响应面法优化重组工程菌的发酵工艺条件

目的：对基因改造运动发酵单胞菌的发酵工艺条件进行优化,提高重组菌发酵乙醇产量。方法：使用分子克隆实验操作技术构建重组运动发酵单胞菌,以单因素实验为基础,利用Box-Behnken中心组合实验和响应面分析法,确定了影响重组菌高产乙醇的三个重要因素。结果：成功构建含有YfdZ、MetB基因和Hsp基因的重组菌Zymomonas mobilis HYM,发酵主要影响因素的最佳条件分别为温度28℃,葡萄糖浓度24%（W/V）,pH7.4。在此优化条件下,Zymomonas mobilis HYM的乙醇产量可高达105.0735g/l,比原始菌株乙醇产量提高16.4%。结论：用中心组合设计和响应面分析法优化重组运动发酵单胞菌的发酵工艺条件,显著提高乙醇产量。     

土茯苓中提取总黄酮的工艺研究

采用乙醇溶液提取土茯苓饮片中总黄酮,分析了乙醇浓度、温度、固液比、浸取时间对总黄酮提取率的影响。进行了单因素实验设计,得出优化实验条件：乙醇浓度50%,浸取温度80℃,固液比1:20,浸取时间3h,总黄酮提取率为75.8%。     

废烟叶提取液源尼古丁降解菌分离鉴定和特性

【目的】目前造纸法再造烟叶工艺已经成为我国重要的废烟叶处理和利用方式,该工艺中尼古丁的调控是很重要的待解决问题。从废烟叶提取液(Tobacco waste extract,TWE)中筛选高耐受高活性降解尼古丁微生物用来直接处理烟梗或烟末提取液中的尼古丁,可实现对尼古丁指标的调控。【方法】以尼古丁为唯一碳氮源的基本培养基为筛选平板,从废烟叶提取液中筛选降解尼古丁菌株;对分离获得的菌株进行形态、生理生化和16S r RNA基因序列分析比对,鉴定其种属;获得的菌株分别在基本培养基和废烟叶提取液中考察其生长和尼古丁降解效果。【结果】从废烟叶提取液中获得了一株尼古丁降解活性和耐受力较好的降解菌株Pseudomonas sp.JY-Q,且在TWE中也有较强的降解能力。【结论】Pseudomonas sp.JY-Q可用于水体和TWE环境尼古丁的降解,但共存的葡萄糖对其有抑制作用,有待深入研究。     

小麦幼苗光呼吸与活性氧累积的关系

用Na2 S处理小麦幼苗 ,提高了光呼吸速率 ,减少了O- ·2 的含量 ;用草酸处理 ,降低了光呼吸速率 ,增加了O- ·2 的含量。光呼吸速率的变化与H2 O2 含量无关 ,却与膜脂过氧化水平呈负相关。体外试验表明 :Na2 S和草酸对O- ·2 和H2 O2 没有作用。小麦幼苗中 ,过氧化氢酶活性比乙醇酸氧化酶活性高 3个数量级 ,Na2 S和草酸对乙醇酸氧化酶活性分别有促进和抑制作用 ,却对过氧化氢酶活性没有影响。这些结果表明光呼吸是植物体内防止活性氧积累和伤害的一道防线。     

Kluyveromyces marxianus发酵己糖和戊糖生产乙醇

对利用底物广泛的乙醇发酵菌株马克斯克鲁维(Kluyveromyces marxianus)DL1菌株与工业用乙醇发酵菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)6525利用己糖(葡萄糖、甘露糖、半乳糖)和戊糖(木糖、阿拉伯糖)的情况进行对比研究。结果发现:以己糖为底物时,K.marxianus DL1均表现出细胞生长快、乙醇得率高的特点;在不通气、糖20 g/L条件下,K.marxianus DL1的最大乙醇质量浓度均比S.cerevisiae 6525高出10%左右,细胞量及乙醇生产强度分别是S.cerevisiae 6525的近2和1.7倍。当以戊糖为底物时,K.marxianus DL1可以利用木糖和阿拉伯糖;在不通气、糖20g/L条件下,K.marxianus DL1利用木糖产木糖醇和乙醇,乙醇终质量浓度可达7.68 g/L,木糖醇质量浓度为9.12 g/L;以阿拉伯糖为发酵底物时,阿拉伯糖醇的产量可达6 g/L左右;而S.cerevisiae 6525不能利用戊糖。马克斯克鲁维酵母比酿酒酵母更适合纤维乙醇生产。     

