帝斯曼投资中国生物材料产业

帝斯曼集团旗下的帝斯曼风险投资目前宣布,投资参股天津国韵生物科技有限公司的共两千万美元的融资项目,用于在天津泰达开发区建设中国最大的聚羟基脂肪酸酯（PHA）生产基地。该PHA生产基地将于2008年第二季度动工,预计2009年初可投入生产,建成后年生产量可达1万吨。     

我国生物基材料发展的现状及方向

随着人们对气候变化和化石资源枯竭等问题的关注,低碳、环保、可持续的经济发展模式日益为世界各国政府所重视。将可再生的原料转化为生物高分子材料或者单体,进而开发各种产品,获得环境友好的功能性材料,能够降低碳排放,缓解石油危机,已经成为全球研究的热点领域。文章对我国聚羟基脂肪酸酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、二氧化碳共聚物、聚对苯二甲酸丙二醇酯和淀粉基材料等生物材料的研究和产业化情况进行了总结,并讨论了其未来的发展方向。     

生物材料PHA的发酵与提取工艺改进

聚羟基脂肪酸酯,英文全称为,Polyhydroxyalkanoates,简称就是我们经常说的"PHA",作为细菌合成的一项重要生物聚酯材料,加上自身具有的生物相容性和生物可降解性,PHA已经被广泛应用于生物医学和塑料行业。笔者立足于生物材料PHA的发酵和提取工艺理论基础,结合相关实验经验,对生物材料PHA的发酵与提取工艺改进进行详细论述,以期对我国生物材料PHA的发酵与提取工艺的研究作出一点贡献。     

中国“生物基材料”研究和产业化进展

本文回顾了我国在生物基材料包括聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、丁二酸丁二醇共聚物(PBS)及其单体丁二酸、二氧化碳共聚物(PPC)等产业化领域取得的进展。     

可完全生物降解生物材料项目在鲁投产

深圳市意可曼科技有限公司在山东邹城举办可完全生物降解材料项目投产庆典,这标志着意可曼生物科技有限公司拥有完全自主知识产权、通过基因工程菌种构造法进行生物发酵合成生物高分子材料聚羟基烷酸酯（PHAs）的技术正式实现批量化生产。该项目的产品品级包括注塑级PHAs、吹膜级PHAs、吹瓶级PHAs、板片级PHAs、可发性PHAs、纺丝／无纺布级PHAs、生物弹性体、3-羟基丁酸酯等,可广泛应用于农业、环境、生化、微电、能源、医用等领域。     

聚羟基脂肪酸酯的应用展望

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,简称PHA)是由微生物合成的天然高分子基材料,作为微生物碳源和能源的储备物质。目前,PHA的单体种类有150多种,致使PHA的品种繁多、材料学性质各不相同。PHA具有材料多变性、非线性光学性能、压电性能、气体阻隔性能、热塑性、生物可降解性、良好的生物相容性等特点,使其在塑料包装、化工、医药、农业、生物能源等诸多领域的具有很大的应用前景。文中系统介绍了目前PHA的应用和未来的发展。     

聚羟基脂肪酸酯合成酶的改造和代谢途径构建的研究进展

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHA)是许多细菌在非平衡生长条件下在胞内积累的以颗粒状态存在的碳源和能源储藏物质。PHA因其具有生物可降解性、生物相容性等许多良好的材料性质、可以作为化学合成塑料未来的替代品而引起广泛关注。但由短链脂肪酸或单一脂肪酸单体合成的PHA的材料性质具有局限性,需要利用多种单体合成满足实际需求的PHA材料。PHA合成酶的底物特异性和PHA合成代谢途径决定着PHA的单体组成情况,进而影响着PHA的理化特性和材料性能。因此需要对PHA合成酶进行改造,扩展其对底物的特异性。另一方面需要构建新的PHA合成代谢途径,能合成出一些不常见的且性能优良的PHA材料。综述了近些年对PHA合成酶改造的研究及PHA代谢途径构建的研究进展。     

我国生物基材料的发展和应用状况

近年来，随着石油市场的价格高位波动，国内外加大了对环境和生物技术的投入。环境友好的材料——生物材料．特别是来源于可再生资源的材料得到快速的发展。2006年美国Metabolix公司通过其聚羟基脂肪酸酯（PHA）项目的成功上市以及上市后的良好表现，激发了许多风险投资公司对生物材料项目的积极投入。用工业生物技术，尤其是工业微生物技术可以方便的获得高分子材料，如PHA，或者是用于聚合成高分子材料的单体，如乳酸或丁二酸等。国家科技部重大科技项目“863”、“973”和国家自然科学基金委员会以及国家发展和改革委员会等在2007年都立项对生物基材料进行了支持。     

