鼠李糖脂快速定量分析方法及其影响因素研究

为探寻简单、快速的由铜绿假单胞菌生产鼠李糖脂的定量分析方法,对比分析了葸酮—硫酸法、L-半胱氨酸-硫酸法、苯酚硫酸法及其影响因素。结果显示,蒽酮硫酸法优于其它两种方法,并得出了其最佳测试条件。发酵液中剩余的葡萄糖、上清液对鼠李糖脂定量分析的影响可以忽略,菌体和中层杂质对鼠李糖脂的定量分析有一定程度的影响。因而,分析时要去除菌体。而中层杂质对定量分析的影响可以通过制备含中层杂质的鼠李糖溶液标准曲线而消除。     

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。     

鼠李糖脂生物表面活性剂的研究进展

鼠李糖脂是一种重要的生物表面活性剂。综述了鼠李糖脂生物表面活性剂的化学结构、特性、生理学功能及其发酵生产,特别讨论了利用廉价原料——工农业的废物,如植物油废渣等来生产鼠李糖脂,其不仅可降低生产成本,还能减少工农业废渣对环境的污染,降低其处理费用。     

一株铜绿假单胞菌及其产生的鼠李糖脂特性研究

研究高效代谢表面活性剂的菌种,并对菌种和表面活性剂的理化性质进行分析。采用菌种16S rDNA序列分析对菌种进行鉴定,采用紫外光谱扫描、色谱柱层析、薄层层析、单糖分析对生物表面活性剂的种类进行鉴定,并对表面活性剂的理化性质进行研究。从油田采出水中筛选出一株高效代谢生物表面活性剂的菌株T-1,经16S rDNA鉴定为铜绿假单胞菌属(Pseudomonas aeruginosa)。该菌种以甘油和大豆油为碳源的培养基培养4 d后,其发酵液表面张力30.216 mN/m,EI24为100%。根据表面活性剂的红外光谱分析并结合薄层分析,可确定T-1样品中含有糖脂类物质,进一步的表面活性剂的单糖分析显示水解终产物为单一的鼠李糖,最终确定其产物为鼠李糖脂,苯酚-硫酸法测定其鼠李糖脂产率为5.2 g/L,从发酵液提取的棕黄色生物表面活性剂粗品,其表观临界胶束浓度为45 mg/L,该鼠李糖脂对环境(耐温、耐酸碱、耐盐)具有较强的适应性。该表面活性剂对恶劣环境具有较强的耐受性,可应用于微生物采油等用途。     

以甘油为底物鼠李糖脂高产菌株的诱变选育

通过诱变选育,将铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)RG-14利用甘油发酵生产鼠李糖脂产量由13.6g/L提高到16.5 g/L。突变株经过5次连续传代培养,菌株仍维持稳定的鼠李糖脂产量,表明该菌株具有较好的遗传稳定性。利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术分析诱变后菌株发酵甘油生产鼠李糖脂的组成,结果显示鼠李糖脂由Rha-C8-C8、Rha-C8-C10、Rha-C10-C10、Rha-C10-C12∶1、Rha-C10-C12、Rha2-C8-C10、Rha2-C10-C10、Rha2-C10-C12∶1和Rha2-C10-C12组成,其中单、双鼠李糖脂的相对丰度分别为54.8%和45.2%。当以工业粗甘油代替精甘油为底物时,该菌株鼠李糖脂产量达到14.2 g/L,表明其具有较好的应用潜力。     

固定化细胞合成生物表面活性剂鼠李糖脂的研究

从石油受污环境中分离筛选得到一株高产鼠李糖脂(rhamnolipid,RL)的假单胞菌(Pseudomonas sp.)B3。在游离细胞合成鼠李糖脂的基础上,应用包埋与交联相结合的复合固定化方法制备出性能优良的固定化细胞。以二次回归方程预测模型为基础,对发酵条件进行优化,得到B3固定化细胞合成RL的最优条件为:接种量15%,初始pH 7.0,合成温度38℃,120r·min-1振荡培养100h,RL的产量达到4 843.25mg·L-1,比游离细胞提高56.42%。制备的固定化细胞连续使用3个发酵周期,RL的产量均保持在4 517.75mg·L-1以上,说明B3固定化细胞具有用于连续发酵合成RL的可行性。     

铜绿假单胞菌对长链烷烃的摄取模式*

研究了一株铜绿假单胞菌(CGMCC 1.1785)摄取长链烷烃的模式。铜绿假单胞菌1.1785能够以固态的长链烷烃为唯一碳源生长,在培养过程中产生表面活性代谢物。烃与水相的界面面积是细菌生长重要的影响因素,说明传质限制的存在。由于该菌不能够利用鼠李糖脂增溶的烃作为碳源,因此添加鼠李糖脂能够强化烃摄取的主要原因是烃界面的扩大。细胞表面疏水性从开始的急剧升高到后来的不断下降,说明在不同生长阶段细胞对烃的摄取模式是不同的。由此认为,铜绿假单胞菌1.1785既没有通过表面活性剂介导模式获取烃,也并非完全通过直接接     

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。     

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。     

含血红蛋白基因(VHb)的铜绿假单胞菌重组菌的构建及鼠李糖脂表达条件的研究

将RDR（ribonucleotide diphosphate reductase）启动子驱动下的透明颤菌（Vitreoscillasp．）血红蛋白（Vitreoscilla hernoglobin,VHb）基因的表达载体pSETRDR-VHb转入铜绿假单胞（Pseudamanas aeruginosa）s301菌株中。并对其中阳性转化子AY26菌株进行了鼠李糖脂表达条件的研究。正交实验k（4。）优化培养基,最佳组分为：硫酸镁0．075％、硝酸钠0．5％、清油3mUL、酒石酸钠0．4％。在限碳培养条件下,转化子SY26鼠李糖脂产量达到12．9dL,比对照菌株S301（8．4g／L）提高150％,5L发酵罐放大实验验证,重组菌AY26的表面活性剂产量达到33．12g／L。     

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。     

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％.     

