多学科交叉发酵工程复合型研究生培养

发酵工程是利用对微生物或其他生物细胞进行改造,在特定的生物反应器内,培养生产某种特定产品的工业化生产过程和技术体系。发酵工程从纯粹依赖经验积累的古老的食品发酵,发展成为食品、农业、医药、化工等生产生活资料的重要生产方式,成为支撑人类可持续发展的关键技术,这离不开交叉学科技术的持续进步。多学科融合交叉和我国在全球产业链的不断上移,必然对新形势下发酵工程复合型人才培养提出更高要求。为不断完善多学科交叉的发酵工程复合型人才培养体系,近年来,研究室不断凝练与提升人才培养理念,积极深化人才培养体系改革。围绕培养方案、招生体系、师资背景、课题设置、科研实践、评价体系等方面展开了系统的研究和实践,推动了发酵工程和相关支撑行业的技术进步,为培养具有学科交叉知识的复合型人才,进而为我国从发酵大国向发酵强国的转变贡献了重要力量。     

双层面调控S. cerevisiae碳流促进L-乳酸积累

摘要：【目的】调控Sacchromyces cerevisiae丙酮酸节点碳流分布促进L-乳酸积累。【方法】利用同源重组方法,将来源于Bovine的乳酸脱氢酶基因LDH整合到S. cerevisiae CEN.PK2-1C基因组中,同时敲除丙酮酸脱羧酶基因PDC1,将碳流导向L-乳酸的积累,构建了基因工程菌S. cerevisiae CEN.PK2-1C[LDH]。在此基础上,通过分析丙酮酸节点处关键酶对NADH的Km值不同,而将来源于Streptococcus pneumoniae 的NADH氧化酶(n     

耐盐氨基甲酸乙酯水解酶的分离纯化及酶学性质

氨基甲酸乙酯是发酵食品中存在的一种致癌物质,酶法去除发酵食品中的氨基甲酸乙酯是消除氨基甲酸乙酯危害的一种重要方法。从小鼠的胃部获得了一株产氨基甲酸乙酯水解酶的肺炎克雷伯氏菌,为了解该氨基甲酸乙酯水解酶的酶学性质,从肺炎克雷伯氏菌中提取获得氨基甲酸乙酯水解酶粗酶液,经硫酸铵沉淀、离子交换层析和凝胶过滤层析分离得到氨基甲酸乙酯水解酶纯酶。通过十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺电泳(SDS-PAGE)分析,估计该酶的分子量约为55 kDa。其水解氨基甲酸乙酯的Km值为74 mmol/L。酶反应的最适温度为55℃,最适pH为7.0。乙二胺四乙酸(EDTA)和二硫苏糖醇(DTT)对该酶有较强的激活作用,而Cu2+和Zn2+则有较强的抑制作用。该酶可耐受高浓度NaCl,对低浓度乙醇也有一定的耐受性,对于酱油中氨基甲酸乙酯的消除有一定的参考意义。     

啤酒花抗性机制的研究进展

酒花苦味酸是构成啤酒风味的重要组分,也是啤酒生产过程中的天然抑菌剂,酒花苦味酸通过降低pH梯度而抑制啤酒花敏感菌生长。研究发现,啤酒花抗性菌是通过膜上转运蛋白将酒花苦味酸泵出细胞外,以降低膜上的质子流速,维持了细胞内的pH梯度。结合近年来酒花抗性相关研究结果,讨论了细胞膜上酒花抗性相关组分与酒花抗性间的关系,提出了酒花抗性机制的模型。     

一株能降解牛奶中过敏原αs1-酪蛋白的蛋白酶产生菌的筛选、鉴定及免疫学研究

从牛奶场附近土壤中筛选得到1株能降解牛奶过敏原蛋白（αs1-酪蛋白）的菌株ExiguobacteriumBBE201110,能产分子量约为55kDa的蛋白酶,酶活达到346．48U／mL,对该酶降解牛奶过敏原（asl．酪蛋白）效果进行免疫学研究（Westernblot）表明,在牛奶中添加4％的酶溶液进行降解20min,酪蛋白特异性清除显著,过敏原蛋白αs1酪蛋白浓度明显的降低。本实验筛得降解牛奶过敏原蛋白（αs1-酪蛋白）的菌株并成功纯化出蛋白酶,具有一定的食品工业开发价值及商业应用潜力。     