短须嗜热单孢菌聚羟基脂肪酸酯解聚酶的表达、热稳定性改造及在PHB降解中的应用

聚羟基脂肪酸酯解聚酶(polyhydroxyalkanoate depolymerase,PHAD)可用于聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate,PHA)的降解回收,为开发热稳定性好的PHAD,本研究在大肠杆菌(Escherichiacoli)BL21(DE3)中成功表达了来自短须嗜热单孢菌(Thermomonospora umbrina)的PHA解聚酶(TumPHAD),并通过二硫键理性设计获得了热稳定性提升的突变体A190C/V240C,其最适温度为60℃,比野生型提高20℃,50℃半衰期为7h,是野生型酶的21倍。将突变体A190C/V240C用于典型PHA之一的聚羟基丁酸酯(polyhydroxybutyrate,PHB)降解,在50℃条件下,PHB的2 h和12 h降解率较野生型分别提高了2.1倍和3.8倍。本研究获得的TumPHAD突变体A190C/V240C具有耐高温、热稳定性好和PHB降解能力强的特点,对PHB的降解回收具有重要意义。     

腐皮镰孢聚丁二酸丁二酯解聚酶基因优化及在毕赤酵母中的表达

聚丁二酸丁二酯是一种可替代传统塑料的生物降解塑料,有助于解决白色污染问题,但其在自然界中往往降解缓慢,获取高效降解微生物或解聚酶是使其快速有效降解的关键。通过构建重组毕赤酵母表达体系以实现腐皮镰孢聚丁二酸丁二酯解聚酶(FSC)的高效表达。根据毕赤酵母偏好密码子优化FSC的基因密码子,并导入毕赤酵母X33中实现其重组表达。进一步通过单因素实验优化了菌株的产酶条件。结果显示,优化后的FSC基因序列中的157个碱基发生改变,G+C含量由59.6%降低到48.3%,序列同源性为77.34%;构建的重组表达载体p PICZα-FSC转入毕赤酵母X33,结合抗性平板初筛、SDS-PAGE和Western bolt验证,以及摇瓶发酵酶活力测定获得了1株具有较高产酶能力的重组菌株L1;进一步确定其摇瓶发酵培养条件:培养基起始p H 6.0,摇床转速220 r/min,甲醇补加量1%,接种量8%,培养时间72 h,培养温度30℃,此优化条件下菌株发酵液酶活力可达110 U/mL。     

废弃活性污泥中产聚羟基脂肪酸酯菌株Bacillus sp. PB-3的发酵条件优化

通过尼罗红染色法结合荧光显微镜镜检,从废弃活性污泥中分离得到1株高产聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的菌株Bacillus sp.PB-3,经气相色谱法鉴定该菌株胞内产物为聚β-羟基丁酸酯(PHB)。对培养基成分及发酵条件优化后,获得最佳培养方案:12 g/L的葡萄糖为C源,2 g/L的牛肉膏为N源,初始pH 7.5,培养基装液量80 mL,转速为200 r/min,37℃培养48 h,PHB质量分数可达菌体干质量的32.09%,比优化前提高30%。     

可再生生物柴油副产物合成生物材料PHA研究现状

随着生物柴油产业的快速发展,大量的生物柴油副产物必将给生态环境及经济发展带来严重影响。如何利用新思路、新工艺、新技术加工处理副产物,将成为制约生物柴油产业发展的主要因素。聚羟基饱和脂肪酸酯（PHA）是当今生物材料领域最为活跃的研究热点,具有广泛的应用前景,但其生产成本高,选择便宜的合成原料一直是从事PHA研究的科学家们考虑的主要问题之一。将生物柴油副产物用于PHA生产研究,有助于解决副产物过度积累和PHA合成原料成本过高的问题,有利于生物柴油产业的稳定、可持续发展。本文综述了近年来生物柴油副产物用于PHA合成的最新进展。     

利用生物基原料合成聚羟基脂肪酸酯

聚羟基脂肪酸脂(polyhydroxyalkanoates,PHA)是细菌胞内的一类具有相似结构的碳源和能源的储备物,由于它的力学性能与某些热塑性材料聚乙烯、聚丙烯类似,并且可以完全降解进入自然界的生态循环,因而被认为是一种"生物可降解塑料",有可能替代传统的、不可降解的、由石油产品合成的塑料,而受到世界各国的重视.     

