生料发酵生产酒精和其中的工程问题

早期的生料水解研究主要基于节能的目的.最新的技术进步、研究和工业实践发现以前未被注意的很多优点,如生料发酵生产提高酒精转化率、单元操作少及体系黏度低等优点.新的生料水解酶的出现使得高浓高强度生料发酵来生产工业酒精和燃料酒精具有很强的竞争力,是未来生物酒精生产的一个重要发展方向.由于生料体系的非均相特性,与传统的发酵过程有相当的不同.控制颗粒的大小,保持良好的传质对发酵的顺利进行很重要.在高浓度发酵时,系统的温度梯度控制也很重要.加强生料发酵体系工程研究对以后的工程设计和工厂优化有重要意义.     

酒精-沼气双发酵耦联工艺中SO42-的控制

SO2-4是"酒精-沼气双发酵耦联工艺"稳定运行的重要抑制物.在耦联工艺中,以中温厌氧出水代替自来水配料进行酒精发酵.通过无预糖化工序的"同步糖化发酵"技术研究,将酒精发酵的初始pH提高到6.0,H2SO4的消耗降低了50%,使SO2-4的质量浓度维持在3g/L的沼气发酵安全范围内.在进行高浓度酒精发酵时,糖化酶的添加量为每克木薯添加140U,发酵54h,最终酒精体积分数达14.7%.糖化酶添加量与常规酒精发酵用量相比,每克木薯增加了糖化酶20 U.     

固态发酵技术提高苹果渣附加值的应用研究

能源危机和苹果渣带来的环境问题促进了固态发酵技术的发展.相对于液体深层发酵,固态发酵在生产中具有处理量大,操作简单,成本低等独特的优势.综述了以苹果渣为原料利用固态发酵技术生产酶制剂、柠檬酸、酒精和蛋白饲料等的研究应用进展,以及存在的问题和前景展望.     

外加肌醇对嗜鞣管囊酵母发酵的酒精产量及其耐酒精能力的影响

嗜鞣管囊酵母(Pachysolen tannophilus)是可以同时发酵葡萄糖和木糖为酒精的菌种,在其生长和发酵培养基中分别添加不同浓度((0～200mg/L)的肌醇以及不同起始浓度的酒精,以考察外加肌醇对嗜鞣管囊酵母生长、产酒精能力和耐酒精能力的影响.结果 表明,添加肌醇前后,嗜鞣管囊酵母的生物量及发酵的酒精产量均有所增加.外加肌醇对嗜鞣管囊酵母生长有轻微的刺激作用,酵母生长最适肌醇浓度为150mg/L;而对酵母生长的耐酒精能力却有明显的影响, 并且,菌种在YEPD培养基中的耐酒精能力高于在YEPX培养基中的耐酒精能力.经实验测定,肌醇对嗜鞣管囊酵母产酒精能力及发酵的耐酒精能力均有显著的影响.发酵培养基中未添加起始浓度的酒精时,菌种发酵的最适肌醇浓度为100mg/L,此时生成的酒精产量为45.20g/L.当分别添加起始酒精浓度为10%和12%时,随着肌醇浓度的增加,菌种发酵生成的酒精浓度均呈上升趋势;肌醇浓度为200mg/L时,两种起始酒精浓度下,酒精的净生成量均达到最大,分别为17.18g/L和16.68g/L.     

外加肌醇和钙离子对酿酒酵母乙醇发酵的影响

酒精发酵是重要的发酵工业之一,在传统的酒精发酵过程中,菌种的酒精发酵浓度低,原料的利用率和酒精的转化率也低,能量消耗大,导致生产效率较差［１］。近年来国内外许多研究者致力于筛选和构建能产高浓度酒精和耐高浓度酒精的菌种,并把这些酿酒酵母应用于浓醪发酵生...     

木薯淀粉原料生料酒精发酵的研究

利用木薯淀粉原料生料酒精发酵,对影响其发酵的主要因素进行单因素和正交试验,确定其发酵温度、pH值、料水比和发酵剂及氮磷添加量等最佳的工艺条件,结果表明:在木薯淀粉中添加占原料重0.4% 的尿素和0.2%的磷酸氢二钾、0.7% 的生料酒精发酵剂以及在料水比1:4、起始pH6.0、35℃条件下发酵5～6d,原料淀粉利用率和酒精产率分别达到85.3% 和48.4%.     

