同步糖化发酵菊芋生产酒精

以黑曲霉A-15形成的菌丝球作为载体对酿酒酵母C-15进行固定化,研究各种因素对黑曲霉A-15菌丝球吸附率的影响。结果表明:在40℃、80 r/min、菌种个数混合比例为1∶10时,菌丝球对酵母的吸附可达到66.9%;以菊粉为底物,利用混合菌丝球进行同步糖化与发酵,30℃发酵48 h,发酵醪酒精体积分数达到12.8%,并且混合菌丝球可以耐受19%的酒精。     

米根霉孢子凝聚条件的研究

米根霉是食品工业中的一种重要微生物。米根霉能产生多种用于食品工业的代谢产物,其菌丝形态对产物的积累有重要影响。传统上,米根霉的菌丝球形成方式是非凝聚型。本研究通过改变培养基的pH值、糖含量等条件,探讨菌丝球的形成方式。利用不同生长状态下的米根霉孢子,测定相对应的电荷和疏水值,得到控制米根霉孢子凝聚的条件。研究结果表明培养基pH 3.0、葡萄糖320 g/L时,在34℃、200 r/min的培养条件下,米根霉孢子达到了最高的凝聚率88.62%。本研究改变了米根霉菌丝球形成的方式,为米根霉等丝状真菌菌丝球的研究提供了一定的基础和依据。     

黑曲霉RAF106菌丝球形成的影响因素及对结晶紫的吸附作用

【背景】黑曲霉（Aspergillus niger）作为一种代表性丝状真菌已被广泛用于酶制剂、有机酸、抗生素等高价值代谢产物的工业生产、食品发酵、环境治理等行业,其代谢能力、发酵性能等与菌体形态密切相关。然而,黑曲霉对染料、重金属等的吸附能力与菌体形态的关系鲜有报道。【目的】探究黑曲霉菌丝球形成的影响因素及其对结晶紫的吸附作用。【方法】以从普洱茶分离的黑曲霉RAF106为研究对象,实时监测马铃薯葡萄糖培养液中黑曲霉菌丝球的形成过程;探究培养液的初始pH （4.0-10.0）、培养温度（25-45°C）、孢子接种量（5×10⁴-5×10⁶个/m L）、摇床转速（140-220 r/min）、碳源（葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、醋酸钠）和氮源（硝酸钠、胰蛋白胨、酵母提取粉、氯化铵）对菌丝球形成的影响;以结晶紫为对象,研究不同菌体形态及菌丝球大小对黑曲霉吸附废水染料能力的影响。【结果】在黑曲霉RAF106中,孢子聚集、菌丝聚集均可形成菌丝球;菌丝球的大小与培养液初始p H、孢子接种量成反比,与摇床转速无关;当温度低于35°C时,菌丝球大小与温度成正比,...     

两种方法形成菌丝球固定2-氯酚降解菌的对比

【目的】系统研究吸附法和同时培养法对所形成混合菌丝球的外观形态、内部结构及其去除2-氯酚效果的影响。【方法】采用吸附法和同时培养法将可降解2-氯酚的光合细菌PSB-1D固定在黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)DH-1发酵而成的菌丝球上,形成混合菌丝球。以单一菌丝球为对照,利用光学显微镜、扫描电镜等仪器观察混合菌丝球的外观形态和内部结构,考察2种方法对混合菌丝球成球效果的影响;以无菌培养液为空白对照,考察游离光合细菌、单一菌丝球、2种方法形成混合菌丝球对2-氯酚的降解效能。【结果】在吸附法形成的混合菌丝球上,光合细菌主要集中在过渡区;而同时培养法将光合细菌牢固地包埋在菌丝球内核区,并大量簇状附着生长在菌丝交联的空隙处和每根菌丝上。在接种等量孢子和光合细菌的前提下,同时培养法较吸附法操作时间更短,成球数量更多,形成菌丝球干湿比更大,单位菌丝干重上固定的细菌数量更多。菌丝球降解体系和游离光合细菌对2-氯酚的降解均符合一级动力学特征。同时培养法形成的混合菌丝球降解效果最好,7 d内对初始浓度为50 mg/L的2-氯酚降解率可达89%以上,降解速率常数为0.3286 mg/(L·d),2-氯酚半衰期t1/2为2.8 d。【结论】首次报道黄孢原毛平革菌包埋固定化光合细菌形成混合菌丝球。该研究为生物质固定化材料的实际应用提供理论依据。     