电喷雾质谱法检测假单胞菌BS-03产鼠李糖脂及其自由酸前体(英文)

采用电喷雾质谱法可同时检测到假单胞菌BS-03发酵液提取物中的鼠李糖脂及其自由酸前体(3-羟基葵酸单体和二聚体)。根据ESI-MS/MS的双鼠李糖脂二级质谱图显示存在强度较高的m/z为205、247的特征碎片离子峰,而单鼠李糖脂中却不存在此特征碎片离子。同时自由酸前体的主要组分为C8,C10,C8C10/C10C8,C10C10。其同分异构体与鼠李糖脂同分异构体类似,其中短链位于羟基端的组分含量高于长链在羟基端的组分。     

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。     

细菌产木聚糖酶发酵条件的研究*

研究了碳源、氮源以及其他因子对木聚糖酶高产菌ＷＬＵＮ０２４（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）产酶的影响,结果表明在麸皮６ｇ／Ｌ、（ＮＨ４）２ＳＯ４ ０．８ｇ／Ｌ、Ｋ２ＨＰＯ４ ０．４ｇ／Ｌ、接种量５％－１０％的条件下,３７℃培养３６ｈ,其木聚糖酶活力可达６００ＩＵ／ｍＬ。同时研究了在较优条件下该菌的摇瓶产酶曲线。     

生物表面活性剂鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌的体外抗菌活性

【背景】甘蔗黑穗病是一种主要的甘蔗病害,易造成甘蔗严重减产;鼠李糖脂是一种生物表面活性剂,可作为多种植物真菌病害的抑菌剂。【目的】研究生物表面活性剂鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌的体外抗菌活性及初步的抗菌机理。【方法】采用甘蔗黑穗病冬孢子萌发试验研究鼠李糖脂对甘蔗黑穗病冬孢子的抗菌作用。采用菌丝生长速率法和菌丝干重法对鼠李糖脂的体外抑菌试验进行检测;通过菌丝电导率的变化研究鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌细胞膜通透性的影响。【结果】鼠李糖脂能显著抑制甘蔗黑穗病菌孢子萌发,其中2.0 g/L鼠李糖脂对甘蔗黑穗病冬孢子萌发的抑制效果最好,抑制率达45.03%。鼠李糖脂能显著抑制甘蔗黑穗病菌双核菌丝体、单胞菌a和单胞菌b的生长。鼠李糖脂能使甘蔗黑穗病单胞菌细胞膜透性增加,与对照相比,2.0 g/L鼠李糖脂处理甘蔗黑穗病双核菌丝体0.5min后电导率升高了约9倍,处理单胞菌a30min后电导率提高了94.23%;0.1g/L鼠李糖脂处理甘蔗黑穗病单胞菌b30min后电导率升高了54.49%,随着浓度的增加,各处理电导率升高显著。【结论】鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌有良好的抗菌作用,有望为甘蔗黑穗病的防治提供新方法。     

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.     

具胶原蛋白酶活性铜绿假单胞菌的筛选*

从成都皮革厂等堆积废弃毛皮、皮革的场所采集土样,通过以明胶为主要基质培养基进行富集和初筛,获得95株有明胶酶活性菌株。挑选其中28株明胶酶活性较高的菌株进行牛皮消化试验,有12株菌能在48h内完全消化小牛皮。以Ⅲ型酸溶性胶原为底物,测定了12株菌发酵培养液中胶原蛋白酶活性,确认这12株菌都具有胶原蛋白酶活性,酶活力基本相同,约10-16U／mL。经形态观察、生理生化特征分析及BIOLOG微生物鉴定仪鉴定,这12株菌分为两类,分别是铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeraginosa)和火神发光杆菌(Photobacterium logei)(结果另发表)。对铜绿假单胞菌产生胶原蛋白酶粗酶性质进行了研究,其酶活最适温度为32℃,最适pH为7．5,可以被金属蛋白酶抑制剂EDTA和EGTA部分抑制,不能被PMSF抑制。对铜绿假单胞菌产胶原蛋白酶发酵条件的研究表明,不仅培养基中氮源、碳源和金属离子影响产酶量,而且发酵工艺对胶原蛋白酶的产生也有较大影响。     

铜绿假单胞杆菌QS相关基因差异表达的研究*

选取100个与铜绿假单胞杆菌(Pseudomonasaeruginosa)群感效应(quorum-sens-ing,QS)相关的基因,克隆这些基因片段于pMD-18T载体,测序鉴定,点样制备cDNA基因芯片。制备cy3-dCTP/cy5-dCTP标记的探针,与芯片杂交。初步研究了处于不同生长期的铜绿假单胞杆菌基因的表达差异。指数中期和平台初期相比,有9个QS基因表达量显著增加,有6个基因表达量显著下降。利用芯片做针对铜绿菌假单胞杆菌药物的筛选妥布霉素(Tobramycin)给药后细菌基因发生