利用光合细菌生产聚-β-羟基丁酸酯的研究进展

石油基塑料进入环境后会造成污染并影响人体健康。因此,寻找石油基塑料的替代品成为未来发展的趋势。生物塑料因其具有良好的生物降解性与安全性,近年来备受关注,尤其是作为生物塑料之一的聚-β-羟基丁酸酯(Poly-β-Hydroxybutyrate,PHB),已成为生产生物塑料制品的重要来源。光合细菌(Photosynthetic Bacteria,PSB)是生产PHB的重要原料。PSB可利用废水中廉价的碳源为底物累积PHB,能实现废水资源化,其应用前景广阔。本文系统地总结了目前可生产PHB的PSB菌种、PHB在菌体内的合成途径、影响PSB累积PHB的因素和目前利用废水培养紫色非硫菌(Purple Non-Sulfur Bacteria,PNSB)并累积PHB的研究现状,并对以废水生产PHB的PNSB污水资源化这一技术的工程化应用提出了展望,以期为解决石油基塑料污染与废水资源化提供新的思路与参考。     

植物生产新型生物聚合物PHB的研究进展

聚-β-羟基丁酸酯(polyhydroxybutyrate,PHB)是一种可完全生物降解和具有良好生物相容性的高分子材料,可作为传统塑料的替代品,在塑料、化学药品和饲料市场上具有巨大的商业应用价值。近年来,用植物生产新型生物聚合物PHB的技术取得一定进展,可望通过农业生产提供可再生的工业原料,这使得它具有广泛的发展前景。采用转基因方法可以大幅度提高用植物生产PHB的产量,包括控制启动子来驱使转基因表达,减少内源性酶在竞争性代谢途径中的活性,通过插入的基因来增加聚合物的碳含量。这些研究成果增加了我们对碳的可获取性的了解和区分不同的植物细胞器、细胞和器官类型的能力,推动了用植物生产PHB及其他产物的进展。     

用植物生产塑料的前景

能生产多聚羟丁酸(PHB)(一种可生物降解的塑料)的植物将成为今后开发的有力目标。加州斯坦福Carnegie Institution of Wasbington的Chris Somerville及其研究小组报道,在提高拟南芥属PHB生产水平上取得了显著进展,使PHB浓度提高了100倍以上。关键步骤是利用豌豆序列,将PHB的表达     

生物降解塑料PHB的研究概况

论述了生物降解塑料PHB的生产状况、PHB的性能、生物降解性以及PHB在工农业生产特别是在医学领域中的应用。说明PHB在替代化学合成塑料、缓解环境危机和提供新型功能性生物医用材料等方面具有重要意义。     

美发明可加快生物降解的纳米杂交技术

美国康奈尔大学材料科学与工程系贾内利斯教授研究小组在美国化学学会最新出版的《生物大分子》杂志上发文称,他们发明了一种新的可生物降解的“纳米杂交”聚羟基丁酯(PHB)塑料,其分解速度比现在的任何塑料都要快。PHB塑料可由细菌制得,被广泛认为是石化塑料的绿色替代品,可用于包装、农业和生物医药等。由于PHB塑料的易碎性和其生物降解速度难以预测,尽管在20世纪80年代就有商业化的产品,但其实际应用还很有限。贾内利斯教授及其同事对PHB塑料进行了改良,他们将纳米级的黏土颗粒(或称纳米黏土)掺入PHB塑料中,然后和未经改良的PHB塑料进行比较。结果发现,改良PHB塑料的强度明显高于未改良PHB塑料。经“纳米杂交”的PHB塑料在7周后几乎全部分解,而作为其对照物的未改良PHB塑料却看不到分解的迹象。研究人员还发现,通过控制PHB塑料中的纳米黏土掺杂量,还可对其生物降解速度进行精细调控。美发明可加快生物降解的纳米杂交技术@张春鹏     

塑料马铃薯——生物聚合物的研究

废弃的化学合成塑料已成为自然公害。人们采用塑料中添加淀粉的生物方法,这对解决塑料废物虽不彻底,但已走出了第一步。在不久的将来化学合成的塑料将被生物制造的塑料所取代。今日的农场将转变为塑料生产工厂。几年前英国帝国化学工业公司开始利用真养产碱杆菌Alcaligenes eutrophus生产一种称为聚羟丁酸的聚合物(Polyhydroxybutyrate,PHB),它在细菌中的作用就像人体中的脂肪或植物中的淀粉一样可用来供给能量。A.eutrophus生产PHB需要     

