固定化酵母细胞流化床反应器的 操作与嫩啤酒双乙酰水平

利用海藻酸钠固定化酿酒酵母细胞和流化床生物反应器进行介质循环发酵。反应器中固定化胶体最适体积分数(φ)为O．40(v／v)。在给定固定化胶体体积分数(φ=O．40),给定发酵温度(10℃)和循环比(n=5)的条件下,研究了循环流速对主发酵周期和对嫩啤酒双乙酰水平的影响。结果表明,发酵周期随流速的增加而减少,而双乙酰浓度则随流速的增加而提高。当停留时间τt=2．8h,发酵周期T(=nτ r)为14h,嫩啤酒中双乙酰浓度为0．5ppm。     

双乙酰生物传感器的研究

试验研究了粪肠杆菌(Enterococcus faecalis)中双乙酰还原酶的提取纯化,以及双乙酰生物传感器制备和测定性能。以双乙酰还原酶和还原型辅酶I(NADH)共固定作为工作酶 膜,用Fe²⁺／Fe和双乙酰还原过程中产生的NAD⁺／NADH组成生物传感器,可准确测定0．1～0.5μg／Ml浓度范围内的双乙酰含量,响应时间小于2min。9d内传感器工作性能稳定。研究表明,啤酒内典型的金属离子和有机物在相应浓度内不影响传感器工作性能。同时．试验初步解决了辅酶的再生和溶氧干扰问题。     

利用固定化酵母细胞转化反式肉桂酸生产L-苯丙氨酸

研究了探红酵母(Rhodotorula rubra)的培养基成分、培养固定化及转化条件。实验表明最佳培养基成分(％)：葡萄糖0 5,胰蛋白胨0．5,酵母膏0．5,磷酸二氢钾0．05,L-Phe0．05,pH．0,30℃,20L发酵罐中培养15～17h.最佳固定化条件为：用2．5％卡拉胶包埋18％的湿菌体。最佳转化条件为：1．0％反式肉桂酸,4mol／L铵离子,pH10．5,30℃。用卡拉胶固定化的深红酵母(Rhodotorula rubra)可以将77．7％的反式肉桂酸转化为L-苯丙氪酸。     

纤维载体固定化红螺菌反应器处理发酵废液及其动力学模型

在充填软性纤维材料的玻璃柱式反应器中,利用Rhodopseudomonas palustris Y6光合细菌(PSB)连续处理发酵废液。建立了该处理系统动力学模型。计算出模型参数t K_s=45．56mg／m1,μm=0．224h^-1。模型理论曲线与实验值较吻合。研究得出较适合的稀释率Dopt为o．129^-1’,此时COD去除能力最大为1686．Oppm COD／h。本文为纤维载体固定化PSB处理有机废水提供了一些放大操作依据。     

低高径比喷射环流生化反应器流体力学和发酵性能的研究

对高径比s≤2．5喷射环流生化反应器的流体力学和传质特性进行了系统的研究,选出反应器的最佳结构,关联出氧的体积传递系数(k_La)表达式。在此基础上,进行了谷氨酸发酵试验,摸索出用该设备进行各氨酸发酵的最佳工艺条件,使5批一次性投糖发酵的糖酸转化率达到50％以上。     

固定化生长酵母连续生产酒精的研究

采用固定化生长细胞方法,以柱式生物反应器连续发酵甜菜糖蜜酒精。酒精能力为39.45g/L凝胶/h,停留时间1.8小时。生物反应器具有良好的稳定性,连续工作50天,发酵醪酒精含量在8.5％(v/v)以上。系统研究了最适固定化条件,用L_(16)(4~5)正交试验确定了最佳发酵条件。     

固定化乳酸乳球菌连续生产Nisin的研究

以海藻酸钙为材料 ,固定乳酸乳球菌 (Lactococcuslactissubsp .lactis)SM5 2 6 ,研究不同条件对Nisin合成的影响。结果表明 ,利用 2 %海藻酸钠在 1 0mmol LCaCl2 条件下 ,得到的固定化细胞颗粒稳定性较好 ,可维持 90h无破裂 ;在发酵过程中SYS3培养基中的无机盐成分尤其磷酸盐对固定化颗粒有破坏作用 ;用mSYS3培养基代替SYS3 ,通过 72h三批次循环的半连续培养 ,Nisin活性为 85 0IU mL ,无明显的细胞渗漏现象。连续化生产 70h ,Nisin活性达 1 1 5 0IU mL ,相当于游离细胞的发酵水平。     

