酵母发酵蔗渣半纤维素水解物生产木糖醇

采用二次正交旋转组合设计研究了蔗渣半纤维素水解过程中硫酸浓度与液/固比对木糖收率的影响。回归分析表明,这两个因素与木糖的收率之间存在显著的回归关系。通过回归方程优化水解条件,当硫酸浓度2.4g/L,液/固=6.2,在蒸汽压力2.5×10⁴ Pa的条件下水解2.5h,100g蔗渣可水解生成木糖约24g 。大孔树脂吸附层析处理蔗渣半纤维素水解物,能有效地减少其中的酵母生长抑制物含量,显著改善水解物的发酵性能。用大孔树脂在pH 2条件下处理过的蔗渣半纤维素水解物作基质,含木糖200g/L,产木糖醇酵母菌株Candida tropicalis AS2.1776发酵110h耗完基质中的木糖,生成木糖醇127g/L,产物转化率0.64（木糖醇g/木糖g）,产物生成速率1.15g/L·h.       

代谢改造热带假丝酵母发酵木糖母液生产木糖醇

木糖醇是一种在食品、医药、轻工等领域具有广泛用途的多元醇,目前主要通过酸水解木聚糖获得木糖并进一步化学催化加氢方法制备。提取木糖过程中会产生大量的木糖母液副产物,其中含有一定浓度的葡萄糖、木糖、阿拉伯糖等碳源,以及少量的糠醛、四氢呋喃等物质。研究微生物转化木糖母液生产高附加值化学品不仅能够提高木糖母液的利用价值,而且能够减少环境污染。热带假丝酵母不仅能够利用葡萄糖,也具有高效的木糖代谢途径。首先利用代谢工程技术删除了热带假丝酵母菌株的木糖醇脱氢酶基因,获得能够转化木糖积累木糖醇的突变株。在此基础上,评价了突变株在木糖母液培养基中的发酵性能。通过单因素优化实验确定了突变株发酵生产木糖醇较优的发酵工艺:培养基组成为木糖母液300g/L,玉米浆5g/L;最佳发酵条件为:发酵温度35℃,初始p H为5.0,接种量15%,200r/min摇床培养140h。利用优化后的发酵工艺,木糖醇产量达到83.01g/L。初步建立了转化木糖母液生产木糖醇的工艺,为进一步利用木糖母液奠定了基础。     

代谢工程改善野生酵母利用木糖产乙醇的性能

从256个自然样品中筛选得到1株可高效转化D-木糖的酵母。通过生理生化和分子生物学方法鉴定, 证实该菌株是属于Candida tropicalis。以该酵母为研究对象, 增加木糖醇脱氢酶表达量, 通过改变代谢流以达到提高酒精产率的目的。以pXY212-XYL2质粒为基础载体, 构建了含有潮霉素抗性的pYX212-XYL2-Hygro, 电击转化进入野生型C. tropicalis, 潮霉素抗性筛选, 得到含高拷贝木糖醇脱氢酶基因的重组菌株C. tropicalis XYL2-7。重组菌的比酶活达到0.5 u/mg protein, 比原始菌株提高了3倍。实验表明, 重组菌木糖醇得率比原始菌株降低了3倍, 酒精得率提高了5倍。首次通过实验验证了热带假丝酵母利用木糖产乙醇的可行性, 这对研究酵母利用秸秆、麦糠、谷壳等纤维质农业废弃物生产燃料乙醇具有重要启示。     

最新专利文摘

生物转化玉米芯生产木糖醇的工艺方法 本发明提供了一种生物转化玉米芯生产木糖醇的工艺方法,属于功能糖生产技术领域。其工艺方法包括如下步骤：玉米芯的预处理、玉米芯的酶解、液体菌种的制备、木糖醇的发酵生产、发酵液的分离与提纯。采用生物转化玉米芯的工艺生产木糖醇,工序简单、无环境污染,符合环保要求;工艺过程条件温和,常压下操作,易于安全生产;生产收率高,降低了运行成本,提高了产品的市场竞争力,促进了行业的可持续发展。     

一株高效利用木糖的酵母菌的分离及鉴定

从256个自然试样中筛选到1株高效转化D-木糖为木糖醇的酵母菌株441-28—1。初始木糖质量浓度为90g/L的条件下,24h内的木糖利用效率为3．0g／（L·h）。通过高效液相分析,菌株441-28—1的主要代谢产物为木糖醇。在初始木糖质量浓度为65g/L的条件下,摇瓶分批发酵,木糖醇生成速率达1．1g／（L·h）,木糖醇转化率为70％。经过形态、生理生化特征测定,以及ITS序列分析（GenBank的登记号为EU121523）,将441-28—1菌株鉴定为热带假丝酵母（Candida tropicalis）。Candida tropicalis（热带假丝酵母）已保存于中国高校工业微生物资源数据平台,保藏编号CICIM Y0092。     