变废为宝：利用活性污泥生产生物可降解塑料聚-3-羟基丁酸酯

活性污泥(简称污泥)是废水处理产生的副产物,量大而且难以处理。本研究通过对污泥的高温热裂解处理,获得可用于培养微生物的营养物质。实验发现污泥热裂解液可以取代培养嗜盐单胞菌Halomonas CJN的氮磷源、酵母膏和微量元素,来生产生物可降解塑料聚-3-羟基丁酸酯(PHB)。进一步发现厌氧发酵污泥热裂解液产生的乙酸可以取代葡萄糖来作为碳源支持微生物的生长。这样,可以实现利用污泥热裂解液来生产生物塑料PHB。通过进一步在Halomonas CJN中构建附加PHB合成路径,可以实现完全用污泥热裂解液来高效生产PHB,粗略估计使PHB的制造成本从30 000元/t下降到20 000元/t,实现污泥变废为宝的目标。     

一株可降解聚β-羟基丁酸酯的真菌

随着全球性“白色污染”的日趋严重和人类对改善自身生存环境意识的日益增强,人们在寻求可与环境同化的高分子材料——生物可降解塑料,取代不能生物降解的塑料,消除“白色污染”。聚(-羟基丁酸酯（PHB）是由生物发酵获得的一种可生物降解的脂肪族聚酯,它除了具有高聚物的基本性质外,其可生物降解性和生物相容性倍受人们关注。因此,PHB作为一种新型的可生物降解高分子材料具有广泛的应用前景。然而,PHB的生物降解特性有其自身的特殊性。首先,PHB作为胞内碳源和能源贮存物,在细胞内易于被本身产生的胞内酶降解。但将其从细胞内…     

德利用工程植物生产可生物降解的塑料

Agrieell Reporter 2003年40卷3期19页报道：已知利用编码β-酮硫解酶（pha A）、乙酰乙酰辅酶A还原酶（phaB）和3-羟基丁酸聚酯（PHB）合酶（pha C）的三种基因细菌（Ralstonia eutropha）的顺序性作用,可使其合成理化特性类似于人工合成聚合物的PHB。由于这种PHB可以生物降解,故认为其可用作工业上生产塑料的原材料。     

由甲醇生产生物可降解塑料

热塑性塑料多羟基丁酸酯(PHB)是一种可被生物降解、对辐射有抗性并具有压电特性(piezoelec-tric property)的材料,广泛用于医学外科、医药、农业、食品工业和环境保护各领域。用微生物发酵法可以生产这种塑料。但是,由于生产工艺中的提     

产聚β-羟基丁酸酯菌株的筛选及发酵条件的优化

作为一类可望替代传统塑料的新型可降解生物高分子材料,聚β-羟基丁酸酯(PHB)日益引起人们的重视。采用尼罗蓝荧光法从污水中初筛得到产PHB的细菌,摇瓶发酵复筛得到一株PHB产量较高的菌株AE13,同时对该菌株的发酵条件进行了正交优化,PHB的产量达到0.85g/L。     

我国聚β—羟基丁酸的研究进展与展望

聚采β-羟基丁酸（PHB）是细菌细胞内积累的一种能被微生物的酶所降解的一种高分子聚合物,作为细胞内的能源和碳源物质。介绍了PHB的特性和应用情况。PHB的合成机理和主要技术方法,我国PHB的研究进展和展望等。     

一株可降解聚b-羟基丁酸酯的真菌

随着全球性"白色污染"的日趋严重和人类对改善自身生存环境意识的日益增强,人们在寻求可与环境同化的高分子材料--生物可降解塑料,取代不能生物降解的塑料,消除"白色污染"。 聚b-羟基丁酸酯（PHB）是由生物发酵获得的一种可生物降解的脂肪族聚酯,它除了具有高聚物的基本性质外,其可生物降解性和生物相容性倍受人们关注。因此,PHB作为一种新型的可生物降解高分子材料具有广泛的应用前景。     

真养产碱杆菌Alcaligenes eutrphus从不同碳源合成可降解塑料:发酵过程及产物种类确定

真养产碱菌利用不同碳源合成可降解塑料聚羟基丁酸(PHB)和聚(羟基丁酸-羟基戊酸)(PHBV).二者可由碳-13核磁共振谱区分,从作者所研究的未见诸文献的该菌碳源衣康酸得到的聚合物,被用来举例说明如何确定它为PHB.此外还述及发酵程序、影响产率的因素及所得可降解塑料应用近况等.     

