木薯和玉米原料丁醇发酵中丁醇丙酮质量比的图论理论计算及其验证

在丁醇发酵产溶剂阶段,乙酸和丁酸的生成途径、消耗途径同时存在,各自形成一个闭环路径。本研究利用图论对丁醇发酵中丁醇丙酮质量比进行了理论计算,并对以木薯和玉米为原料的丁醇发酵进行了模拟计算,结果表明:丁酸闭环路径(L2环)的代谢强度是影响丁醇丙酮质量比的主要因素,并且L2环的代谢强度越弱,丁醇丙酮质量比越高;与玉米原料丁醇发酵相比,木薯原料发酵的m(丁醇)/m(丙酮)提高了16.7%。实验结果证实了以上计算结果:在传统发酵、油醇萃取发酵和生物柴油萃取发酵中,以木薯(适时添加酵母浸粉)为原料的发酵批次与以玉米为原料的发酵批次相比,由于其丁酸闭环路径代谢强度较弱,相应发酵方式下丁醇丙酮质量比分别提高了12.9%、61.4%和6.7%,而且两种原料相应发酵方式的丁醇总产量和生产效率基本持平。另外,高丁醇丙酮质量比的木薯发酵所得改良型生物柴油中丁醇浓度与玉米发酵的相比提高了16%,性能得到进一步提高。     

丙酮丁醇梭菌XY16丁醇发酵特性

以诱变选育的1株突变菌株丙酮丁醇梭菌XY16为对象,对影响该菌发酵特性的相关因素(N源、生长因子、热激)进行研究。结果显示:无机N源乙酸铵比其他N源更有利于丙酮丁醇的发酵,玉米浆或玉米蛋白可以直接替代生长因子进行丙酮丁醇发酵,热激可以提高总溶剂产量,最高可以达到21.28 g/L。该菌还可以同时利用葡萄糖和木糖,当葡萄糖利用完后,木糖才能被有效利用。     

稻草酶法水解液的丙酮丁醇发酵

利用丙酮丁醇梭菌Ｃ３７５菌株发酵稻草酶法水解液,分别研究了氮源、生长因子ＰＨ等因素对发酵的影响。结果表明,在稻草水解液还原糖浓度为４．２８％时,总溶剂为１２．８ｇ／Ｌ,溶剂组成：丁醇：丙酮：乙醇＝６５．８：２３．８：１０．４,溶剂生成率为２９．９％。     

木薯发酵产丁醇的研究

对丙酮丁醇梭菌发酵木薯产溶剂进行研究,分别考察了N源、木薯含量、酶处理条件和培养基pH对发酵产丁醇的影响。结果表明：最佳的产丁醇发酵培养基为木薯粉120g／L,乙酸铵6g／L;木薯粉先用高温淀粉酶按酶量20U／g、90℃水解60min,再糊化30min;发酵初始pH为6．0,发酵96h。在此条件下,5L发酵罐中丁醇产量达到13．5g／L,总溶剂达到22．8g／L。     

丙酮丁醇梭菌发酵菊芋汁生产丁醇

对丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum L7发酵菊芋汁酸水解液生产丁醇进行了初步研究。实验结果表明,以该水解液为底物生产丁醇,不需要添加氮源和生长因子。当水解液初始糖浓度为48.36 g/L时,其发酵性能与以果糖为碳源的对照组基本相同,发酵终点丁醇浓度为8.67 g/L,丁醇、丙酮和乙醇的比例为0.58∶0.36∶0.06,但与以葡萄糖为碳源的对照组相比,发酵时间明显延长,表明该菌株葡萄糖转运能力强于果糖。当水解液初始糖浓度提高到62.87 g/L时,发酵终点残糖浓度从3.09 g/L增加到3.26 g/L,但丁醇浓度却提高到11.21 g/L,丁醇、丙酮和乙醇的比例相应为0.64∶0.29∶0.05,表明适量糖过剩有助于C.acetobutylicum L7胞内代谢从丙酮合成向丁醇合成途径调节;继续提高水解液初始糖浓度,发酵终点残糖浓度迅速升高,丁醇生产的技术经济指标受到明显影响。     

