及羧甲基纤维素酶(CMCase)酶活相对米根霉单菌发酵有所提高,而β-葡萄糖苷酶(β-GA)酶活相对里氏木霉单菌固态发酵结束时分别增加4.66及4.40倍,可以发现两菌产生一定协同作用。在米根霉延时(48 h)接种且菌种量比5∶1的发酵形式下,FPA及CMCase在发酵第7天酶活分别达到44.04 IU/g、627.14 U/g(以1 g干曲计),分别是里氏木霉固态单菌发酵产酶达到稳定期时酶活的1.36和1.63倍,两菌产生了有效的协同作用。     

丝状真菌瑞氏木霉生产重组蛋白的分子生物学研究进展

瑞氏木霉是自然界中普遍存在并有重要经济意义的一种丝状真菌,作为工业生产菌株生产多种水解酶类已有多年历史。本文报道了用基因工程手段对瑞氏木霉进行遗传改造,构造具新性状的重组菌株,用以过量产生同源和异源蛋白类物质的分子生物学研究进展。包括利用ＣＢＨＩ基因的强启动子在瑞氏木霉中过量表达瑞氏木霉内切葡聚糖酶、小牛凝乳蛋白酶、人抗体片段、哈茨木霉几丁质酶、Ｈｏｒｍｏｃｏｎｉｓｒｅｓｉｎａｅ葡萄糖淀粉酶等同源和异源蛋白以及利用在葡萄糖上强表达的启动子生产纤维素酶等遗传工程进展情况。     

里氏木霉与黑曲霉混合发酵产纤维素酶及其水解特性

研究了利用里氏木霉和黑曲霉混合培养产纤维素酶,以黑曲霉孢子悬浮液的不同活化浓度及不同的活化时间来寻找2个菌种发挥最大协同作用的结合点以及所产纤维素酶的水解特性。以里氏木霉单一培养和黑曲霉单一培养为参照进行对比研究。底物为农林废弃物之一的玉米秸秆,经过蒸气爆破预处理后,用作产酶C源。结果表明:黑曲霉孢子悬浮液活化浓度为10个/mL,活化时间为12 h时,滤纸酶比酶活最高,达3.32 U/mL,高于里氏木霉单一培养的2.25 U/mL,β-葡萄糖苷酶比酶活达1.32 U/mL,高于里氏木霉单一培养的0.57 U/mL。为进一步验证混合菌产纤维素酶的水解效果,利用混合菌产纤维酶的酶液及里氏木霉产纤维素酶的酶液进行酶水解实验,当酶用量为20 U/g绝干纤维素,底物质量浓度为100 g/L条件下水解48 h,混合菌所产酶液酶解得率达70.00%,高于里氏木霉所产酶液的酶解得率63.05%。实验表明里氏木霉与黑曲霉混合培养产酶是可行的,并优于单一菌种培养。     

曲霉与木霉纤维素酶系基因组的属间遗传表达相容性

选用三类典型重组子3a、3b、A7-1和双亲本菌株AspersillusnigerAMSH、TrichodermareeseiQM9414为材料,按照所设计的纤维素酶系基因的通用序列和同工酶分型方法,进行基因组DNA指纹和酶系同工酶多态性比较分析。旨在提供重组子中基因重组的分子证据,阐明远缘双亲本基因组间的遗传表达相容性,并讨论其杂种优势的分子基础。结果发现重组子中基因组DNA指纹的重组特征稳定遗传,并能够相容性增强表达重组后的羧甲基纤维素酶（CMCase）和β-葡萄糖苷酶（βGlase）同工酶组分。纤维素酶系杂种优势的分子基础多样性包括：（1）3b中来自于双亲本部分编码βGlase的基因的杂合迭加和增强表达;（2）3a和A7-1中对应继承双亲本部分编码CMCase和βGlase的基因间协调性增强表达,并导致相应酶组分蛋白合成量的显著增加。由此综合提出了一个由βGlase介导的纤维素酶系活性调节和诱导合成调控的“双重协同增效”模型。此外还建立了考察重组子中杂种优势分子基础及其遗传稳定性的可行方法。     

