枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)发酵生产乙偶姻的pH调控策略

【目的】为了提高Bacillus subtilis CCTCC M 208157发酵生产乙偶姻的效率。【方法】在7 L发酵罐水平上考察不同pH条件对菌株生长及乙偶姻合成的影响。【结果】pH对菌株合成乙偶姻有显著影响,pH 4.5有利于细胞合成乙偶姻,但是延迟期较长;pH 5.5时菌株生长较快,但乙偶姻的产量偏低。因此提出了两阶段pH控制策略:发酵前期(0 16 h),控制pH 5.5;发酵中后期(16 72 h),控制pH 4.5。【结论】通过此策略,菌株合成乙偶姻的能力得到进一步提高,乙偶姻的产量、产率和生产强度分别为32.7 g/L、0.41 g/g和0.91 g/(L.h),分别比初始发酵条件下提高了41%、42%和69%。     

加强表达6-磷酸果糖激酶提高Bacillus subtilis乙偶姻合成效率

乙偶姻是枯草芽孢杆菌的主要胞外产物,它是一种广泛使用的食用香精,同时也可作为重要的化学中间体,因此提高枯草芽孢杆菌乙偶姻的产量和生产效率有重要意义。本研究克隆了编码枯草芽孢杆菌6-磷酸果糖激酶(PFKA)和丙酮酸激酶(PK)的编码基因pfk A和py K,并分别将其在高产乙偶姻的枯草芽孢杆菌BM(敲除了2,3-丁二醇脱氢酶的编码基因bdh A)中过量表达。结果表明过量表达PFKA或者PK能有效提高糖酵解速率以及发酵过程的生物量,并且过量表达PFKA与过量表达PK相比更有利于乙偶姻的合成。在5 L发酵罐上对工程菌进行发酵实验发现,经底物流加发酵,乙偶姻产量达到66.8 g/L,生产效率达到0.74 g·(L·h)-1。本研究为利用枯草芽孢杆菌作为细胞工厂生产相关化合物有重要的借鉴意义。     

生物法制备平台化合物乙偶姻的最新研究进展

乙偶姻(3-羟基-2-丁酮)作为一种应用广泛的食用香料和重要的平台化合物,具有广阔的工业应用前景。与传统的化学合成方法不同,高效、环保的乙偶姻生物制备方法,可以减轻资源和环境压力,促进我国低碳经济的发展。近来,生物法制备平台化学品乙偶姻取得了丰硕的研究成果。总结了最近几年国内外在该领域最新的研究热点及方向,简述了发酵法生产乙偶姻的优势菌株概况,重点综述了以糖类物质为底物生产乙偶姻的最新策略及研究成果、将微生物改造为生产手性乙偶姻的高效细胞炼制工厂以及将2,3-丁二醇或双乙酰作为发酵底物的研究趋势,并介绍了乙偶姻的分离纯化工艺。使用非致病性的安全菌株,高效率地利用廉价底物,并采用经济、简单、环保的分离纯化方式,从而生产具有高附加值的食品级或高手性纯度乙偶姻,是生物法制备乙偶姻产业化发展的可靠保障。     

乙酸合成途径阻断及NADH氧化酶表达对于谷氨酸棒杆菌生产乙偶姻的影响

【目的】研究乙酸合成途径阻断及NADH氧化酶表达对于谷氨酸棒杆菌生产乙偶姻的影响。【方法】在谷氨酸棒杆菌CGF2中异源表达als SD操纵子构建乙偶姻生产菌株CGT1,考察敲除乙酸生成途径cat和pqo对乙偶姻的影响。然后引入短乳杆菌的NADH氧化酶,在优化的溶氧条件下研究其对乙偶姻产量的影响。【结果】CGT1在摇瓶发酵中可积累6.27 g/L乙偶姻,敲除cat使乙偶姻产量显著提高30.94%,达到8.21 g/L;双敲除cat和pqo没有进一步提高产量。通过优化发酵的溶氧水平,乙偶姻产量达到10.06 g/L。在高溶氧水平下引入NADH氧化酶导致菌株的生长和糖代谢速率提高,但乙偶姻产量略有降低。在分批补料发酵中,重组菌株乙偶姻产量达到40.51 g/L,产率为0.51 g/(L?h)。【结论】在谷氨酸棒杆菌中阻断乙酸合成途径cat能够有效提高乙偶姻产量,NADH氧化酶在高溶氧水平下表达不利于乙偶姻的合成,需要进一步调节表达水平以确定其效果。     

