微反应器在酶催化合成哌啶甲酸中的研究

哌啶甲酸是哌啶环衍生物的重要前体。赖氨酸环化脱氨酶可以催化L-赖氨酸生产L-哌啶甲酸。为加快赖氨酸环化脱氨酶的催化反应速率,设计并制作了PDMS微芯片作为反应装置,并研究了微通道尺寸、微通道长度和反应液流速对反应速率的影响。在微反应器中最佳反应条件是:微通道尺寸200μm;微通道长度128.4 cm;反应液流速100μL/min。在优化的条件下反应44 h,获得哌啶甲酸2.22 g/L,比在摇管中反应所需时间缩短了1/3。     

改进DNS法测定玉米皮水解液中总糖含量

DNS比色法测定单一戊糖或己糖含量较为精确,但测定戊糖与己糖的混合糖含量存在较大误差,故采用分别测定己糖和戊糖含量的方法对DNS法进行了改进。结果表明:采用改进DNS法测定玉米皮水解液中总糖含量的回收率在98.8%～100.77%之间,RSD=0.71%,明显提高了DNS法测定混合糖含量的精确度。此方法准确、快速、简便,可用于玉米皮水解液总糖含量的定量测定。     

丁二酸发酵液的膜分离过程研究

通过微滤、超滤等膜分离技术对丁二酸发酵液进行了分离纯化,考察了温度、压力差、pH值、循环流速等因素及操作方式对丁二酸分离的影响。丁二酸发酵液经稀释后可直接进行微滤操作,微滤的优化工艺条件为:pH5.0,40℃,△P=0.03MPa,循环流速0.71m/s,采用间歇反冲可降低膜污染程度,维持较高通量;微滤除菌率达99.6%,蛋白质去除率87%,脱色率92%。将得到的微滤液在20℃,pH5.0,△P=0.05MPa,0.83 m/s循环流速下进行超滤,滤液透光率≥60%,蛋白质质量浓度仅5mg/L。经2步膜分离,蛋白质去除率达99.45%,丁二酸收率达93%。     

Chitinibacter sp. GC72的筛选鉴定及其几丁质降解产物研究

为向几丁质酶资源的开发利用提供研究基础,作者筛选获得了一株具有高产几丁质酶活性的细菌。经形态、生理生化及分子生物学研究手段鉴定表明该菌属奈瑟菌科,Chitinibacter属,命名为Chitinibacter sp.GC72。经1L发酵体系检测,其粗酶液酶活可达2835U/g。利用薄层层析法、液相色谱法和质谱法对其酶解几丁质产物进行了分析鉴定,结果表明产物主要为N-乙酰-D-氨基葡萄糖。最后利用该酶进行了多次酶解实验,证实投入3.44U酶量经27h转化可降解200mg几丁质至159mg N-乙酰-D-氨基葡萄糖,收率为79.6%。     

基于PSO的丁二酸发酵动力学模型参数优化

丁二酸是一种重要的化工原料,对丁二酸发酵过程进行模型化研究可以为工艺放大提供必要的基础数据。根据丁二酸发酵过程的实验数据,在已有的丁二酸发酵动力学模型的基础上,采用粒子群优化算法进行模型参数优化研究,求得最优参数并利用其进行过程仿真。结果表明优化后的模型能够更好地模拟丁二酸分批发酵过程。和采用遗传算法进行的研究结果相比,粒子群算法提高了模型计算值与实验测量值的拟合程度,且算法简单,易于实现。     

基于改进自适应遗传算法的动力学模型优化

研究丁二酸是现代工业生物技术中一种重要的生物基产品。生物发酵法生产丁二酸具有高效率、环保性和原料的可持续利用性而受到众多科学家的推崇。建立相对完善的丁二酸发酵动力学模型,既可以帮助研究人员适当减少繁琐的实验工作,又有助于实现对发酵过程培养条件的优化与控制,辅助提高工艺水平。通过对遗传算法的进一步研究,改进了交叉与变异遗传算子,并引入精英保留策略,提出了改进的自适应遗传算法。结果表明,用改进自适应遗传算法优化丁二酸发酵动力学模型参数,在有效解决标准遗传算法收敛速度慢及局部搜索能力不强等问题的同时,能够获得相对完善的丁二酸发酵动力学模型。     

厌氧发酵生产丁二酸的动力学模型

引言 丁二酸(butanedioic acid)作为C4平台化合物,可以用于合成1,4-丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯等有机化学品以及聚丁二酸丁二醇酯(PBS)类生物可降解材料,被美国能源部认为是未来12种最有价值的生物炼制产品之一.     

利用改性载体固定化大肠杆菌产琥珀酸

采用聚乙烯亚胺（PEI）和戊二醛（GA）对棉纤维进行化学修饰,考察了载体改性后的性能和对固定化大肠杆菌产丁二酸的影响。改性后的载体菌体负载量提高了63.3%。培养基中葡萄糖浓度为43 g/L,添加改性棉纤维120g/L,以MgCO3为缓冲盐,进行批式发酵,丁二酸浓度达到29.6 g/L,比未改性棉纤维提高了11.3%;丁二酸收率达到70.5%,比改性前提高了7.5%;丁二酸生产速率达到0.66 g/(L?h), 比改性前提高了37.5% 。对该材料固载的细胞进行7次重复批式发酵,丁二酸产量、转化率和产率没有下降趋势,具有一定的重复稳定性。     

紫外分光光度计法测定硝化纤维素含氮量

为发展绿色无毒、操作简单且结果准确的NC含氮量测量方法,基于硝化纤维素（NC）在碱液中水解后产生的亚硝酸根（NO₂^-）与硝酸根（NO₃^-）的摩尔比与NC含氮量之间的线性关系,采用紫外分光光度计法分析了NC含氮量。在相同的反应条件下水解5种已知含氮量的NC标品,通过紫外分光光度计测定了水解液中的NO₂^-和NO₃^-含量,对测量体系的反应条件进行了优化;通过最小二乘法确定NO₂^-和NO₃^-的摩尔比（y）与NC标品含氮量（x）之间的线性关系;最后用3种验证用NC样品对此法进行验证。结果表明,通过紫外分光光度计可同时测定碱解液中NO₂^-和NO₃^-的含量,其最佳反应条件为：氨基磺酸浓度为20 g·L^-1,反应时间为30 min;在最佳反应条件下得到了R²为0.9893的y与x间的线性关系式;验证结果表明,采用紫外分光光度计法得到的含氮量与实际含氮量非常吻合,相对标准偏差RSD（n=4）均小于0.150%。     

微气泡耦合生物反应器的研究进展

微气泡具有气液接触面积大、气体溶解速率快、上升速度慢和水中停留时间长等理化特征，非常适合于高气液传质效率需求的生物发酵过程。本文介绍了能够耦合生物反应器的几种微气泡发生装置，分别为微气泡分散器、微孔膜、流体振荡器耦合微孔膜和微气泡曝气搅拌桨；并简述了微气泡发生装置耦合搅拌式生物反应器、气升式生物反应器和生物膜反应器在生物反应过程的应用进展；最后回顾了二氧化碳微气泡在生物反应器的应用研究进展。指出微气泡耦合生物反应器的研究仍处于起步阶段，在放大规律和能耗方面仍处于研究空白。微气泡耦合生物反应器的发展对工业生物技术、石油化工、污水处理和资源再利用等的发展具有重要的意义。