过氧化氢酶发酵生产条件优化及在染整清洁生产中的应用研究

在以嗜热子囊菌生产过氧化氢酶的摇瓶发酵研究中,获得了适合工业化生产的碳源,即以26g/L的糊化玉米淀粉和1%(v/v)乙醇为混合碳源,过氧化氢酶的酶活达到了1996 u/mL,比优化前提高了25%。在此基础上,重点研究了发酵罐上的主要影响因素溶解氧对发酵的影响,通过分段控制搅拌转速,在52h将搅拌转速从200r/min提高到350r/min,过氧化氢酶最高酶活达到4505 u/mL,与不使用控制溶氧水平策略相比,酶活力提高了2.4倍。此外,还考察了该酶去除过氧化氢的效率,并在实际纺织生产中进行了应用实验,取得了良好的效果。     

辅酶Q10产生菌的抗性筛选及发酵条件优化

以根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)WSHAT12为出发菌株,通过硫酸二乙酯诱变,获得遗传稳定性好的抗L-乙硫氨酸(Eth)突变株WSH-E01,通过进一步的诱变处理,获得L-乙硫氨酸和维生素K3(VK3)双抗性突变株WSH-V01,以双抗性突变株WSH-V01为出发菌株,再进行诱变处理,获得一株X-gal利用能力提高的突变株WSH-X01,与出发菌株WSHAT12相比,突变株WSH-X01的辅酶Q10产量提高幅度达50.6%,同时,对突变株WSH-E01的发酵条件进行优化。出发菌株WSHAT12、突变株WSH-E01、WSH-V01和WSH-X01在优化后的发酵条件下辅酶Q10产量分别达到23.1mg/L、26.8mg/L、29.5mg/L和34.8mg/L。     

酱醪嗜盐四联球菌的分类及特性研究

【目的】对酱油酱醪来源的嗜盐四联球菌进行分类,并比较菌株的生理特性。【方法】采用多位点序列分型和糖类代谢聚类分析相结合的方法对菌株进行分类,通过菌株对环境耐受性分析研究菌株的生理特性。【结果】酱醪来源的12株嗜盐四联球菌被分为两个类群,菌株所属类别与其分离的原生环境存在一定的关联性。嗜盐四联球菌C25、C33、C3、R55耐高盐及高糖能力均较强,菌株C1、R44和R23耐高盐能力较强。虽然嗜盐四联球菌普遍不耐酸,但是菌株C33和R44在酸性培养体系(pH 5.0)中仍能正常生长。较低的培养温度(15℃和25℃)对嗜盐四联球菌的生长有显著抑制。【结论】采用基因型与表型结合的方式成功将酱醪来源的嗜盐四联球菌归为2个类群,不同类群的菌株在耐高渗等生理特性上具有差异性。     

流加发酵法生产生物可降解多聚体

聚羟基烷酸（ＰＨＡｓ）是微生物细胞在其营养不平衡的生长条件下积累的一类胞内聚酯。由于ＰＨＡｓ具有生物可降解性和生物可相容性,因而被认为是替代化学合成塑料最具潜力的多聚体,已受到广泛的重视。目前ＰＨＡｓ中研究和应用的最多的是聚β－羟基丁酸（ＰＨＢ）和３－羟基丁酸与３－羟基戊酸的共聚物Ｐ（ＨＢ－ｃｏ－ＨＶ）。流加发酵技术是提高聚合物生产速率和改进其质量的关键,具体表现在采用Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓｐ．ｋ和Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｅｕｔｒｏｐｈｕｓ,在适宜的流加培养条件下,可达到聚合物在细胞内的最大积累、控制共聚物适宜的聚合分率和得到平均分子量大且分布范围窄的产物。因此针对于某种特定的微生物,研究得到生物可降解多聚体的一套最佳流加培养策略至关重要。     

酒醅中精氨酸利用菌株的分离筛选及其对浓香型白酒中瓜氨酸积累的影响

【目的】分析浓香型白酒酒醅发酵过程中氨基甲酸乙酯前体物质瓜氨酸含量显著增加的原因,确定酒醅中能够利用精氨酸并积累瓜氨酸的微生物,为解析白酒中氨基甲酸乙酯的形成机制提供研究基础和理论依据。【方法】采用高通量筛选技术,从浓香型白酒酒醅中分离具有高精氨酸利用能力和高瓜氨酸积累特性的菌株,并通过基因型和表现型验证以及模拟窖内发酵验证它们对瓜氨酸积累的贡献。【结果】共筛选获得20株具有高精氨酸利用能力的菌株,其中Lactococcus garvieae LD3,Bacillus amyloliquefaciens BG5,Pediococcus acidilactici PH7和Staphylococcus pasteuri SH11具有较高的瓜氨酸生成能力,并可使酒醅中瓜氨酸含量显著增加。【结论】筛选获得的4类微生物均能够通过ADI途径代谢积累瓜氨酸,是导致酒醅瓜氨酸含量增加的原因。     

