功能化离子液体杂多酸盐催化丁二酸铵水溶液直接酯化

将磺酸功能化离子液体有机阳离子与Keggin结构的杂多酸(HPAs)阴离子结合,合成一系列磺酸功能化离子液体杂多酸盐(HPA-ILs),并对其结构进行了表征。将合成的杂多酸盐作为催化剂应用于丁二酸铵水溶液与正丁醇的直接酯化。与HPAs、H₂SO₄、[MIMPS]HSO₄和Nafion^®NR-50 resins等传统催化剂相比,HPA-ILs表现出更好的催化性能,并以 [MIMPS]₃PMo₁₂O₄₀作催化剂,详细探讨并确定了本反应的最佳工艺条件。在丁二酸铵质量分数为50%,催化剂质量分数为1.0%(以丁二酸铵计),醇铵摩尔比为5:1,反应时间为12 h,反应温度为130℃,真空度为0.02 MPa时,最佳酯收率达89.7%。催化剂重复使用6次后,酯收率仍保持在85%以上。     

玉米皮酸水解糖液存放过程中总糖浓度变化趋势的研究

通过温度、pH、梯度总糖浓度以及调pH试剂等因素对玉米皮水解糖液存放过程中总糖浓度变化趋势的影响进行深入研究,实验结果表明:选取NaOH作为调pH试剂比较经济,且选择在80.160 g,L、pH4.0条件下存放可较好保存糖液品质,确定出在0～48 h范围内可选择低温(4℃1至室温(20 ℃)条件下存放,而48～120 h范围内只能选择低温存放(4℃),室温条件下较长存放时间的糖液易被环境微生物发酵利用掉,为玉米皮水解糖液的短期存放提供一定的帮助.     

化学-酶法制备L-酪氨酸

利用化学－酶法由海因衍生物——对羟基亚苄基海因制备Ｌ－酪氨酸,对对羟基亚苄基海因碱解生成酮酸的工艺条件进行了较为详细的研究,并对酮酸酶法转化Ｌ－酪氨酸进行了初步的研究。结果证明根据这条路线制备Ｌ－酪氨酸具有较高的收率,是可行的。     

恶臭假单胞菌Pseudo monas JS-01的发酵动力学

利用自动控制发酵设备 ,首先进行分批发酵实验摸索恶臭假单胞菌PseudomonasJS 0 1的生长与代谢的基本规律 ,然后采用补料分批发酵的方法限制生长基质的浓度 ,测定了一系列 (Ci,μi) ,(μj,qij)数据 ,获得了Kc、μmax、α、β等参数的值 ,并且推导出了细胞生长与产物合成的动力学公式 ,从而证明了用Monod方程描述恶臭假单胞菌PseudomonasJS 0 1生长速率与基质浓度关系的合理性 ,并推导出此菌产酶的类型属于生长关联型     

Actinobacillus succinogenes NJ113产丁二酸过程中的底物抑制

研究了分批发酵条件下以葡萄糖作为底物对产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogene NJ113发酵产丁二酸的影响,针对底物抑制现象,采用变速补料控制发酵罐中葡萄糖浓度的补料分批发酵方式.结果表明,发酵过程中将葡萄糖浓度控制在0～10g/L,以Na2CO3作为pH调节剂,经26h厌氧发酵,消耗60g/L葡萄糖,能积累45.27g/L丁二酸,得率达75.45%,生产强度为1.74g/(L·h),比初始葡萄糖浓度为60g/L的分批发酵周期缩短了18.75%,主产物丁二酸的得率和生产强度分别提高了5.44%和31.82%,副产物甲酸产量有所减少,而乙酸产量有所增加.通过代谢网络中相关酶的酶活分析,解析了补料过程中主副产物的分布.     

