基因工程菌发酵生产L-乳酸研究进展

乳酸是重要的工业平台化学品。随着聚乳酸产业的兴起,对高质量L-乳酸的需求量也不断增加。为了进一步降低L-乳酸发酵成本,提高菌株的工业适应性,各种现代生物技术已经应用到L-乳酸发酵菌种的改造上来。文中简要综述了近年来使用乳酸菌、酵母、大肠杆菌及米根霉等基因工程菌株发酵生产L-乳酸的技术进展。     

聚合级L-乳酸的非粮生物质发酵研究进展

乳酸在化工、医药和食品加工等领域有着广泛的用途。随着聚乳酸产业的兴起,对聚合级L-乳酸的需求量也不断增加。开发低成本的非粮生物质乳酸发酵工艺、实现发酵-分离耦合是降低聚合级L-乳酸成本、摆脱原料价格不断上涨压力的技术趋势。文中简要综述了近2~3年使用非粮生物质发酵生产聚合级L-乳酸的技术进展,并对未来乳酸发酵工艺作了展望。     

耐氨米根霉发酵生产L-乳酸的研究

传统的L-乳酸发酵法生产以CaCO3为酸中和剂,在乳酸后提取中产生的大量石膏废渣不仅在过滤时造成较大的乳酸损失,而且由于废渣不易处理,对L-乳酸万吨级规模的生产将形成巨大的环保压力和废渣处理成本。为此,为了降低L-乳酸生产成本,该文采用氨水为酸中和剂,用筛选得到的一株米根霉RhizopusoryzaeJS-N02-02进行以氨水为中和剂的L-乳酸摇瓶、15L自动发酵罐的发酵试验。以玉米粉双酶水解糖为碳源,接种孢子浓度1×105个ml,以0.01%(NH4)2SO4为氮源,30℃,15L自动发酵罐连续5批发酵,平均总糖浓度为136.8gL,平均产酸达100.6gL,L-乳酸纯度达95.3%,糖酸转化率达71.6%。     

饲用益生菌及其使用效果

益生菌作为饲料添加剂,可用来代替饲用抗生素,增强免疫力促进动物的健康和生长,提高饲养效率,降低饲养成本,用其代替饲用抗生素,可降低动物产品抗生素残留,抑制耐药性病原菌的发展.本文对益生菌饲料的菌种、制法及其使用效果作了介绍,并对如何利用酶制剂和乳酸发酵生产的大量废菌体作为益生菌来源提出了建议.     

乳酸的工业化生产、应用和市场

乳酸是一种极具发展潜力的精细化学品。目前全世界的产量为10万吨。我国占世界产量的10％。由于聚乳酸产品的研究和开发,乳酸将有可能代替目前扰世界各国的白色热塑污染产品,成为名副其实的“绿色”环保制品。乳酸可通过生物发酵法和化学合成法生产制造。采用生物发酵法制得的L－乳酸是目前乳酸生产的重点,但要同热塑产品在价格上形成竞争,乳酸发酵生产的成本必须大幅度下降,生产规模要扩大,本文拟就乳酸的规模化生产和经济效益状况做一评估和分析。     

蓝细菌固碳合成乳酸技术的发展与展望

乳酸是一种重要的工业化学品,被广泛应用于各个行业。近年来,随着聚乳酸(PLA)市场的兴起,乳酸原料的需求也在不断增加。糖基异养生产乳酸所带来的高昂成本与市场需求的矛盾吸引着研究人员积极寻找其他有利的解决方案。蓝细菌光合固碳生产乳酸是一种潜力巨大的新型原料供应策略,基于光合自养的细胞工厂,可以在单一平台上以太阳能为驱动力,从二氧化碳中直接生产出高光学纯度的乳酸。该方法原料廉价易得、过程简单可控、产物明确且易分离,同时达到节能减排和高附加值产品生产的双重效果,具有重要的研究与应用价值。文中回顾了蓝细菌固碳产乳酸技术的发展历程,从代谢基础、代谢工程策略、代谢动力学分析与技术应用等方面,梳理其研究进展和所遇到的技术难点,并对该技术的未来进行展望。     

防治果腐病的生物杀真菌剂

Ecogen Inc.已经获得了美国环境保护局的批准,在市场上销售新的生物杀虫剂Aspire Biofungicide,该杀真菌剂可防治柑桔和苹果的采收后果腐病。 目前,美国的种植者和食品加工厂在使用化学杀虫剂的数量方面受到立法的限制,虽然这些杀虫剂能够用于防治采收后的果品腐烂。Ecogen的总裁和首席执行官Jim Reilly说:“Aspire是一种有效的、利于环境的、可代替现有采收后果品处理剂的杀真菌剂。生物杀真菌剂的出台适应了加工者允诺消费者降     