固态间歇补料乙醇生料发酵新工艺

浓醪发酵是酒精生产的发展方向。与现行酒精厂普遍采用的热蒸煮工艺相比, 生料发酵技术的发展使得浓醪发酵更容易进行。本研究首次在生料发酵中直接采用固态原料间歇补料, 比较了STARGENTM生淀粉水解酶间歇补料工艺和传统无补料工艺, 并对不同补料方式进行了研究。结果表明: 与传统无补料生料发酵工艺相比, 在相同的干基配料浓度30%、相同的生料酶添加量0.22%(W/W)的条件下, 采用15%的起始配料浓度、发酵15~25 h进行间歇补料的新工艺, 酒精产量从17.06%提高到18.50%。该间歇补料优化工艺的建立, 丰富了生料发酵技术的应用。     

酿酒酵母呼吸缺陷型和野生型酒精发酵特性的比较分析*

比较了酒精发酵生产菌株IFFI1300及其呼吸缺陷型突变株在酒精产量、发酵动力学、耐酒精能力及与酒精发酵相关的乙醇脱氢酶活性等方面的特性。结果表明：1)发酵终期的酒精产量,45株呼吸缺陷型的平均值与野生型没有显著性差异;但部分缺陷型的酒精产量高于野生型。2)酒精发酵动力学结果显示,呼吸缺陷型酒精产生速度略高于野生型。3)单位重量干菌体的乙醇脱氢酶活性,呼吸缺陷型高于野生型。以上结果提示：呼吸缺陷型用于酒精发酵以提高酒精产量和缩短发酵周期是有潜力的。4)单位体积发酵液的乙醇脱氢酶活性则野生型高于呼吸缺陷型,主要原因在于呼吸缺陷型的生物量明显低于野生型。5)呼吸缺陷型菌株之间的耐酒精能力差别很小,耐酒精能力的高低与酒精产量的高低没有明显的正相关性。一般的,酒精产量高的菌株耐酒精能力较强。在实验结果的基础上,对呼吸缺陷型用于酒精发酵的优越性和可行性进行了讨论。     

Zymomonas mobilis用甜菜底物生产酒精的比较

利用在葡萄糖基质培养基上培养Z.mobilis菌生产酒精比酵母有几个优点.其中最重要的是较高酒精收率(超过理论值95%)和较高酒精产率(高出3—5倍).关于用Z.mobilis在蔗糖基质培养基上进行酒精发酵有两个主要问题.首先,由于果聚精和山梨糖醇付产物的形成,酒精收率减小到理论值的70—80%.其次,在象甘蔗糖蜜这样天然底物中Zmobilis的生长和酒精产量都很低.     

固态发酵反应器

关于固态发酵反应器虽然已有多种形式,但真正用于饲料发酵的固态反应器由于工程放大等难题,目前国内外很少有定型产品,从文献报道固态发酵反应器有以下几种类型。 1 浅盘式发酵器此类反应器很早已应用,作为表面培养的抗生素生产工艺中曾广泛用于药厂。其又可分为带盖式、不带盖式及底部有强制通风和无强制通风等形式。虽然浅盘反应品操作简便,产率较高,产品均匀,但因占体积过大,耗费劳动力大,无法机械化操作等缺点,不适宜在工业生产中应用。     

新技术在农药微生物降解中的应用

近年来,分子生物学及基因工程的迅猛发展,克服了农药微生物降解传统研究中存在的障碍,为农药微生物降解的研究开辟了新的途径。综述了固定化技术、基因工程、多菌复合体的构建以及细胞表面展示技术在农药微生物降解中的应用,并对新技术在农药微生物降解中的应用前景作出了展望。     

限制性酶切片段差异显示及其应用

差异显示技术(DD)-PCR是一种研究基因表达差异的重要而应用广泛的方法,传统的差异显示法由于在PCR时采用Poly（T）引物和随机引物而导致较高的假阳性率和产物的近Poly(A)非编码区的大量扩增。改进后的限制性酶切片段差异显示技术(RFDD)-PCR采用ToqI酶切双链cDNA,连上特殊设计的接头,再用经特殊设计的特异性配对于接头的引物来扩增,因此能重点扩增编码区并能极大地消除假阳性率。由于扩增时引物就带有荧光或放射性核素标记,还使得差异显示条带的检测更为方便、灵敏。本简要介绍了该法的原理、步骤、应用及其优缺点。     

文库筛选与分子进化的核糖体展示新方法

利用适当的文库筛选技术快速、简便地从DNA文库、随机肽库、抗体库或其它蛋白文库中筛选生物活性物质是目前分子生物学研究的一个热点.核糖体展示是一种完全离体进行的功能蛋白筛选和进化鉴定的新技术,避免了传统的活体筛选技术的缺陷,使得文库容量增大、分子多样性加强.本文系统地评述了核糖体展示技术在制备ScFv单链抗体方面的应用,包括ScFv单链抗体模板的构建、体外转录与体外翻译、亲和筛选及筛选效率的测定以及分子多样性和体外进化研究,讨论了核糖体展示技术目前的发展动态、存在问题及发展趋势.     

