粘质沙雷氏菌G1利用玉米浆干粉和磷酸氢二铵生产2,3-丁二醇的研究

研究了几种工业氮源对粘质沙雷氏菌G1发酵生产2,3-丁二醇的影响,在确定玉米浆干粉为氮源的基础上,利用Plackett-Burman(PB)实验和响应面法(RSM)实验对玉米浆干粉和磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]的浓度进行了优化,确定优化培养基(g·L-1)为:蔗糖90,玉米浆干粉20.32,(NH4)2HPO47.21,NaAc 4,柠檬酸钠14,MgSO40.5,Fe-SO40.02,MnSO40.01。并以此优化培养基进行了摇瓶和分批补料发酵,结果表明,摇瓶发酵中,90g·L-1的蔗糖最终被转化成43.06g·L-1的2,3-丁二醇;分批补料发酵中,2,3-丁二醇浓度为128.28g·L-1,产率为2.67g·L-1·h-1,转化率为0.48g·g-1蔗糖。以玉米浆干粉和(NH4)2HPO4为氮源,2,3-丁二醇浓度较高,培养基的成本大幅降低,为工业化生产奠定了基础。     

粘质沙雷氏菌对重金属的耐受性和去除作用

微生物修复是治理重金属污染的重要手段之一。本文考察了粘质沙雷氏菌对重金属Cu²⁺、Zn²⁺和Cr⁶⁺耐受性和去除作用。结果表明,粘质沙雷氏菌对重金属Cu²⁺、Zn²⁺、Cr⁶⁺具有良好的耐受性,耐受程度表现为：Zn²⁺> Cu²⁺>Cr⁶⁺。不产灵菌红素时,最大耐受浓度分别为100～150 mg/L、200～250 mg/L、50～100 mg/L;产灵菌红素时能增加菌体对重金属的耐受性,最大耐受浓度分别为150～200 mg/L、>250 mg/L、150～200 mg/L。菌体对重金属的去除效果表现为Zn²⁺>Cr⁶⁺> Cu²⁺,48 h内最大去除率分别为分别为63.3%、44.5%、32.3%。     

粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的鉴定

从柠檬酸厂糖化车间酸性土壤中筛选得到一株产红色素的粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）ZSG,菌株发酵液经酸性甲醇萃取、浓缩、硅胶柱层析、薄层色谱和柱色谱等分离纯化后,得到灵菌红素纯品,并采用紫外可见吸收光谱、红外光谱、液质联用分析对其结构进行了表征。     

2,3-丁二醇发酵过程的菌体生物质回收利用初步研究

研究了在粘质沙雷氏菌利用蔗糖生产2,3-丁二醇过程中,回收利用菌体制备溶菌液替代发酵培养基中氮源。摇瓶发酵培养中,2,3-丁二醇浓度为39.3 g.L-1,与酵母粉作为氮源相比,产物浓度相近;以多次回收废菌体制成的溶菌液替代酵母粉作为氮源,2,3-丁二醇浓度略低。3.7 L发酵罐实验中,共有221.95 g.L-1蔗糖被利用,2,3-丁二醇最高浓度为109.2 g.L-1,2,3-丁二醇转化率达到0.492 g.g-1、产率达到2.6 g.L-1.h-1。     

微生物发酵法生产2，3-丁二醇的研究

采用响应面法(RSM)对产酸克雷伯氏菌发酵葡萄糖生产2,3-丁二醇的培养基进行了优化。依次通过Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验和中心复合实验确定尿素和乙酸的最佳组合为：尿素浓度5.13 g·L-1、乙酸浓度0.703g·L-1。在最佳发酵条件下,2,3-丁二醇得率达0.456 g·g-1,较初始条件提高...     