麦芽根替代米糠发酵制备乳酸的研究

用啤酒厂废弃物麦芽根替代米糠或麸皮用于乳酸发酵生产不仅用量减少,产酸率提高,而且麦芽根价格比米糠便宜一倍,因此降低了乳酸生产成本。     

真菌群体基因组学研究进展

近年来,随着第二代高通量测序技术的出现和发展,测序成本不断降低,完成全基因组测序的真菌物种迅速增加。以大规模测序为基础的群体基因组学,也逐渐应用于解析真菌的群体结构、物种形成、种群分化和位点特异性效应。本文综述了群体基因组学在工业真菌、病原真菌、食用真菌、共生真菌及其在表型性状遗传基础解析中的研究进展,并对其今后的发展方向进行了展望。     

解淀粉乳酸细菌在L-乳酸发酵生产中的应用

对解淀粉乳酸细菌及其产生的淀粉酶和发酵工艺等方面的国内外研究现状进行了综述。解淀粉乳酸细菌具有分泌淀粉酶的能力,可免去原料水解处理工序直接发酵淀粉质原料生产乳酸,可以简化生产工艺,并可节约设备投资,进而降低生产成本。解淀粉乳酸细菌主要分离自传统发酵食品,也可从有机废弃物和厨余垃圾中分离得到。介绍了解淀粉乳酸细菌直接利用淀粉质原料的机理,比较了解淀粉乳酸菌发酵生产L-乳酸的工艺。提出通过诱变育种和基因工程育种等方法获得更加高效的解淀粉乳酸细菌,并结合先进的发酵、分离技术来提高乳酸生产效率。     

固定化细胞利用离子交换树脂萃取发酵乳酸的研究

本文提出了利用海藻酸钙凝胶包埋固定化乳酸菌生产乳酸,用离子交换树脂从发酵液中分离出乳酸的新方法。该法成功地消除了产物乳酸对乳酸菌生长和产物乳酸形成的抑制作用,使发酵时间由１２０小时缩短到９６小时,乳酸的体积生产率由０．３２８ｇ／Ｌ·ｈ提高到０．４３２ｇ／Ｌ·ｈ。     

高光学纯D-乳酸实现生物合成

正中国科学院2018年4月8日发布消息称:中国科学院青岛生物能源与过程研究所科研人员利用克雷伯氏菌首次实现100%光学纯D-乳酸的生物合成,产量和转化率等指标均处于国际先进水平。该项研究建立了利用不同来源的廉价底物生产高光学纯D-乳酸的生物合成技术,可有效降低生产成本,为D-乳酸发酵技术的产业化应用奠定基础。目前,研究人员     

基于高通量测序的群体基因组学——植物病原真菌研究新方向

群体基因组学能够从全基因组水平揭示种群结构与进化、物种形成、适应性机制等。随着高通量技术的不断发展,基因组测序成本不断降低,大规模测序已成为可能。近几年被全基因组测序的真菌数量迅速增加,极大地促进了真菌群体基因组学的发展,加深了人们对植物病原真菌起源、遗传多样性、选择作用、致病性、毒力因子、杀菌剂抗药性、寄主专化型等生物学特性的认识。本文简要介绍了植物病原真菌的全基因测序以及比较基因组学的研究进展,重点综述了基于高通量测序的病原真菌群体基因组学的最新研究动态。群体基因组学将成为植物病原真菌一个新的研究方向。     

青霉生产木质纤维素降解酶系的研究进展

木质纤维素降解酶系的高效生产是实现植物生物质大规模生物炼制的重要支撑。就地生产木质纤维素降解酶,有助于降低其使用成本,提高技术经济效益。青霉是自然界常见的木质纤维素降解真菌,可以合成分泌种类多样、组分齐全的木质纤维素降解酶系,已被应用于纤维素酶制剂的工业生产。文中从就地生产降解酶,为木质纤维素生物炼制构建“糖平台”的角度,综述了青霉木质纤维素降解酶系的性质、菌株遗传改造及发酵工艺的研究进展。     

Ciba-Geigy与Genencor新交易

瑞士的Ciba-Geigy有限公司与美国的Genencor达成协议,要销售后者的一系列应用于制浆和造纸工业的酶。据说这些酶可以减少污染物、改良纸质、提高生产效率并提高产品质量。Genencor将继续进行科研与生产,Ciba-Geigy则负责全球销售。估计到2000年这些酶将占有1亿美元的市场。该类产品在成本上压过传统的氯处理法还不到一年,市场已相当大。这些酶原来是从真菌中分离出来的,现在则用重组菌发酵生产。专家仍在寻求进一步降低成本的方     