菌丝球DCM对染料的吸附脱色性能研究

从活性污泥中筛选出1株真菌菌株DCM,研究了DCM菌丝球对染料的吸附脱色作用。通过正交实验,确定了DCM的最佳脱色条件,即温度为30℃、pH 6.5、摇速180 r/min、碳氮比20∶1。研究表明,DCM菌丝球对染料的吸附脱色存在着明显的规律。初始时,该菌丝球对染料的吸附量较小,经过一定时间,吸附量开始增加,达到较高水平时趋于稳定。CDM对染料的脱色速率及脱色率都比较高。2 h时其脱色率为30.1%,4h时达80.2%,8 h时脱色率达100%。DCM菌丝球对实际印染废水有较强的脱色作用,其脱色率达96.13%。此外,该菌丝球还有明显的净化效果,SS的祛除率达90%,CODcr的祛除率达88%,显示出了良好的应用前景。     

应用气升式反应器培养草酸青霉菌菌丝球的研究

应用0.5L气升式反应器成功实现了对高效染料吸附丝状真菌——草酸青霉菌(Penicillium oxalicum)的颗粒化,初步解决了菌体与培养液分离的问题。以OD600为0.23的孢子悬浊液接种时,菌丝成球的最佳接种量为2.5%,最佳通气量为0.5L/min。菌球直径及沉降速度随时间均呈线性增长。在最佳接种量（2.5%）和最佳通气量（0.5L/min）下,30℃培养72h后,菌球的直径和沉降速度分别为(4.0±0.8)mm和(14±3)mm/s。     

基于微流控的真菌单细胞捕获和培养

【背景】真菌单细胞培养在研究细胞异质性及细胞生长特性等方面十分重要,因此需要建立简单便捷的方法对真菌单细胞进行培养与观察。【目的】基于微流控建立一种真菌单细胞的捕获及培养方法,同时直观地对单细胞进行定位和实时观察。【方法】利用L-edit设计芯片图案并利用等离子键合的方法制备微流控芯片;通过注射泵将红酵母菌溶液及里氏木霉孢子溶液进样以实现单细胞捕获;采用台盼蓝染色法测定酵母细胞的存活率;利用显微镜对酵母单细胞及木霉孢子的萌发、生长、繁殖过程进行观察。【结果】所制备的芯片形状完好,可实现酵母或孢子的单细胞捕获;酵母的捕获率为25.00%±1.38%;分别于0、2、4、6h对酵母进行观察,可看到酵母出芽过程;培养至48h,芯片上酵母细胞的存活率与游离培养条件下的存活率无显著性差异;分别于0、3、6、9 h对单个孢子进行观察,可以看到孢子萌发以及菌丝生长情况,且直至120h菌丝仍在生长。【结论】设计并制备了一种用于真菌单细胞捕获及定位培养的微流控芯片,这是此种芯片在真菌单细胞培养中的首次应用。细胞可在此微流控芯片上正常生长至少2 d,并可实现5 d及更长时间的培养,此方法可对真菌单细胞进行直观、定位的实时观察,有望用于多种微生物单细胞的生理、遗传性状研究,以及原生质体融合育种研究。     