壳寡糖的制备及其在医学和农业生产中的应用

壳寡糖为一种由2~10个氨基葡萄糖经β-1,4糖苷键连接而成的寡糖聚合物,可通过化学水解或酶降解几丁质或壳聚糖获得,在医学及农业生产等各个领域具有广泛的研究和应用价值。壳寡糖天然无毒,分子量相对较低,水溶性好,易于吸收,且具有良好的生物相容性。此外,壳寡糖也表现出了良好的生物学活性,包括抗肿瘤、抗炎、免疫调节、抗菌、改善糖脂代谢紊乱、保护神经损伤等。对壳寡糖的制备和表征、生物学功能及应用进展进行了综述,并对壳寡糖产业目前存在的问题及未来的研究方向进行了讨论,以期为壳寡糖的深度开发提供依据。     

术前衰弱对老年心脏手术患者术后跌倒坠床发生率、认知功能和日常生活活动能力的影响分析

摘要 目的：探讨术前衰弱对老年心脏手术患者术后跌倒坠床发生率、认知功能和日常生活活动能力的影响。方法：选择我院2018年1月~2021年1月收治的271例拟行心脏手术的老年患者,按照术前是否合并衰弱情况,将患者分别纳入衰弱组、非衰弱组,对比两组患者术后跌倒坠床发生率、并发症发生率、住院时间及术前、术后认知功能和日常生活活动能力的变化。结果：271例患者中,共有78例（28.78%）符合衰弱判断。衰弱组术后跌倒坠床、并发症发生率高于非衰弱组,其住院时间较非衰弱组更长,差异有统计学意义（P＜0.05）。两组患者术后7 d简易智力精神状态检查量表（MMSE）评分均较术前下降,衰弱组术后7 d MMSE评分低于非衰弱组,差异有统计学意义（P＜0.05）。衰弱组术后认知功能障碍（POCD）发生率为11.54%（9/78）,高于非衰弱组的1.04%（2/193）,差异有统计学意义（P＜0.05）。两组患者术后7 d基础性日常生活活动能力（BADL）及工具性日常生活活动能力（IADL）评分均较术前下降,衰弱组术后7 d BADL、IADL评分低于非衰弱组,差异有统计学意义（P＜0.05）。结论：合并术前衰弱的老年患者较非衰弱患者心脏手术后跌倒坠床发生率、并发症发生率更高,认知功能、日常生活活动能力受影响越明显,且术后恢复速度更慢。     

早期下床活动联合髋部周围肌肉抗阻训练对老年全髋关节置换术后患者髋关节功能和生活质量的影响

摘要 目的：观察早期下床活动联合髋部周围肌肉抗阻训练对老年全髋关节置换术（THA）后患者髋关节功能和生活质量的影响。方法：选取我院2018年2月~2020年8月期间收治的老年THA患者83例。使用随机数字表法将患者分为对照组和联合组,例数分别为41例和42例,分别接受早期下床活动、早期下床活动联合髋部周围肌肉抗阻训练干预,对比两组睡眠质量、疼痛情况、生活自理能力、术后多个时点的髋关节功能评分、生活质量,并观察两组并发症发生情况。结果：两组干预后匹兹堡睡眠质量指数（PSQI）、视觉模拟评分法（VAS）评分较干预前下降,Barthel指数（BI）评分较干预前升高,且联合组的变化程度大于对照组（P<0.05）。两组术后1个月、3个月、6个月、12个月Harris人工髋关节功能评分逐渐升高,且联合组高于对照组（P<0.05）。两组干预后心理功能、物质生活状态、社会功能、躯体功能评分较干预前升高,且联合组的变化程度大于对照组（P<0.05）。两组并发症发生率组间对比无统计学差异（P>0.05）。结论：早期下床活动联合髋部周围肌肉抗阻训练可促进老年THA后患者髋关节功能恢复,减轻患者术后疼痛,改善睡眠质量,进而提高患者的生活质量,预防相关并发症的发生,改善预后。