酿酒酵母发酵高浓度乳清粉生产燃料乙醇

利用酿酒酵母NL22对乳清粉进行分步糖化发酵(SHF)和同步糖化发酵(SSF),对其生产燃料乙醇的条件进行比较,同时考察pH、温度和底物浓度对SHF和SSF过程的影响。结果表明:SHF工艺和SSF工艺都可以实现酿酒酵母NL22对高浓度乳清粉的发酵,但SSF工艺可明显缩短生产周期,提高生产效率。在pH 6和30℃的条件下进行补料同步糖化发酵,最终乙醇质量浓度为118.52 g/L,产率为1.74 g/(L·h)。     

紫外诱变驯化提高酿酒酵母木糖发酵的抑制物耐受性

利用驯化和紫外处理结合驯化的手段对一株木糖发酵工业菌株的抑制物耐受性进行提升。在反复批次培养过程中不断提高含9种抑制物的混合抑制物浓度,使细胞的生长和发酵逐渐适应高浓度抑制物环境,分离突变菌株并进行评价。紫外处理结合驯化比直接驯化能更有效的提升细胞对高浓度抑制物的耐受能力;通过突变菌株分离和筛选,获得3株抑制物耐受能力高于出发菌株的突变菌株,它们在抑制物浓度100%MI(甲酸1 g/L,乙酸3.5 g/L,乙酰丙酸1.5 g/L,糠醛1.5 g/L,5-羟甲基糠醛1.5g/L,丁香醛0.1 g/L,香草醛0.1 g/L,松柏醛0.025 g/L,肉桂酸0.025 g/L)条件下的木糖消耗率比出发菌株高出11.3%-23.2%。紫外诱变处理结合驯化过程可以有效提高酿酒酵母对混合抑制物的耐受性。     

美国研究人员用大肠杆菌生产生物燃料

植物油和动物油是制造很多生物燃料、表面活性剂、溶剂和润滑剂的原材料.对这些油料的不断增长的需求以及它们有限的供应正在导致粮食竞争、价格上涨和与它们的生产相关的环境问题.通过发酵从丰富的、高性价比的可再生资源来直接生产这些产品是一种具有可持续性的替代办法.传统生物能源技术多利用玉米或甘蔗来生产乙醇,然后制成燃料,但这可能导致生物能源作物与粮食作物争地.因此,近年来科研人员不断探索新技术,以期直接利用各种植物枝干的所含物质制造生物能源.     

酿酒酵母和克鲁维酵母发酵菊芋生产燃料乙醇

为获得菌株发酵菊芋生产燃料乙醇的最佳方案,首先选取实验室保存的重组菌株R32对其产酶条件进行优化,其最高产菊粉酶活性为298.8 U· mL-1,此时的最佳培养基配方为:YPG培养基为酵母粉1％ (w/v),蛋白胨2％ (w/v),甘油0.5％ (v/v);YPM培养基为酵母粉1％ (w/v),蛋白胨2％ (w/v),甲醇1％(v/v);培养基pH为自然初始pH.然后选取酿酒酵母S.c和克鲁维酵母Klu,比较是否在添加重组菌株R32粗酶液条件下,两株酵母菌分别进行单独发酵和混合发酵时的产乙醇能力,以获得最佳的发酵组合.结果表明,酿酒酵母S.c和克鲁维酵母Klu在未添加重组菌株R32粗酶液时,混合一步发酵获得的乙醇含量较高,发酵84 h时乙醇含量为11.37％.添加重组菌株R32粗酶液进行两步发酵时,2株酵母菌混合发酵72 h时,乙醇含量为11.43％.2种发酵组合的最高乙醇含量以及各个发酵参数基本相同,虽然一步法发酵时间延长,但节省成本,操作简单,更适宜工业生产应用.最后对其进行正交试验优化,培养条件为菊粉浓度225 g· L-1,脲素浓度40 g·L-1,接种量15％,pH为5时,酿酒酵母菌S.c和克鲁维酵母Klu混合一步发酵法的最高乙醇体积比达11.82％.     