糖蜜发酵生产丙酮丁醇的研究

分离选育出４株丙酮丁醇发酵菌种,分别编号为：ＣＬＳ．００１,００２,００３,００４,都属厌氧核状芽孢杆菌,它们可利用糖蜜发酵产生丙酮和丁醇。经正交试验,选出最佳发酵条件。分离株ＣＬＳ．００４在糖蜜浓度１０￣１５ＢＸ、３５￣３８℃、ｐＨ６．８￣７．２条件下,发酵总溶剂的生成率和糖利用率分别可达到３０％和８５％以上。     

添加有机酸对Clostridium acetobutylicum合成丙酮和丁醇的影响

为提高丙酮-丁醇梭菌厌氧发酵生产丙酮和丁醇的能力,在发酵过程中添加有机酸（乙酸和丁酸）,考察其对菌体生长、溶剂合成影响。实验表明：当添加1.5 g/L乙酸时能够促进菌体的生长,促进丙酮的合成,在600 nm处的最大OD值比参照值高出18.4%,丙酮的最终质量分数提高了21.05%,但不能促进丁醇的合成;当添加1.0g/L丁酸时能够促进菌体生长,促进丁醇的合成,在600 nm处的最大OD比参照值高22.29%,丁醇的最终质量分数比对照组提高了24.32%,但不能促进丙酮的合成。     

丁酸胁迫耦联丙酮丁醇梭菌-酿酒酵母混合培养强化丁醇发酵性能

为改善丁醇发酵性能,提出丁酸胁迫与丙酮丁醇梭菌-酿酒酵母混合培养体系协同作用的新型丁醇发酵优化控制策略.7L发酵罐中,在溶剂生产期(24 h)添加4.0 g/L-broth的丁酸浓缩液和0.2 g-DCW/L-broth的酿酒酵母进行发酵,丁醇浓度、丁醇/丙酮比和总溶剂生产效率与对照相比分别提高35％、43％和79％,达到15.74 g/L、2.83和0.52 g/L/h的最高水平.若将精馏后溶剂混合物作为高效柴油添加剂,柴油添加剂中B∶A∶E比例可达74∶17∶9(w/w)的高水平,产品质量获得显著改善.试验及分析阐明该优化控制策略可大幅诱发赖氨酸的分泌及在梭菌中的吸收/利用,提高梭菌对高丁醇浓度环境的耐受能力,促进丁醇合成;可强化梭菌对底物利用的竞争能力、提高电子往复穿梭传递系统中还原力再生速率、产生更多用于丁醇合成的NADH.两者的协同作用大幅提高了丁醇发酵的整体性能.     

限制葡萄糖、葡萄糖/乙酸双底物条件下自由控制丙丁梭菌ABE发酵丙酮浓度和丙酮/丁醇比

提出一种可以提高和自由控制丙丁梭菌ABE发酵丙酮浓度与丙酮/丁醇比的方法。（1）通过控制糖化酶用量、反应时间和温度调节玉米培养基初始葡萄糖浓度,使发酵进入到产溶剂期后,残留葡萄糖浓度降至接近于0 g/L的水平;（2）在葡萄糖受限的条件下,诱导丙丁梭菌合成分泌糖化酶,分解寡糖,将葡萄糖维持于低浓度,进而限制梭菌胞内糖酵解途径的碳代谢和NADH生成速度。与此同时,外添乙酸形成葡萄糖/乙酸双底物环境。在能量代谢基本不受破坏、丁醇未达到抑制浓度的条件下,适度抑制丁醇生产,有效地利用外添乙酸强化丙酮合成;（3）在外添乙酸的基础上,添加适量酿酒酵母,形成丙丁梭菌/酿酒酵母混合发酵体系,提高梭菌对高丁醇浓度的耐受能力。整个发酵体系可以将丙酮浓度和丙酮/丁醇比自由控制在5~12 g/L和0.5~1.0的水平,最大丙酮浓度和丙酮/丁醇比达到11.74 g/L和1.02,并可维持丁醇浓度于10~14 g/L的正常水平,充分满足工业ABE发酵对于丙酮和丁醇产品的不同需求。     

果糖及葡萄糖混合物为底物的丙酮丁醇发酵

旨在以果糖和葡萄糖混合物模拟能源作物菊芋块茎水解液发酵生产丁醇。在培养基初始pH 5.5,发酵过程不控制pH的混合糖发酵中,出现了发酵提前终止现象,终点残糖浓度达23.26 g/L,而丁醇产量仅5.51 g/L。进一步对比混合糖及葡萄糖、果糖不控制pH的发酵结果表明,导致这一现象的原因可能是有机酸毒性太大和pH太低。全程控制pH的混合糖发酵结果表明,高pH条件有利于提高糖利用率,但产酸多,丁醇产量较低;而低pH条件下发酵残糖较多,但丁醇产量相对较高。基于此,文中采用阶段性pH调控策略,即将发酵初期的pH控     