由细菌产生的新型生物高分子材料——具新型结构的聚羟基脂肪酸酯PHAs简介

许多微生物能产生聚－β－羟基丁酸酯（PHB）,与淀粉一样作为细胞内的能量和碳源储存物。另外在一定条件下,细菌还可积累具不同结构的单体的共聚松。由荧光假单胞菌Pseudomonas积累的PHAs的结构单元可以是多种多样的。碳链长度可在6－14之间,可由各种饱和的和不饱和的3－羟基脂肪酸组成的。P．oleovorans以正烷烃、正烷基酯或正烷醇为基质,得到的PHAs是以结构单元长度与基质相同的3－羟基脂肪酯为主要组成部分的无视共聚物。含有高达九个碳原子测链的PHAs已可由P.oleovorans利用正烷烃和脂肪酸来合成。P.oleovorans利用1－烯烃或烯酸可合成倒链具不饱和健的聚－β－羟基烷烯酯。通过改变基质中正坡泛与1－烯径的比例,PHAs的不饱和度可由0增加到50％。当以1－辛烯和1－癸烯为碳源时,所得的聚酯主要由β－羟基脂肪酯组成,而链端则是不饱和的β－羟基烷烯酯,侧链可由丙基变化到庚基。最近的研究表明,在生物合成过程中还可在PHAs的侧基上引入部分含Br、Cl、CN的苯基的官能团,或在PHAs合成过程中,可进行β－氧化形成含3－羟酰基的中间产物和再次对脂肪酸进行生物合成。P．oleovorans的这种可将官能团引入聚合物分子链中的特征．为聚合物进行剪裁提供了可能性。     

活性污泥合成聚羟基脂肪酸脂的研究进展

聚羟基脂肪酸( PHAs) 是许多原核微生物在不平衡生长条件下合成的细胞内能量和碳源储藏性物质,同时也是一种可完全生物降解的塑料,由于其良好的环境效应及机械性能而受到广泛关注.使用活性污泥合成PHA既能降低PHA的生产成本,又能充分利用活性污泥资源,减少对环境的污染.综述了活性污泥合成PHA的研究进展, 包括合成PHA的主要微生物、碳源及影响PHA积累的因素.     

贪铜菌利用混合餐厨废油合成聚羟基丁酸酯

餐厨废油是餐厨垃圾处理过程中的附加产物,是一种高含碳量的碳氢化合物.利用贪铜菌(Cupriavidus necator)以混合餐厨废油为单一碳源合成可生物降解塑料——聚羟基丁酸酯(PHB),分析菌株利用餐厨废油合成PHB的最佳条件,并对所合成的PHB进行了性质研究.通过进一步发酵培养,探究对比了不同发酵模式下菌株利用餐...     

利用剩余活性污泥合成聚羟基脂肪酸酯的研究进展

利用单一微生物发酵是现阶段获得聚羟基脂肪酸酯 (PHA) 的主要方式,但过高的生产成本限制了其大规模应用。近年来利用活性污泥菌群混合培养合成PHA被广泛研究。将剩余污泥处理与PHA合成相结合,不仅可以省去纯培养所必需的灭菌环节,同时可以实现剩余污泥的资源化利用。剩余污泥的水解酸化、菌群富集驯化及PHA合成受环境因素影响,深入的生物合成机制研究有助于混合培养合成PHA的推广应用。文中主要介绍利用剩余污泥合成PHA的可行性、影响剩余污泥水解酸化的因素、污泥菌群富集驯化合成PHA及其机制等方面的研究进展。     

一个以可再生资源为原料的新材料产业——"生态塑料"即将诞生

介绍了完全可生物降解塑料PLA、PHA等材料的研究进展和产业化进程。浅析了生物降解塑料国内外发展现状、面临的困难与机遇。建议抓住时机重视和发展来源于可再生资源的生物材料———生态塑料,使之成为一个可持续发展的新材料产业。     

生产聚羟基脂肪酸酯的微生物细胞工厂

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一类由微生物合成的、生物可再生、生物可降解、具有多种材料学性能的高分子聚合物,在很多领域有着广泛的应用前景。以下从辅酶工程、代谢工程、微氧生产等方面综述了微生物法生产PHA的研究进展,并对利用PHA合成基因提高基因工程菌的代谢潜能进行了讨论。     

聚羟基脂肪酸酯(PHA)及其共混纤维研究进展

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是代表性的生物基可降解高分子,其种类超过150种,性能多样、可调。文中综述了PHA的研究概况及潜在应用,介绍了四代商业化PHA的性质及其与其他生物基可降解材料形成共混纤维的研究进展。