提高氨基酸发酵生产效率的措施

日本在利用微生物发酵生产氨基酸方面的技术是世界领先。研究人员通过各种各样的育种方法，试图提高发酵的生产效率。[第一段]     

一种基因工程改造的NADH高亲和力木糖还原酶突变基因可促进酿酒酵母发酵木糖生成乙醇

在导入表达毕赤酵母(Pichia stipitis)木糖还原酶(xylose reductase,XR)和木糖醇脱氢酶(xylitol dehydrogenase,XDH)基因的重组酿酒酵母中,木糖还原酶活性主要依赖辅酶NADPH,木糖醇脱氢酶活性依赖辅酶 NAD+,两者的辅助因子不同导致细胞内电子氧化还原的不平衡,是造成木糖醇积累,影响木糖代谢和乙醇产量的主要原因之一.将经过基因工程改造获得的NADH高亲和力的木糖还原酶突变基因m1,与毕赤酵母木糖醇脱氢酶(PsXDH)基因xyl2共转染酿酒酵母AH109,以转染毕赤酵母木糖还原酶(PsXR)基因xyl1和xyl2重组质粒的酵母细胞为对照菌株,在SC/-Leu/-Trp营养缺陷型培养基中进行筛选,获得的阳性转化子分别命名为AH-M-XDH和AH-XR-XDH.重组酵母在限制氧通气条件下对木糖和葡萄糖进行共发酵摇瓶培养,HPLC检测发酵底物的消耗和代谢产物的产出情况.结果显示,与对照菌株AH-XR-XDH相比,AH-M-XDH的木糖利用率明显提高,乙醇得率增加了16%,木糖醇产生下降了41.4%.结果证实,通过基因工程改造的木糖代谢关键酶,可用于酿酒酵母发酵木糖生产乙醇,其能通过改善酿酒酵母细胞内氧化还原失衡的问题,提高木糖利用率和乙醇产率.     

过表达MRP8提高酿酒酵母乙酸耐性及乙醇发酵效率

乙酸是木质纤维素水解液中含量较多的抑制物,因此提高酿酒酵母菌株对乙酸的耐受性有助于提高纤维素乙醇生产效率。本文中,笔者利用基于CRISPR/Cas9系统的基因组编辑技术过表达了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)S288c线粒体核糖体蛋白编码基因MRP8,并比较了过表达MRP8的菌株与对照菌株的生长和发酵特性。平板耐性检测发现,MRP8过表达明显提高了菌株的乙酸胁迫耐受性;乙醇发酵结果表明,在4.8 g/L乙酸胁迫条件下,过表达菌株MRP8-3在51 h消耗全部的葡萄糖,发酵时间缩短了25 h,显著优于相同时间的对照菌株。本研究结果为构建高效纤维素乙醇发酵的酿酒酵母菌株提供了新思路。     

美国用菜油生产生物柴油

Resource2005年8月号4—5页报道：美国迈诺特市北达科他州立大学中北部研究推广中心，最近实施了一项从菜油生产生物柴油的计划。认为生物柴油是一种可用于柴油机的极好的可更新燃料。绝大多数植物油都可以化学转化为生物柴油。可将生物柴油与柴油按20％与80％的比例混合使用。迈诺特地区的油菜种植面积超过大豆。这个中心试图用菜油生产的生物柴油，替代现今美国用大豆生产的生物柴油。目前美国已在迈诺特地区投资500万美元建立了生物柴油制造厂。生物柴油虽有其缺点，例如其胶凝性和售价高于柴油，这些都有待于改进，但从投入产出比核算，用菜油生产生物柴油的成本效益极高。     

用解淀粉酵母和酿酒酵母的互补混合物进行淀粉酒精发酵

将一种分解淀粉的酵母(Saccharomycopsis fibuligera)和不分解淀粉的酿酒酵母(S-accharomyces cerevisiae)一起培养,发酵未经水解的淀粉生成乙醇。转化率为理论上最大值的90％以上。发酵最适pH为5.0～6.0。使用的淀粉浓度为10％(w/v),S.fibuligera     

PNAS：微生物基因测序可提高生物燃料产出效率

据物理学家组织网5月15日（北京时间）报道,美国联合生物能源研究所（JBEI）通过新的实验方法和基因测序分析,发现了细菌耐受有毒盐溶液的生理机制。有望大大提高微生物抵抗生物燃料生产过程中所使用的盐溶液毒性的能力。相关论文发表在5月14日的美国《国家科学院院刊》网站上。     

美国风险企业利用外包提高生产效率

一边网罗研究开发和制造等方面的人才一边开展项目．这种风险企业的经营模式正在发生变化。大多数的风险企业．在创业初期一般只有1个或2个项目，这就很难高效地利用创业团队的人力资源。另一方面．投资家对效率的要求则非常严格。在这种背景下，正在增加的是被叫做虚拟风险（virtual venture）的经营方式。即将制造和临床研究等工作外包给其他公司，只有几个全勤员工对项目进行管理。     

气化一催化生产生物燃料甲醇生产设施投产使用

生物化学领域的读者容易形成这种印象,一谈到生物燃料就会想到用酶和微生物对生物质进行转化生产生物乙醇.但是,还有在不久的将来也许会成为主流的其他形式的生物燃料.这就是,将生物质通过热化学转化生成一氧化碳和氢气,再通过催化反应将得到的气体转化成甲醇和其他碳氢化合物.     