“纤维素乙醇产业化关键技术研究及示范”项目通过验收

中国科学院过程工程研究所陈洪章研究员主持的中国科学院知识创新工程重要方向项目“纤维素乙醇产业化关键技术研究及示范”以工艺工程一体化研究的总体思路为指导,通过多学科交叉和多种高新技术集成,创立了具有完全自主知识产权的经济合理的秸秆发酵燃料乙醇产业化关键新技术,实现了3000t／a秸秆酶解发酵燃料乙醇示范生产线的连续稳定运转,并使秸秆乙醇的综合成本达到5200元／t,促进了粮食发酵燃料乙醇的经济竞争能力。     

沙柳原料高浓度底物酶解发酵乙醇工艺

为了提高沙柳生物转化过程的经济可行性,考察了沙柳原料经过蒸爆、超微粉碎+稀酸、超微粉碎+稀碱预处理后高浓度底物补料酶解的效果,并对其高浓度水解糖液进行了乙醇发酵。结果表明:蒸爆处理法水解效果最好,通过补料酶解,底物质量分数可以达到30%,酶解液中总糖质量浓度达到132 g/L,葡萄糖质量浓度105 g/L;超微粉碎+稀酸预处理原料底物质量分数可以达到22%,酶解液中总糖质量浓度达到123 g/L,葡萄糖质量浓度73 g/L;超微粉碎+稀碱预处理原料底物质量分数可以达到22%,酶解液中总糖质量浓度133 g/L,葡萄糖质量浓度77 g/L。3种预处理使沙柳原料的酶解糖液都可以较好地被酿酒酵母利用发酵产乙醇,蒸爆处理原料的酶解糖液乙醇发酵效果最好,乙醇质量浓度达到47 g/L。     

响应面法优化嗜热厌氧杆菌X514产乙醇合成培养基

嗜热厌氧杆菌X514(Thermoanaerobactersp.X514)能同时发酵五碳糖、六碳糖并产出乙醇,是纤维素乙醇生产中最具潜力的菌株之一。单因子试验证明,酵母提取物中对X514乙醇发酵起决定性影响的组分为B族维生素,并进一步确定了B族维生素中对乙醇发酵有影响作用的6种维生素。结合培养基中的其他影响因子,应用Plackett-Burman试验设计方法,筛选出X514乙醇发酵的极大影响因子为NH4Cl、烟酸及硫胺素。随后用最陡爬坡试验确定了影响因子最佳取值区域,并利用响应面方法优化合成培养基。优化结果显示,当以5 g/L葡萄糖为底物时,在NH4Cl、烟酸及硫胺素的浓度分别为1.05 g/L、6.4 mg/L及7.0 mg/L的条件下,X514的乙醇产出浓度达到最优理论值34.46 mmol/L。试验验证该条件下乙醇产出浓度为33.78 mmol/L。试验值与理论值接近,原始矿物质培养基中乙醇产出浓度的5.1倍,并与添加5 g/L的酵母提取物培养基的乙醇产出浓度(34.67 mmol/L)相当。     

以玉米秸秆为原料同步糖化发酵生产燃料乙醇

以玉米秸秆为原料,经酸法预处理后,采用同步糖化发酵SSF工艺生产燃料乙醇。正交试验获得的最佳体系为:培养温度34℃、发酵pH值5.5、发酵的液固比8:1、当发酵108h后,乙醇浓度可达8.33g/L。该实验为纤维质燃料乙醇的产业化生产提供技术依据。