费希尔曲霉脂肪酶在毕赤酵母中的优化表达及高密度发酵

【背景】脂肪酶广泛应用于纺织、食品、药品、皮革等工业领域,其在微生物中的异源表达研究进一步促进了脂肪酶产品的生产和应用。【目的】实现来源于费希尔曲霉的脂肪酶在毕赤酵母中的高效异源表达,探究其合适的表达及发酵条件,提高产量,降低成本。【方法】对费希尔曲霉的脂肪酶编码基因进行密码子优化后,应用pPIC9k质粒整合到毕赤酵母GS115基因组上,构建高产脂肪酶Lip605的毕赤酵母工程菌;并通过响应面发酵条件优化、筛选最适伴侣蛋白和高密度发酵相结合的方法,综合提高脂肪酶表达量。【结果】确定高产脂肪酶毕赤酵母工程菌的最优摇瓶发酵产酶条件为:甲醇3.103%(体积比),生物素0.4 mg/L,酵母粉11.5 g/L,酵母基础氮源培养基(yeast nitrogen base,YNB) 13.4 g/L,初始pH 6.4,装液量50 mL/250 mL,转速220 r/min,温度24°C,培养时间40 h。优化后的胞外脂肪酶酶活达到72.34 U/mL,较优化前提高了5.8倍;进一步选择12个伴侣蛋白分别与脂肪酶Lip605进行共表达,其中共表达伴侣蛋白Rpl10(pPICZA-RPL10)效果最佳,可使Lip605表达量进一步提高46.8%;在此基础上,经过10 L发酵罐分批补料的高密度发酵,工程菌株发酵142 h,胞外脂肪酶酶活最高达到680 U/mL,蛋白浓度为15.89 g/L。【结论】应用复合策略有效提高了脂肪酶Lip605在毕赤酵母中的发酵产量,为其进一步工业化生产奠定了良好的基础。     

新月弯孢霉菌丝球对染料脱色作用的研究

研究了新月弯孢霉Curvularia lunata JQH-100液体培养时产生的菌丝球对多种染料的脱色能力。结果表明,多种染料在24h内的脱色率均达到80%以上,且菌丝球稳定性良好,可重复使用6次;以菌丝球对孔雀绿脱色效果为优化指标,正交实验优化获得制备菌丝球的最佳条件为:葡萄糖20g/L、硫酸铵5g/L、马铃薯200g/L、KH2PO43g/L、MgSO45mg/L、CuSO40.5mg/L、VB15mg/L及pH5、摇床转速120r/min。在上述优化后的基础培养基(不含MgSO4、CuSO4)中分别添加微量元素Cu2+、Mn2+、Mg2+或Ca2+制备的菌丝球,对孔雀绿脱色能力增强;添加Fe2+制备的菌丝球,对孔雀绿脱色能力下降;分别添加Zn2+、Al3+或Na+制备的菌丝球对孔雀绿脱色能力与对照相近。应用优化后培养条件制备的菌丝球处理含多种染料的混合废水,也获得了较好的脱色效果。     

毕赤酵母底盘芳香族氨基酸合成途径改造生产肉桂酸及对香豆酸*

目的:改造毕赤酵母使其异源合成类黄酮生物合成途径的重要中间体肉桂酸、对香豆酸,并优化前体芳香族氨基酸生物合成途径以提高毕赤酵母的生产能力。方法:在毕赤酵母GS115中利用乙醇诱导型人工转录系统表达Rhodotorula glutinis来源的苯丙氨酸解氨酶,并在该重组菌株中分别过表达胞内芳香族氨基酸生物合成途径中的关键酶或其突变体以进行优化。结果:异源表达苯丙氨酸解氨酶可使毕赤酵母将自身产生的L-苯丙氨酸、L-酪氨酸转化为肉桂酸(38.8 mg/L)、对香豆酸(34.2 mg/L),而通过过表达相关酶进行优化,最终肉桂酸和对香豆酸的产量分别达到124.1 mg/L和302.0 mg/L。结论:利用新的异源宿主毕赤酵母成功合成了肉桂酸、对香豆酸,并对胞内的芳香族氨基酸生物合成途径进行了优化,表明毕赤酵母具有生产黄酮类化合物的应用潜力,也为其他芳香族氨基酸衍生物或植物化合物在毕赤酵母中的异源合成奠定了基础。