高频率产生芸苔属非整倍体和纯合植株及基因组原位杂交分析

进行了芥菜型油菜(Brassica juncea (L.) Czern. &; Coss.)和埃塞俄比亚芥(B. carinata A. Braun)与新油料植物资源诸葛菜(Orychophrogmus violaceus (L.) O. E. Schulz)之间的属间杂交, 并对产生的后代植株进行了基因组原位杂交分析. 结果表明, 芥菜型油菜与诸葛菜的杂交后代由3类混倍体组成, 第一类的体细胞和花粉母细胞(PMC)主要含有芥菜型油菜的36条染色体和附加的诸葛菜染色体(2n = 36 ~ 44); 第二类(2n = 30 ~ 36)主要产生具有芥菜型油菜染色体的PMC(2n = 36)和1 ~ 4对芥菜型油菜染色体被诸葛菜染色体所代换的代换型PMC(2n = 36); 第三类(2n = 30 ~ 36)植株的PMC则只具有芥菜型油菜染色体(2n = 36). 而埃塞俄比亚芥与诸葛菜的杂交后代由两类混倍体(2n= 29 ~ 34)组成, 第一类的绝大多数PMC的染色体数目(2n= 34)及行为与母本埃塞俄比亚芥植株的一样, 只是部分PMC包含1 ~ 3对诸葛菜染色体, 而第二类的PMC只具有埃塞俄比亚芥的34条染色体. 从以上杂种的后代中获得了芸苔属亲本种的附加系、代换系、 亚倍体和纯合植株. 这些结果为在芸苔属与诸葛菜属间杂交中可能发生的亲本种染色体组分开现象提供了分子细胞遗传学证据.     

卡拉胶固定粘质赛氏菌产碱性蛋白酶的研究

将粘质赛氏菌(Seratia marcescens)包埋于卡拉胶中,发现2．5％的卡拉胶适于固定该菌产碱性蛋白酶。固定化细胞在其较适宜产酶培养基中发酵,酶活力一般可达400u/ml,在卡拉胶中添加3％玉米粉和1%豆饼粉或2％砂子制备固定化细胞,其产酶能力分别提高了25%和23．9％;固定化细胞颗粒越小,其产酶能力越高。采用摇瓶半连续发酵。其产酶半衰期为14次(24小时为一个周期);而用环流器进行半连续发酵,其产酶半衰期为52次(12小时为一个周期),产酶效率分别比游离细胞摇瓶发酵的产酶效率高11．8％和45．07％,而环流器半连续发酵的产酶效率比摇瓶半连续发酵高29．7％。     

膜片状填料固定化酵母薯干酒精发酵生物反应器的研究

针对以薯干为原料固定化酵母带渣酒精发酵的特点,研制了一种新型的容积为1m~3的膜片状填充床生物反应器,并历时半年多考察了该反应器的操作稳定性,得出较佳的发酵周期和醪液循环量等.实验结果表明:膜片状填充床固定化酵母生物反应器的酒精发酵速率远大于传统式发酵罐;其淀粉利用率可达91～92%,乙醇生产能力可达9.5kg EtOH/m~3·h.     

固定化酵母乙醇发酵及固化小球微生态的研究

比较了SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母和游离酿酒酵母的乙醇发酵能力,采用批次发酵试验研究固定化酿酒酵母的发酵稳定性。结果表明,SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母的发酵速度比游离酿酒酵母快,发酵周期短;发酵稳定性很好,30℃,橡胶塞、90 r/min摇床培养24 h时,乙醇体积分数均在3%~3.5％之间,连续发酵14批次后,固化小球的形态依然完好,不发粘。通过扫描电镜对酿酒酵母包埋微生态环境进行了分析,图像表明固定化小球的内部环境非常有利于酵母细胞的厌氧发酵产乙醇,充分证明了SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母乙醇发酵的优越性。     

低双乙酰抗老化啤酒酵母工程菌的构建

用来源于啤酒酵母的γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因（GSH1）和铜抗性基因（CUP1）取代质粒pLZ-2中α-乙酰乳酸合成酶基因（ILV2）内部约2.3kb的DNA片段,构建成重组质粒pICG。限制酶酶切质粒pICG后获得在基因GSH1和CUP1两端含有ILV2序列的6.0kb的DNA片段。用此片段转化啤酒酵母YSF31,得到铜抗性高的转化子。并通过PCR和α-乙酰乳酸合成酶（AHAS）活性测定筛选到酵母工程菌。小试实验结果表明酵母工程菌谷胱甘肽含量比受体高34％,而双乙酰含量是受体的75％。其他发酵指标并没有发生改变。中试实验表明酵母工程菌发酵周期缩短3d,而且成品啤酒的保鲜时间延长50％。由于DNA操作过程中没有外源基因介入,因此啤酒酵母工程菌为生物安全的自克隆菌株,具有重要的实际应用价值。     

菊糖酶发酵生产条件的研究

脆壁克鲁维氏酵母（Kluyveromycesfragilis）在pH5．5的适当培养基中,28℃摇瓶培养30h后,进行分批发酵。结果表明：发酵初始pH为6．0～6．5,菊糖浓度为2％,接种量4％,控制前期发酵温度为28℃,33h后发酵温度为32～34℃。发酵周期为70h左右,最高产酶达240u／ml。在5L自控发酵罐中,产酶达到同样水平,发酵周期缩短约10h。     

