纤维素乙醇工程化探讨

出于对能源安全、大气污染的担忧以及促进农村经济发展的考虑,世界许多国家使用乙醇作为含氧添加剂或交通运输燃料来替代汽油。纤维素乙醇生产原料丰富,且具有明显的低碳排放特性而备受关注。随着全球范围内几套大型纤维素乙醇示范装置的相继试车,工程化问题将得到解决,并有望在2015-2016年完成装置的经济性考核,逐步进入商业化阶段。为避免原料"与人争粮,与粮争地",1代燃料乙醇将逐步向2代纤维素乙醇过渡。本文在综述近期国内外纤维素乙醇产业化概况的基础上,从化学工程和生物工程的角度对预处理、酶制剂及酶解工艺、戊糖/己糖共发酵菌株及工艺、装备等几个方面的技术进展进行剖析,讨论了工程化遇到的主要问题,探讨了我国纤维素乙醇技术的发展方向。     

微波辅助法制备细菌纤维素-纳米银(BC-AgNps)复合材料及其表征

以细菌纤维素(BC)为模板,不同质量浓度的AgNO₃(10、50和200 mg/L)为原料,采用微波辅助法制备细菌纤维素-纳米银(BC-AgNps)复合材料后,再对BC-AgNps进行表征,最后考察它的抑菌性能。经电感耦合等离子质谱检测,复合材料中银含量分别为1.11、2.15和4.86 mg/g;扫描电子显微镜结果显示,AgNps均匀分散在BC上,没有团聚现象发生;使用X线衍射仪及紫外可见光谱均可检测到明显的AgNps特征峰且没有杂峰生成,热稳定性没有发生明显改变。所制备的复合材料具备优良的抑菌性能,对大肠杆菌的抑制率在99%以上,对金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为39.90%、95.74%和99.87%,抑菌率随反应体系AgNO₃浓度的增加而提高。     

木糖高效生物转化的新出路

木糖的高效利用是影响木质纤维资源生物炼制经济效益的关键因素之一,也是构建其工业化生产体系的必要前提,但是木糖生物转化面临着重要的技术瓶颈,必须寻求新的思路。基于对木糖利用的现状及产业发展的综合分析,提出了木糖高效发酵制取木糖酸的新出路,论述了本领域首要的科学和技术问题是发酵抑制物的控制与消除;针对抑制物的问题,提出了细胞生理生化、代谢流分析及分子生物学的多层次和多尺度解析的研究方法;在此基础上,基于系统论的观点提出了菌种选育、原料预处理、抑制物控制与脱除、木糖酸高效发酵的技术集成的研究思路。     

法夫酵母PLX-All发酵纤维素酶水解物合成虾青素*

法夫酵母（Phaffia rhodozyma)PLX-All菌株能够发酵纤维素酶水解物进行虾青素的生物合成。纤维素的酶解物主要为纤维二糖和葡萄糖,在另外添加适量其它营养物后可被法夫酵母发酵用于生长及合成虾青素。摇瓶试验结果表明,培养108h,法夫酵母的生物量可达2.3g／L,虾青素的产率达913.4g／g干细胞,虾青素体积产率为2.1mg／L。在2L罐的发酵试验中,法夫酵母的生物量可达3.23g／L（第96h）,虾青素的产率达581.4g／g干细胞,虾青素体积产率达1.88mg／L。     

增温对高寒草甸群落凋落物质量动态变化的影响

为了解未来增温条件下,青藏高原高寒草甸凋落物质量如何变化,将有助于增强对高寒草甸生态系统碳源/汇效应的认识.该文通过定位可控的增温试验平台,动态监测了凋落物生物量及其质量的变化.结果表明:增温显著地促进了凋落物的分解速率(F=35.757,P＜0.001),降低了凋落物中的C、N含量及其C/N比,但提高了凋落物中的P含...     

Bacterial microbiome of Coptotermes curvignathus （Isoptera： Rhinotermitidae） reflects the coevolution of species and dietary pattern

Coptotermes curvignathus Holmgren is capable of feeding on living trees. This ability is attributed to their effective digestive system that is furnished by the termite＇s own cellulolytic enzymes and cooperative enzymes produced by their gut microbes. In this study, the identity of an array of diverse microbes residing in the gut of C. curvignathus was revealed by sequencing the near-full-length 16S rRNA genes. A total of 154 bacterial phylotypes were found. The Bacteroidetes was the most abundant phylum and accounted for about 65% of the gut microbial profile. This is followed by Firmicutes, Actinobacteria, Spirochetes, Proteobacteria, TM7, Deferribacteres, Planctomycetes, Ferrucomicrobia, and Termite Group 1. Based on the phylogenetic study, this symbiosis can be a result of long coevolution of gut enterotypes with the phylogenic distribution, strong selection pressure in the gut, and other speculative pressures that determine bacterial biome to follow. The phylogenetic distribution of cloned rRNA genes in the bacterial domain that was considerably different from other termite reflects the strong selection pressures in the gut where a proportional composition of gut microbiome of C. curvignathus has established. The selection pressures could be linked to the unique diet preference of C. curvignathus that profoundly feeds on living trees. The delicate gut microbiome composition may provide available nutrients to the host as well as potential protection against opportunistic pathogen.     

长足大竹象消化道不同分段菌群异质性及竹木质纤维素降解能力

[目的]长足大竹象Cyrtotrachelus buqueti消化道共生菌群参与了竹纤维素的降解.本研究旨在揭示长足大竹象幼虫消化道不同分段共生菌群异质性及木质纤维素的降解能力.[方法]通过对16S rRNA测序对长足大竹象幼虫消化道分段口器(YB)、前肠(YFG)、中肠(YMG)和后肠(YHG)进行菌群组成分析及功能...     

美国生物质资源研究规划与举措分析及启示

发展生物质资源研究对于国家的可持续发展具有重要的战略意义。近年来,美国相继制订若干研究计划或发展路线图,并采取有效举措,持续推动生物质资源的研究、开发和利用。通过分析美国在生物质资源研究领域的重要举措,特别是分析其相关重要规划的具体内容,总结生物质资源研究面临的重要问题和研究热点,对发展我国生物质资源研究提出一些思考建议。     

从白蚁中分离到具有纤维素酶活的贪噬菌

以黄胸散白蚁Reticulitermes flaviceps后肠为材料,分离培养具有降解纤维素能力的微生物,以进一步了解白蚁后肠微生物的种类。通过以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为唯一碳源的富集及选择培养基培养、筛选,获得一株具有纤维素酶活的菌株R3063。形态学鉴定、革兰氏染色观察及16S rDNA基因序列分析表明该菌株属于贪噬菌(Variovorax sp.)。目前尚未见贪噬菌具有纤维素酶活的报道。