生物塑料的开发潜力

在我国有很多单位和高校早已开展生物塑料的研发。武汉大学张世炜先生研究一种固氮细菌产塑料物质算是较早的．以后南北方研究人员相继开展了生物塑料的研发,得到了好些产塑料物质的微生物。如真养产碱杆菌(Alcaligenes eutrophus),利用碳水化合物、CO2、氧为基物发酵生产天然多聚物,即聚羟基丁酸酯(PHB,基侧链聚β羟基丁酸酯),产量可达菌体重量的70％;     

一株真养产碱杆菌增菌条件的研究

真养产碱杆菌能生产可降解性塑料聚-β-羟基丁酸(PHB)。对真养产碱杆菌的增菌培养条件进行了研究。通过正交实验得到最佳碳源组合配方,配方是:肉汤培养基基础上添加0.5%丁酸、0.5%酒精和4.0%甘露醇。48h培养结束后,细胞干重达3.891g/L。     

遗传工程改良植物

利用作物生产生物可降解塑料 多羟基链烷酸酯(PHA)是一类可制造部分或整体可生物降解的塑料制品的化合物,存在于各种细菌中。曾通过细菌发酵进行过商品化生产。通过改变发酵过程中所用的碳源和细菌菌株可生产具有各种特性的PHA聚合物。但人们认为,细菌PHA的生产成本比合成塑料高,由此限制了它在消费产品中的应用程度。如果编码PHA生产的基因能够转移并在作物中表达,则可以百万吨的规模低价合成,与之相比,细菌发酵才以千吨规模生产PHA。 为了探讨在植物中合成PHA的可行性,华盛顿Carnegie研究院的研究人员将两个细菌基因(编码合成100%可降解PHA多羟基丁酸(PHB)的酶)转移到拟南芥中。结果发现,转基因植株液泡、核和胞质中含有少量的PHB,但质体或线粒体中却不含PHB。同时,转基因植株生长缓慢、产籽量降低。但若     

真养产碱杆菌二级连续培养系统中稀释率对聚β－羟基丁酸合成的影响

在研究真养产碱杆菌WSH3一级连续培养动力学的基础上,采用二级连续培养系统对不同稀释率下聚β－羟基丁酸的生产进行了研究。结果表明：在一级连续培养系统中,当稀释率为0．2lh^-1时,细胞干重最大值达27．1g／L;二级培养系统中,稀释率为0．14h^-1时细胞干重最大值为47．6g／L;在稀释率为0．12h^-1时,PHB的生产强度达到最大值为2．50g／(L.h)．但胞内PHB含量仅为47．6％;在稀释率为O．075h^-1时,产物对基质的转化率达到最大值为0．38g／g'此时PHB的生产强度达2．14g,(L·h)和胞内PHB含量±72．1％;随着细胞比生长速率的增长,细胞中PHB含量和单位菌体合成PHB的量不断下降。     

利用基因工程菌VG1(pTU14)产聚β-羟基丁酸酯的研究

本文对透明颤菌血红蛋白基因 (vgb)和λ噬菌体裂解基因 (S RRz)在不同宿主大肠杆菌中的外源表达及其在聚β 羟基丁酸酯 (PHB)生产中的应用进行了研究。实验结果表明 ,同时携带vgb、S RRz和 phbCAB三种基因的产PHB基因工程菌VG1 ( pTU1 4) ,经过 82h的摇瓶补料分批培养 ,菌体浓度可以高达 2 5 9g/L ,PHB百分含量则可在 52h时达到 95%以上 ;此外 ,该菌株不仅可以实现摇瓶高密度发酵培养和PHB产品的大量积累 ,还可以同时实现菌体细胞的可诱导裂解破壁 ,因此是一株具有潜在工业应用价值的多功能PHB生产菌株。     

氮源流加对Alcaligenes eutrophus积累聚β-羟基丁酸的影响

以真养产碱杆菌(Alcaligenes eutrophus)为 聚β羟基丁酸(PHB)的生产菌株,在分析了PHB发酵过程参数变化的基础上,进一步探讨了PHB合成期不同的硫酸铵流加速率对PHB合成的影响。研究结果表明,在PHB合成阶段,培养基中氮源的完全缺乏,导致细胞合成PHB能力的下降;在PHB合成期,不同的氮源流加速率对PHB合成过程存在着显著的影响,当流加速率较小时,尽管最终胞内PHB含量很高,但细胞干重、PHB浓度和PHB生产强度都较低。当氮源流加速率过大时,会导致最终胞内PHB含量显著下降,使PHB浓度和PHB生产强度降低。当硫酸铵流加速率在05g/h左右时,可以得到较好的发酵效果。