内生真菌产紫杉醇研究的回顾与展望

紫杉醇是一种高效、低毒、广谱的天然抗癌药物,是人类未来20年间最有效的抗癌药物之一。近年来的研究发现,从植物内生真菌中发酵生产紫杉醇被证明是解决药源问题的有效途径。本文概述了微生物发酵生产紫杉醇的研究进展,包括产紫杉醇内生真菌的分离、多样性和真菌产紫杉醇的优势,紫杉醇的提取和检测技术,同时对如何提高内生真菌紫杉醇产量进行了比较全面的综述。随着现代分子生物学技术和微生物发酵工程的发展,工业上大规模发酵生产紫杉醇将有望实现。     

昆虫病原真菌的液体培养生产

昆虫病原真菌的大量培养是这些真菌大规模地应用于田间的必不可少的先决条件。但是,关于昆虫病原真菌的生物技术的信息很少是真正合用的,对它们的工业生产至今还比较原始。事实上,一个试验性工厂的水平常常就是以用固体培养基生产真菌的实验室工艺的按比例的扩大。在一些发达国家中,这样的一套方法在经济上是很难与化学杀虫剂竞争的;昆虫病原真菌的工业生产,以在液体培养基中发酵培养的工艺为最好,虽然某些种,如Metharhizium anisophiae只有用固体培养基才能令人满意地生产。本文的目的是介绍昆虫病原真菌的生长与孢子形成的一般概念,并提出用发酵培养方式大量生产这些真菌的某些方法。下面讨论中将重点提到这四个不同类型的繁殖体,即:Verticillium lecanii的芽生孢子,Hirsutella thomp-     

灵芝真菌液体发酵及其产物应用的研究进展

灵芝作为一种白腐真菌,同时也是珍稀的食药用真菌,富含多种生物活性成分。液体发酵技术生产周期短、效率高、产量大、品质稳定,是开发利用灵芝资源的重要途径。近年来,灵芝属真菌菌丝体液体发酵技术的开发与应用取得了较大进展。本文对灵芝属真菌液体发酵产物的主要活性成分及其药用效果、液体发酵工艺优化和发酵产物的应用进行综述,并对本领域的未来进行展望。     

α-乙酰乳酸脱羧酶基因在枯草芽孢杆菌中的整合型表达

α-乙酰乳酸脱羧酶在啤酒生产中能加快啤酒成熟,有重要的应用价值。本研究将枯草芽孢杆菌启动子P43克隆到质粒pUC19-ALDC中的α-乙酰乳酸脱羧酶基因之前,得到重组质粒pUC19-P43-ALDC。重组质粒pUC19-P43-ALDC与质粒pMLK83-BN同源重组,筛选得到枯草芽孢杆菌整合质粒pMLK83-ALDC。用此整合质粒转化枯草芽孢杆菌1A751,挑选出新霉素抗性且无淀粉酶活性的重组菌株。此菌株用LB培养基在37℃、220r/min摇瓶培养过夜,测得α-乙酰乳酸脱羧酶活力为15.6U/mL,说明整合的α-乙酰乳酸脱羧酶基因能够在重组菌株中稳定传代和表达。本研究首次在枯草芽孢杆菌中用整合型的方式重组表达了α-乙酰乳酸脱羧酶,提出了一种有潜力的生产α-乙酰乳酸脱羧酶的新方法。     

微生物发酵产光学纯度D-乳酸研究进展

D-乳酸作为一种重要的手性中间体和聚乳酸合成的原料,其生产已越来越受到人们的重视。然而,低光学纯度D-乳酸在很多领域的应用都受到限制。微生物发酵法能够生产高光学纯度的D-乳酸。除了乳酸生产的传统菌株-乳酸细菌,研究者们还通过基因工程的手段不断探索其它种属菌株利用更廉价的可再生资源高产光学纯度D-乳酸的可行性。介绍了D-乳酸的物化性质及其在工业生产、化学加工和聚乳酸合成中的应用,并详细综述了国内外发酵法生产光学纯度D-乳酸的最新研究进展,着重介绍了采用基因工程育种策略提高菌株的D-乳酸产量、转化率、生产强度以及光学纯度,降低副产物的合成,扩大底物利用范围的研究成果。所涉及的菌株包括:乳酸细菌、大肠杆菌、谷氨酸棒杆菌以及酵母等。这些研究表明,应用基因工程手段改造生产菌株的代谢途径是选育D-乳酸发酵生产菌株的发展趋势。最后还对D-乳酸发酵生产的前景进行了展望。