不同还原性碳源对重组大肠杆菌厌氧发酵生产丁二酸的影响

以过量表达苹果酸酶的大肠杆菌NZN111为出发菌株,考察菌体对不同碳源的利用情况,并用3L发酵罐以不同还原性碳源作为底物测定发酵过程中菌体生长、代谢物浓度以及NADH量和氧化还原电位值(ORP)的变化.结果表明,以甘露醇、葡萄糖和葡萄糖酸钠作为碳源时,丁二酸收率分别为99.7%,83.0%和40.5%,还原性越强的碳源发酵过程产生的NADH量越多,且NADH量随着发酵时间逐渐降低,发酵结束时ORP分别为-358mV,-367mV和-384mV.由此可知,还原性越强的碳源产生的NADH量越多,发酵结束时丁二酸产量越高,副产物乙酸产晕越低,氧化还原电位值越高.     

材料介导细胞固定化技术在生物发酵中的应用

细胞固定化技术具有高效、反应操作简便、能长时间保持细胞活力且可反复利用、稳定性好、耐受性强等优点,在生物发酵等领域显示出巨大的应用潜力。本文介绍了近年来高分子载体材料、无机载体材料和复合载体材料的细胞固定化技术在生物发酵领域的研究进展,分析了不同材料介导固定化细胞在复杂的环境,如低或高pH、毒性底物和高浓度产物等条件下与游离细胞生长代谢性能差异;并阐述了新型高分子膜材料（中空纤维膜和微米/纳米纤维膜）作为载体在生物发酵中的优势和应用;最后展望了通过设计新型优良聚合物载体来实现人工混菌体系在生物发酵中的可控性和鲁棒性。材料作为生物与非生物中物质界面上的活性和可调成分,为细胞提供了适宜的微环境,在生物发酵领域将得到更广泛应用。     

pH值对Clostridium beijerinckii发酵联产丁醇与氢气的影响及其动力学模型

实验考察了p H值对拜氏梭菌Clostridium beijerinckii IB4厌氧发酵产丁醇及氢气的影响.结果表明,氢气与丁醇的发酵均属部分生长偶联型.p H=6.0有利于发酵前期(0~16 h)菌体生长及产氢,但后期代谢受抑制;p H=4.9时会导致菌体生长缓慢及代谢活力下降;p H=5.2时丁醇及氢气产量分别达12.06 g/L和5.76 L/L,比不调控p H值时提高11.87%及15.43%.在此基础上建立了菌体生长、丁醇积累及氢气生成的分批发酵动力学方程,模型拟合度较高,p H=5.2时菌体停止生长后丁醇生成能力系数比对照增加105.45%,最大产氢速率比对照增加7.45%.     

丁二酸发酵过程的软测量建模研究

生物转化法生产丁二酸的间歇厌氧发酵过程存在明显的不确定性和高度非线性,其中某些参数(如丁二酸浓度)难以在线检测,给过程优化策略的有效实施带来了障碍.最小二乘支持向量机(LS-SVM)是标准支持向量机(SVM)的一种扩展,遵循结构风险最小化原则.将该算法用于丁二酸发酵过程建模.用具有RBF核函数的LS-SVM建立丁二酸浓度的模型,并通过MATLAB 7.0开发工具和径向基(RBF)人工神经网络的建模方法进行比较.结果表明LS-SVM方法比基于RBF神经网络的软测量建模方法降低了83.7%的外推误差,具有更好的泛化能力,使针对丁二酸浓度的在线预估与优化控制成为可能.     

Optimization of Propionic Acid Feeding for Production of Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) in Fed-Batch Culture of Ralstonia eutropha

The feeding method of propionic acid for production of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydro xyvalerate) [P(3HB-co-3HV)] by fed-batch culture of Ralstonia eutropha was optimized to achieve high cell density and high 3HV yield. Effects of different feeding strategies of propionic acid on the production of P(3HB-co-3HV) were investigated. A decline of specific synthesis rate of copolymer and the yield of 3HV unit from propionic acid were observed due to the propionic acid accumulation in culture broth when the feeding solution with high P/G(propionic acid to glucose) ratio was employed. It was further confirmed by controlling propionic acid concentration at a low level in the separate feeding of propionic acid. An optimal feeding strategy was demonstrated to reduce the propionic acid accumulation. The cell concentration, P(3HB-co-3HV) productivity and 3HV unit fraction reached to 163.9kg.m-3, 1.8kg.m-3.h-1, and 10.6%(by mass), respectively, resulting in a yield of 0.33g HV per g propionic acid.