木糖醇微生物转化的研究

一、引言 木糖醇是一种被广泛用于国防、医药、食品和化学等工业的五碳糖醇。木糖醇也是一种具有营养价值的甜味剂,由于它的代谢不需胰岛素,可作为糖尿病人的食糖代用品。另外木糖醇还可以作为防龋食品。目前国内外生产木糖醇的方法是化学法,即由农业纤维废料如玉米芯和甘蔗渣等经酸水解和提     

代谢木糖和葡萄糖的重组酿酒酵母的构建*

为使酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)YS58代谢木糖产乙醇,采用PCR方法克隆得到树干毕赤酵母(Pichia stipitis)木糖醇脱氢酶基因xyl2,并将该基因和克隆得到的休哈塔假丝酵母(Candida shehatae)缺终止子的木糖还原酶基因xyt1一起连接到酵母表达载体pYES2的强启动子GAL下,得到融合表达载体pYES2-P12。通过醋酸锂转化的方法将pY- ES2-P12转入S．Cerevisiae YS5     

瑞氏木霉木糖代谢关键酶基因在不同碳源条件下的表达

用20种不同的碳源(包括单一碳源和混合碳源)分别培养瑞氏木霉(Trichoderma reesei)QM9414。通过一系列Northern杂交分析检测瑞氏木霉木糖还原酶(XR),木糖醇脱氢酶(XDH)以及转醛醇酶(TAL)mRNA的表达情况。实验结果证实,槐糖和木二糖是xr和xdh表达的强诱导物,阿拉伯糖和乳糖也有较强的诱导作用。葡萄糖在培养基中的存在阻遏该二基因的表达。当葡萄糖耗尽以后,培养基中不存在任何诱导物的情况下,xr和xdh以一定的基础水平进行转录。相比较,tal基因在每种碳源上都是强表达。     

可同化阿拉伯糖的木糖还原酿酒酵母菌株构建

[目的] 以秸秆等木质纤维素类生物质为原料生产液体生物燃料乙醇,目前生产成本高,大规模工业化生产尚有较大难度。构建能同化阿拉伯糖进行木糖还原生产木糖醇的重组酿酒酵母菌株,以实现原料中全糖利用、生产高附加值产品,实现产品多元化。[方法] 首先,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术依次向出发菌株中导入阿拉伯糖代谢途径和木糖还原酶基因,使菌株获得代谢阿拉伯糖和将木糖转化为木糖醇的能力;其次,通过适应性驯化的进化工程手段,提高重组菌株对阿拉伯糖的利用效率;最后,通过混合糖发酵验证重组菌株利用阿拉伯糖和还原木糖产木糖醇的能力。[结果] 通过导入植物乳杆菌的阿拉伯糖代谢途径,酿酒酵母菌株获得了较好的利用阿拉伯糖生长繁殖的能力;进一步导入假丝酵母的木糖还原酶基因后,重组菌株在葡萄糖作为辅助碳源条件下可高效还原木糖产木糖醇,但阿拉伯糖的利用能力下降。利用以阿拉伯糖为唯一碳源的培养基进行反复批次驯化,阿拉伯糖的利用能力得以恢复和提升,得到表型较好的重组菌株KAX3-2。该菌株在木糖（50 g/L）和阿拉伯糖（20 g/L）混合糖发酵条件下发酵72 h时,对阿拉伯糖和木糖利用率分别达到42.1%和65.9%,木糖醇的收率为64%。[结论] 本研究成功构建了一株能有效利用阿拉伯糖并能将木糖转化为木糖醇的重组酿酒酵母菌株KAX3-2,为后续构建、获得阿拉伯糖代谢能力更强、木糖醇积累效率更高菌株的工作奠定了基础。     

热带假丝酵母XYL1在Pichia pastoris中的表达及固定化细胞发酵生产木糖醇

利用克隆获得的具有双重辅酶依赖性的热带假丝酵母xyl1基因,通过表达载体pGAPZB转入巴斯德毕赤酵母X-33,采用海藻酸钙凝胶包埋法固定该重组菌,研究固定化条件下玉米芯水解液的发酵特性,实现对玉米芯等农业废弃物资源的利用。结果表明,转化xyl1基因的巴斯德毕赤酵母X-33的总酶活达到1.64U/mg。固定化细胞的最适发酵条件为pH 6.0、30℃、接种量20%、装液量28%、转速130r/min,木糖醇转化率为37.5%。为生物转化法大规模生产木糖醇以及乙醇提供新的选择途径。