乙偶姻生物合成代谢调控及其应用

许多微生物在糖酵解过程中能够将糖类转化为乙偶姻来避免过度酸化。乙偶姻能够调节NAD＋/NADH的比率并存储碳源。此外,乙偶姻作为一种具有特殊奶油香气的食用香料,广泛应用于食品,烟草、酒类和化妆品行业。近些年研究发现许多植物根际促生菌能够通过产生乙偶姻激活植物对外界环境压力的抗性,激活植物系统抗性,抵御病原菌的侵袭。乙偶姻还可以促进植物生长,提高产量。另外,乙偶姻还是调节根际促生菌与宿主植物相互作用的信号分子。简述乙偶姻的生物合成路径及其调控,并介绍乙偶姻在食品、医药、化工、化妆品、植物保护、生物燃料等方面的应用。     

多粘类芽胞杆菌利用生物柴油副产物粗甘油生产乙偶姻

研究多粘类芽胞杆菌利用廉价底物生物柴油副产物粗甘油批次发酵生产乙偶姻,考察不同pH条件、不同转速下乙偶姻、2,3-丁二醇和乙酸3种主要产物的产量,根据发酵结果设计一种三阶段溶氧调节的方法,结果表明:经76h批次发酵,乙偶姻产量为14.62 g/L,副产物2,3-丁二醇和乙酸分别为1.24和2.93 g/L;副产物量低,且易于分离,可以有效减少后期分离提取产物的成本。     

食品上的应用

924601核黄素杂文生产菌的典型代谢产物对培并物生长和维生素生成的影响「俄〕/Akimova,0.L.…厂Biotekhnologiya一1992,i一49~52〔译自DBA,1992,11(11),92一06325〕 利用核黄素杂交生产菌株枯草杆菌24(质粒pMX45)研究了不同的代谢产物(双乙酷、乙偶姻、丁二醇)对微生物生产核黄素的影响。在发酵终了时用气相色谱法检测双乙酞、乙偶姻、2,3一丁二醇、乙酸乳酸和乙酸。这些化合物对生长和核黄素生产的作用相似。双乙酞对核黄素生物合成的毒性阖值为。.029/l,乙偶姻和2,3一丁二醇的相应值分别为2和159/l。当指数生长期开始时往培养物中加…     

信息库

1 氧初始浓度对乳酸乳球菌、乳酸亚种、双乙酰乳酸生物变种产生双乙酰和乙偶姻的影响 许多乳酸菌,特别是乳酸乳球菌、乳酸亚种、双乙酰乳酸生物变种,能利用柠檬酸产生芳香化合物,例如乙偶姻和双乙酰。后者是新鲜、未熟奶酪中最需要的芳香化合物。柠檬酸发酵途径中,柠檬酸通过柠檬酸透性酶进入细胞,再由柠檬酸裂解酶裂解成草酰乙酸和乙酸。草酰乙酸经脱羧作用产生丙酮酸,再转化成乙醛-硫胺焦磷酸和α-乙酰乳酸。α-乙酰乳酸通过氧化脱羧作用形成双乙酰。乙偶姻     

枯草芽孢杆菌氧化还原感应全局调控因子Rex对乙偶姻合成的影响

【背景】枯草芽孢杆菌体内含有一种可响应胞内氧化还原水平的因子,称之为氧化还原感应全局调控因子Rex (由基因ydiH编码)。Rex可通过感知辅酶NADH/NAD+水平的变化来调节胞内氧化还原平衡。【目的】研究Rex对枯草芽孢杆菌乙偶姻合成和辅因子代谢的相关性。【方法】利用比较转录组挖掘乙偶姻和2,3-丁二醇可逆转化过程中显著差异的基因,并通过Cre/lox基因敲除技术敲除ydiH、acuA (乙酰AcsA)和acoC (二氢脂酰胺乙酰转移酶)。随后,利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)技术分析敲除菌株中乙偶姻相关基因的转录水平。【结果】通过发酵实验发现,敲除ydiH会在一定程度上抑制菌体的生长速率,但发酵前期乙偶姻单位细胞产量和底物转化率都得到了显著提高;敲除acuA和acoC后,对乙偶姻合成、菌体生长和糖耗速率均影响不大;敲除ydiH后,与乙偶姻合成相关基因alsR (alsSD的正转录调控因子)、alsS (α-乙酰乳酸合成酶)、alsD (α-乙酰乳酸脱羧酶)和bdhA (2,3-丁二醇脱氢酶)的转录水平显著上调。【结论】枯草芽孢杆菌氧化还原感应全局调控因子Rex通过抑制与...     

葡萄酒酿酒酵母产生的乙偶姻

乙偶姻是葡萄酒的组分之一。葡萄酒中的乙偶姻含量和饮料的品尝性质有密切关系。但乙偶姻也能通过化学氧化产生双乙酰,或由酵母还原产生2,3-丁二醇,使酒精饮料出现酸败的味道。