一株聚丁二酸丁二醇酯（PBS）降解菌株的筛选鉴定及降解特性

从活性污泥中分离得到一株能以聚丁二酸丁二醇酯（PBS）颗粒为唯一碳源的降解菌株HX01。通过形态特征和16SrDNA序列测定分析,该菌初步鉴定为红球菌属（Rhodococcussp．）。PBS颗粒经过HX01菌株14d的降解培养,失重法测定其降解率可达7．26％,颗粒表面发生显著的色泽变化。进一步研究发现该菌株以PBS颗粒为唯一碳源生长的最适温度和pH分别为30℃和8．0,最适降解的PBS颗粒加入量为30粒于50mL（约15g／L）,在此条件下PBS颗粒降解率达到13．75％。     

碱性果胶裂解酶摇瓶发酵条件的研究

利用碱性果胶裂解酶生产菌株Bacillus subtilis WSH02-02进行摇瓶发酵优化,确定了最适种子斜面培养基、种子摇瓶培养基和发酵摇瓶培养基等培养条件,经14h的摇瓶发酵,酶活最高达到8．29U／mL。     

重组毕赤酵母高密度发酵生产碱性果胶酶的策略

重组Pichia pastoris GS115表达碱性果胶酶的诱导阶段, 最佳初始菌体浓度和甲醇诱导浓度分别为122 g/L和20 g/L, 两者之间最佳比值范围是0.16~0.20 g/g (甲醇/菌体浓度). 在此基础上通过生长阶段甘油的指数流加, 以及诱导阶段基于甲醇比消耗速率和溶氧等参数进行甲醇流加的方式, 将甲醇与菌体浓度比例控制在0.171~0.195 g/g之间. 此时, 酶活达到430 u/mL, 生产强度为4.34 u/mL/h, 实现了碱性果胶酶高效生产。     

嗜热子囊菌利用短链有机酸生产角质酶

以嗜热子囊菌(Thermobifida fusca WSH03-11)发酵生产角质酶为模型,研究微生物利用市政污泥厌氧酸化所产短链有机酸为碳源发酵生产高附加值产品的可能。发现：(1)以丁酸、丙酸和乙酸为碳源时,有机酸和氮元素浓度分别为8.0 g/L和1.5 g/L有利于角质酶的生产;而以乳酸为碳源时,最适有机酸和氮源浓度分别为3.0 g/L和1.0 g/L;(2)改变诱导物角质的浓度,以丁酸、丙酸、乙酸和乳酸为碳源,分别比优化前提高了31.0%、13.3%、43.8%和73.2%;(3)在四种有机酸中,T. fusca WSH03-11利用乙酸的速率最快,平均比消耗速率是丙酸的1.3倍,丁酸的2.0倍及乳酸的2.2倍;以丁酸为碳源时的酶活(52.4 U/mL)是乳酸的1.7倍、乙酸的2.5倍和丙酸的3.2倍;角质酶对乳酸的得率(12.70 u/mg)分别是丁酸的1.4倍、丙酸的3.0倍和乙酸的3.8倍;(4)以混合酸为碳源生产角质酶,T. fusca WSH03-11优先利用乙酸,而对丁酸的利用受到抑制。进一步研究发现,混合酸中0.5 g/L的乙酸将导致丁酸的消耗量降低66.7%。这是首次利用混合酸作碳源发酵生产角质酶的研究报道。这一研究结果进一步确证了利用市政污泥厌氧酸化所产有机酸为碳源发酵生产高附加值产品的可行性,为以廉价碳源生产角质酶奠定了良好的基础。