不同生境微生物转化H2/CO2产乙酸及其在合成气发酵中应用

【目的】合成气发酵对大力开发可再生资源和促进国家可持续发展具有重要意义,研究旨在探究不同生境微生物转化H2/CO2产乙酸及其合成气发酵的潜力。【方法】采集剩余污泥、牛粪、产甲烷污泥和河道底物样品在中温(37 °C)条件下生物转化H2/CO2气体,将来源于牛粪样品的H2/CO2转化富集物用于合成气发酵,通过454高通量技术和定量PCR技术分析复杂微生物群落的组成,GC气相色谱法检测气体转化产生的挥发性脂肪酸(VFAs)浓度。【结果】牛粪和剩余污泥微生物利用H2/CO2气体生成乙酸、乙醇和丁酸等,最高乙酸浓度分别为63 mmol/L和40 mmol/L,明显高于河道底物和产甲烷污泥样品的最高乙酸浓度3 mmol/L和16 mmol/L。牛粪和剩余污泥微生物中含有种类多样化的同型产乙酸菌,剩余污泥中同型产乙酸菌主要为Clostridium spp.、Sporomusa malonica和Acetoanaerobium noterae,牛粪中则为Clostridium spp.、Treponema azotonutricium和Oxobacter pfennigii。【结论】同型产乙酸菌的丰富度和数量两个因素都对复杂微生物群落转化H2/CO2产乙酸效率至关重要;转化H2/CO2得到的富集物可用于合成气发酵产乙酸和乙醇,这为基于混合培养技术的合成气发酵提供了依据。     

Caprini血栓风险评分及血清D-D、VEGF、PDGF-B对创伤性骨折患者术后深静脉血栓形成的预测价值及模型构建

摘要 目的：探讨Caprini血栓风险评分及血清D-二聚体（D-D）、血管内皮生长因子（VEGF）、血小板衍生生长因子B（PDGF-B）对创伤性骨折患者术后深静脉血栓形成（DVT）的预测价值,并构建风险预测模型。方法：选取2019年6月至2022年5月徐州医科大学附属医院收治的216例创伤性骨折住院患者为研究对象,依据术后DVT发生情况分为DVT组（62例）和非DVT组（154例）,对比两组Caprini血栓风险评分、血清D-D、VEGF、PDGF-B及临床资料的差异,多因素Logistic回归分析明确DVT的危险因素,建立预测模型,并进行模型的验证,绘制受试者工作特征曲线（ROC）进行效能评估。结果：创伤性骨折患者术后DVT发生率为28.70%。DVT组骨折至入院时间＞24 h患者占比多于非DVT组,凝血酶原时间（PT）、活化部分凝血活酶时间（APTT）、D-D、VEGF、PDGF-B、Caprini血栓风险评分均高于非DVT组（P＜0.05）。多因素Logistic回归分析显示,骨折至入院时间>24 h、血清D-D、VEGF、PDGF-B高水平及Caprini血栓风险评分升高是创伤性骨折患者术后发生DVT的独立危险因素（P＜0.05）。以Logistic回归分析筛选的创伤性骨折患者术后发生DVT的5个独立危险因素,建立预测模型方程：Logit（P）=-0.171 +1.170×骨折至入院时间 +1.041×血清D-D +0.046×血清VEGF +0.100×血清PDGF-B +0.080×Caprini血栓风险评分,内部验证结果显示C-index指数为0.825（95%CI：0.740~0.892）,Calibration曲线显示校正曲线与理想曲线趋近重合（P＞0.05）。使用本研究样本进行外部验证：曲线下面积AUC为0.901、灵敏度为0.887、特异度为0.870,显示该模型具有很高的预测效能,明显高于D-D、VEGF、PDGF-B、Caprini血栓风险评分单独应用的预测效能。结论：骨折至入院时间、血清D-D、VEGF、PDG及Caprini血栓风险评分均是创伤性骨折患者术后发生DVT的影响因素,构建的预测模型对DVT的发生具有较好的预测效能。