发酵生产十六烷二羧酸的研究

以热带假丝酵母(Candida tropicalis)T_25-14为出发菌株,经紫外线多次诱变,获得生产十六烷二羧酸(DC₁₆)能力比原株提高25％以上的4株突变株。其中UH-3-9突变株经多次复筛,产DC16能力都比T25-14,菌株提高50％以上。经摇瓶条件试验,不加其他生长碳源。只加15％(v／v)正十六烷(nCl6),发酵96h,DC16为48．2g/L,转化率41％,产品纯度95．9％。     

DGGE技术监测生物制氢反应器微生物群落结构和演替

为了研究生物制氢反应器微生物群落结构, 揭示混合菌群的生态学效能. 从连续流生物制氢反应器CSTR运行不同时期取活性污泥, 利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究了产氢混合菌群的多样性和动态变化. 研究表明, 反应器从启动到乙醇型发酵稳定的运行, 经历了明显的微生物群落结构演替过程, 28天后反应器微生物群落结构基本恒定, 形成顶级群落. 16S rDNA 序列同源性分析表明, 优势种群为低G + C含量革兰氏阳性细菌分支的Clostridium sp.和Ethanologenbacterium sp., b变形菌亚纲的Acidovorax sp., g变形菌亚纲的Kluyvera sp.和一些未被培养的拟杆菌群的细菌和螺旋体. 21天后产氢细菌Ethanologenbacterium sp., Clostridium sp. (Clostridiaceae bacterium 80 Kb)和一些未被培养的螺旋体群细菌的数量明显增加, 形成乙醇型发酵群落, 产氢量大幅度提高. 群落经过演替微生物多样性增强后降低, 在群落演替过程中一直存在的Clostridium sp., sp., Kluyvera sp.和未被培养的拟杆菌群等是构成群落结构的基本种群, 混合菌群之间存在着共代谢作用, 共同决定产氢效能.     

中国单轴霉分类的研究*II.寄生在伞形科上的新种和已知种

本文报道在我国伞形科植物上寄生的4种单轴霉(Plasmopara)。其中寄生于鸭儿芹(Cryptotaenia japonica Hassk)上的鸭儿芹单轴霉(Plasmopara cyptotaeniae sp nov．)和寄生于水芹[Oenanthe iavanica(BI．)DC．]及卵叶水芹(O．Rosthornii Diels)上的水芹单轴霉(Pl-asmopara oenanlheae sp．nov．)是2个新种。寄生于变豆菜(Sanicttla chinensis Bunge)上的变豆菜单轴霉(Plasmopara saniculae Traian et O．Savulescu)是亚洲的新记录种。     

固定化诺卡氏菌细胞生产L(+)酒石酸的研究

用明胶包埋酒石酸诺卡氏菌(Nocardia tartaricans SWl3—57)得到顺式环氧琥珀酸开环水解酶活力较高的固定化细胞。固定化细胞的最适温度为30～45℃,而游离细胞的最适温度为35～45℃。两者的最适pH均为8．0～9．0,固定化细胞的表观米氏常数Km为0．256mol／L,而游离细胞有底物抑制作用,在底物浓度小于0．45mol／L时Km为0．246mol／L。用固定化细胞装柱(y=100ml),pH8．S,温度37℃,稀释速率D=0．25h^-1,以0．5mol／L浓度顺式环氧琥珀酸钠溶液为底物,连续运转53d,平均产L(+)酒石酸66．95g／L,克分子转化率为92．09％,反应器生产能力达到16．58g／L·h。     

短梗霉多糖发酵过程特征的研究

本文针对短梗霉多糖发酵过程,经研究建立了基于逻辑方程和Luedeking—Piret方程的动力学模型： dx／dt=肛x(1一x／xm) dP／dt=m1x十m2(dx/dt) ds／dt=-b1x-b2(dx／dt)-b3(dP／dt) 其流变特性由初始时的牛顿流体转变为典型的假塑性非牛顿流体并遵从指数方程,即：τ=Kγn随发酵过程进行,发酵液的表观粘度增大,体积氧传质系数减小。搅拌转速的增加有利于提高体积氧传质系数。流变指数n、稠度系数K、气液传质系数Kla。与菌体浓度x、多糖浓度P、搅拌转速N及表观粘度ηa间分别有如下经验方程; k=1．2×10-2X2.43 n=0．461(P／Pm)0.07(x／xm)0.216 KLaDi2=1．48×104(D:N2)0.71(ηW)0.15 Dg ηa     

聚球藻7002在光生物反应器中的光自养培养

通过对聚球藻7002在光生物反应器中的培养,研究了光强在聚球藻7002培养液中的衰减规律,得到了培养过程光强随藻细胞浓度和光程距离变化的关系式,即I=I₀exp［-(-0.0239+0.0777OD₇₅₀)·L］。并对培养过程特性及培养温度、外加CO₂浓度和光照强度对藻细胞生长的影响进行了较为详细的研究,得到了反应器中较为适宜的聚球藻7002的培养条件,藻细胞培养密度达到3.4g/L(干重),体积产率达到0.57g/(L·d)的较高水平。     

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理固定红曲（MonascusPurpureus）发酵生产红曲色素进行了研究。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。