单链抗体展示系统研究进展

单链抗体(single chain antibody fragment,scFv)是由抗体重链可变区(variable region of heavy chain,VH)和轻链可变区(variable region of light chain,VL)通过柔性短肽连接组成的小分子,是具有完整抗原结合活性的最小功能片段,包含抗体识别及抗原结合部位。相比于其他抗体,scFv具有分子量小、穿透性强、免疫原性弱、易构建表达等优点。目前,scFv最常用的展示系统主要有噬菌体展示系统、核糖体展示系统、mRNA展示系统、酵母细胞表面展示系统和哺乳动物细胞展示系统等。近年来,随着scFv在医学、生物学、食品安全学等领域的发展,使得其在生物合成和应用研究方面备受关注。本文对近年来scFv展示系统的研究进展作一综述,以期为scFv的筛选及应用提供理论基础。     

细菌冰核基因的应用研究

细菌冰核基因的应用研究已成为生物冰核领域的研究热点,研究涉及细菌细胞表面展示、促冻杀虫、报告基因、病原微生物高敏检测、作物抗寒育种等多个领域,显示良好应用前景。通过对国外在该方面的研究现状的综述,和我们在冰核基因促冻杀虫研究方面重要进展的介绍,对今后我们拟开展的这一研究工作进行了展望。     

噬菌体表面展示技术

噬菌体展示技术(PhageDisplayTechniques,PDT)是一种用于筛选和改造功能性多肽的生物技术。自问世以来,它已被广泛应用于生命科学的许多领域。对噬菌体展示技术的基本原理、噬菌体表面展示系统研究以及噬菌体展示技术的应用、展望等进行了探讨,由此可以看出:噬菌体展示技术的进一步发展,必将为生命科学及相关学科的发展带来深远的影响。     

利用丝状噬菌体展示技术进行抗原决定族图谱及其基因工程的研究

噬茵体展示是90年代初发展起来的一种新型表达技术。其主要特点是得到表达的蛋白或肽段能够被展示在病毒粒子的表面,从而使得大规模的专一性选择成为可能。目前此技术已被广泛用于生命科学研究的不同领域。比较突出的有抗体工程的研究,随机抗原决定族库的研究．以及随机肽在新药开发中的研究。本文将集中回顾一下噬菌体展示技术在抗原决定族定位研究中的应用,及其在新型诊断试剂和疫苗开发中的潜在前景。     

体外展示技术及其在抗体工程中的应用

体外展示技术包括核糖体展示技术、mRNA展示技术、DNA展示技术,是在无细胞蛋白质表达体系内将基因型和表型通过一定的方法连接在一起,体外高通量的筛选多肽和蛋白质的技术。抗体的产生是一个不断选择的过程,利用体外展示技术在体外选择针对某一抗原的抗体分子,并结合基因工程技术对抗体进行改造,以产生高亲和力、高特异性的抗体。体外展示技术的研究和应用已越来越广泛,有望成为下一代的抗体制备技术。     

Development of an enzyme activity screening system for β-glucosidase-displaying yeasts using calcium alginate micro-beads and flow sorting

Recent reports on high-speed affinity screening systems for yeast cells using flow cytometry have not been adapted to screening yeast cells that display hydrolyzing enzymes, since the fluorescent molecules which are released from fluoresceinated substrate diffuse into solution after enzymatic reaction. In this research, yeast cells displaying β-glycosidase were individually captured in micro-sized calcium alginate beads by using the newly developed reverse micelle method to prevent diffusion of hydrolyzed fluorescent substrates. By adopting flow sorting to these captured cells, active cells were successfully enriched about 82-fold from a mixed suspension with negative controls. This system should be a useful method for high-speed screening of yeast cells that display various hydrolyzing enzymes and has potential application to screening randomized libraries of enzyme-displayed yeast cells with higher activities.     

分选酶的研究进展及其在生物技术中的应用

分选酶(sortase)普遍存在于革兰氏阳性细菌中,是一类膜结合的转肽酶,负责将表面蛋白共价结合到细胞壁的肽聚糖上。由于其独特的作用机制,分选酶在生物技术领域具有广阔的应用前景,可应用于革兰氏阳性菌的表面展示、蛋白质工程等。