“组学”技术在燃料乙醇生产用酿酒酵母菌株构建中的应用

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是工业乙醇生产广泛使用的微生物,构建能同时发酵戊糖以及具有优良抑制物耐受能力的高产菌株,在燃料乙醇生产技术开发中具有十分重要的地位。基因组学、蛋白组学、转录组学、代谢组学和流量组学等"组学"技术可从基因型到表现型不同层次揭示生命活动规律,在燃料乙醇生产用酵母菌株的构建中具有广阔的应用前景,特别是目标基因的识别、代谢途径的优化、代谢机理的揭示等。运用"组学"技术可使菌株构建工作更具靶向性和明确性,更加易于获得目标性状,并大大缩短育种周期。综述了"组学"技术在燃料乙醇生产用酿酒酵母菌株构建中的应用及相关研究进展。     

对农业废弃物和木材残渣进行生物炼制以生产可再生燃料

农业废弃物和木材残渣是生产乙醇和聚合物前体的潜在来源。生物质的使用有可能取代石油和煤炭,从而减少温室气体的排放。美国的生物炼制倡议包括6个主要的商业示范项目,开发更好的生物催化剂的研发新项目,进行新原料和转化技术创造的长期努力。要用生物质生产燃料和化学品,首先必须释放半纤维素糖类和预处理残余纤维素,然后还要水解和发酵所有可用糖。     

对农业废弃物和木材残渣进行生物炼制以生产可再生燃料

农业废弃物和木材残渣是生产乙醇和聚合物前体的潜在来源。生物质的使用有可能取代石油和煤炭,从而减少温室气体的排放。美国的生物炼制倡议包括6个主要的商业示范项目,开发更好的生物催化剂的研发新项目,进行新原料和转化技术创造的长期努力。要用生物质生产燃料和化学品,首先必须释放半纤维素糖类和预处理残余纤维素,然后还要水解和发酵所有可用糖。     

提高丁醇萃取发酵耦联生产改良型生物柴油过程中萃余液回用效率的研究

利用少量廉价的萃取剂一正辛醇（正辛醇／萃余液体积比0．2：1）对萃余液中的丁醇进行萃取,萃余液中56％的残余丁醇可被回收,总丁醇得率提高了38％。萃余液经活性炭（3％,w／v）处理后,在100％回用拌料条件下一批次发酵能够正常进行。萃取发酵条件下,反复全回用萃余液5次,萃取发酵性能可以保持稳定。为丁醇萃取发酵耦联生产改良型生物柴油过程中萃余液的全回用提供了一种新型、低成本和绿色环保的方法。     

恒细胞密度发酵策略提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的表达效率

为了提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶(Alkaline polygalacturonate lyase,PGL)的比速率,开发了一种新的恒细胞密度发酵策略。通过不同的甲醇流加方式,实现发酵过程细胞密度的合理控制。实验结果表明:控制细胞密度为75 g/L的策略为最优,最终单位发酵液体积生产强度和单位菌体生产强度为6.11 U/(mL.h)和81.5 U/(g.h),分别比传统高密度发酵提高了42.1%和191.2%,最终PGL酶活为441.9 U/mL。此外,该策略还具有提高细胞活性和降低蛋白酶降解作用等优势。     

通过创设问题情境提高生物课堂学习效率——“神经调节的基本方式”一课的教学设计与体会

总结了利用创设问题情景在＂神经调节的基本方式＂一课的教学设计和体会。初一学生生活阅历较少,思维较简单,课堂上提出的问题范围不要过大,不要过于抽象,使学生不知从何思考,最好把问题分解成几个小问题,使问题具体化,符合学生的认知规律,利于学生思维的发展;学生的思维发展是有层次性的,教师作为学生学习活动的组织者、促进者,面对不同的学生同一问题需要教师具备灵活多变的问题策略,循序渐进的引导学生分析问题、解决问题;一节课创设问题情景形式要多种多样,不能就问题解决问题,要注意新旧知识的联系或者区别,知识的承上启下的作用等方面。