定点突变改造提高纺锤形赖氨酸芽孢杆菌氨基甲酸乙酯水解酶稳定性

氨基甲酸乙酯(Ethyl carbamate,EC)是一种存在于发酵食品和酿造酒精饮料中的潜在致癌物质。利用生物酶法去除食品饮料中的EC是一种较为安全有效的方法。本研究以来源于赖氨酸芽孢杆菌Lysinibacillus fusiformis SC02的氨基甲酸乙酯水解酶为研究对象,采用计算机辅助设计突变位点,构建了其不稳定区域Q328位点的饱和突变体。通过酶学性质分析发现,突变体Q328C和Q328V在40℃下的半衰期分别提高了7.46和1.99倍,Q328R在高温下也有比原酶更好的耐受性。此外,突变体Q328C对乙醇的耐受性和酸耐受性也有所提高。对氨基甲酸乙酯水解酶分子改造的结果表明,通过改造其不稳定区域Q328位点,可以提高酶的热稳定性及对酸和乙醇的耐受性。     

动物细胞培养技术在人造肉研究中的应用

人造肉作为2018年全球十大突破和新兴科技之一,因其来源可追溯、食品安全性和绿色可持续等优势得到广泛的关注。欧美等国家已经投入大量资源开展细胞培养人造肉研究,未来将对我国的肉制品及食品市场造成一定的冲击。现阶段,细胞培养人造肉生产的挑战在于如何高效模拟动物肌肉组织生长环境,并在生物反应器中实现大规模的生产。尽管动物细胞组织培养技术已经得到深入的研究,并取得了不同程度的成功应用,但由于现有动物细胞组织培养成本与技术要求较高,仍不能实现大规模的产业化培养。因此,对于人造肉的生产来说,开发高效、安全的大规模细胞培养技术是亟需解决的问题,可以有效降低生产成本,实现产业化应用。文中通过介绍基于人造肉生物制造的动物细胞组织培养技术研究现状,具体阐述了目前的挑战和关键技术问题,并初步探讨了其可能的解决策略和应用前景。     

微生物酶法消除黄酒中氨基甲酸乙酯研究进展

氨基甲酸乙酯(Ethyl carbamate,EC)具有致癌性,广泛存在于酒精饮料中。我国的黄酒因EC含量高而带来的食品安全问题越来越受到人们的关注。微生物酶法消除黄酒中的EC具有直接、高效的特性而被深入研究。文中从黄酒中EC的形成机制、酸性脲酶研究现状、氨基甲酸乙酯水解酶研究现状等方面概述了微生物酶法消除黄酒中EC的研究进展及存在的问题。并针对这些问题,提出了寻找新型氨基甲酸乙酯水解酶、Fe~(3+)依赖型双功能酸性脲酶食品级表达与定向进化及双酶并用将尿素和EC一起消除的策略。     

碱性淀粉酶的发酵生产及其应用研究进展

碱性淀粉酶是诸多碱性酶中的一种,指的是其最适稳定及反应pH值在碱性范围内,在碱性环境中可以保持稳定且可高效催化降解淀粉。碱性淀粉酶在纺织、洗涤剂、医药、食品等领域具有广泛应用。利用嗜碱微生物可以生产碱性淀粉酶。以下综述了碱性淀粉酶的发酵生产及其应用的研究进展。     

一株具有藻毒素清除功能的干酪乳杆菌细胞高密度发酵条件优化

为提高一株具有藻毒素清除能力的干酪乳杆菌Lactobacillus casei BBEi0—212单位体积的活菌数,针对其营养需求,研究了不同碳源、氮源、缓冲盐、微量元素及生长因子对该菌株生长情况及发酵特性的影响。通过响应面法对碳源、氮源、生长因子等进行优化,获得最佳培养基配方为：α-乳糖43．8g/L,酵母膏79．5g/L,无水乙酸钠13．12g／L,冰醋酸9．17mL／L,MnSO4·H20190mg／L,吐温-805．15mL/L。经37℃培养18h,菌体干重达到4．97g/L,比在普通MRS培养基中（1．32g／L）提高近4倍。基于乳酸菌发酵过程中的产酸特性,通过外源添加5g／L谷氨酸,促使菌体浓度进一步提高15％,并提前1．2h进入生长稳定期。上述研究结果为食品行业重要生产菌株干酪乳杆菌的高密度培养技术提供了可借鉴的研究思路。