培养条件及培养基组分对粘质沙雷氏菌生长及产D-乳酸的影响

通过摇瓶实验,确定粘质沙雷氏菌发酵生产I）-乳酸的培养条件为：温度34℃,pH值6．5,种子液接种量5％,载液量为150mL／500mL,采用前期通气有氧培养至菌体对数生长后期、而后厌氧发酵产酸的两阶段培养工艺。考察培养基各组分对菌体生长及乳酸产量的影响,确定葡萄糖及酵母粉作为碳、氮源,并补充添加适量的无机氮。培养基各组分如下（g·L^-1）：葡萄糖15,酵母粉15,KH2P041．5,K2HP04·3H2O2．0,MgSO4·7H2O1．0,FeSO4·7H2O0．03,MnSO4·H2O0．005,以此培养条件及培养基配方进行摇瓶发酵,D-乳酸产量由（13．5±1．29）g·L^-1提高至（29．0±1．42）g·L^-1,提高一倍以上,光学纯度大于97％。     

粘质沙雷氏菌HB-4吸附重金属镉的机制

从重金属污染土壤中筛选出1株对Cd²⁺具有高耐受能力和高吸附容量的菌株HB-4,经16S rDNA序列分析鉴定为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）。该菌株能在Cd²⁺浓度为300 mg·L^-1的条件下正常生长;对Cd²⁺的最大吸附量为（154.7±0.9（ mg·g^-1。考察了Cd²⁺初始浓度、pH、盐浓度以及共存离子对HB-4吸附Cd²⁺的影响,结果表明：pH=3.0~8.0时,对吸附效果无影响;NaCl含量为8.0%时,菌株对Cd²⁺的去除率仍可达到49.9%±0.1%;Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺与Cd²⁺共存时,几种重金属离子的去除率分别为98.7%±0.2%（Pb²⁺）、44.6%±0.6%（Zn²⁺）、52.7%±0.1%（Cu²⁺）和64.2%±0.3%（Cd²⁺）。解吸实验证明了HB-4对Cd²⁺极强的吸附能力,洗脱液pH=7.0时,解吸率小于2%。检测了细胞内外镉的分布情况,并利用SEM、XPS和FTIR对吸附机理进行了研究,推断HB-4对Cd²⁺的吸附机理为胞外吸附和胞内摄取。     

Klebsiella pneumoniae发酵菊芋生产2,3-丁二醇的初步研究

对Klebsiella pneumoniae发酵菊芋块茎生产2,3-丁二醇进行了初步研究,通过摇瓶实验考察了不同碳源及培养基中微量元素对发酵的影响. 结果表明,菊芋是良好的发酵2,3-丁二醇的底物,以其为底物时产物浓度和生产强度比葡萄糖发酵提高了42%以上,培养基中不添加微量元素对菊芋发酵基本没有影响,因而可简化培养基成分以降低生产成本. 在发酵罐批式流加实验中,发酵56 h菊芋发酵的产物浓度和生产强度分别为81.47 g/L和1.45 g/(L×h),与葡萄糖发酵结果相当.     

固定化沙雷氏菌脂肪酶拆分(R,S)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯

利用海藻酸钙-戊二醛交联法对本实验室筛选到的一株能选择性拆分(R,S)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯〔(R,S)-HPBE〕的沙雷氏菌脂肪酶进行固定化,并对固定化脂肪酶的酶活和拆分条件进行了研究。结果表明,最适反应温度为50℃,pH=7.0,底物浓度40 mmol/L,ρ(酶液)=200 g/L,在该条件下,反应10 h后,(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯〔(R)-HPBE〕产率达93.4%,光学纯度(e.e.)为96.2%。连续反应12批次,固定化脂肪酶仍可使(R)-HPBE产率维持在80%以上。     

两株Klebsiella pneumoniae菌发酵生产2,3-丁二醇的比较

对两株克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)批式流加发酵生产2,3-丁二醇进行了研究,结果表明,K. pneumoniae CICC 10011代谢产生的各种有机酸和乙醇浓度均明显低于K. pneumoniae DSM 2026,发酵56 h,目标产物(2,3-丁二醇+乙偶姻)浓度为85.61 g/L,生产强度为1.53 g/(L×h),葡萄糖质量转化率为45%. 对2株克雷伯氏菌发酵的代谢流量分析表明,K. pneumoniae CICC 10011是生产2,3-丁二醇的优良菌株.     

利用肺炎克雷伯氏菌以葡萄糖和磷酸铵盐为底物生产2,3-丁二醇

1 INTRODUCTION Interest in microbial production of 2,3-butanediol has been increasing recently due to the extensive indus-trial application of this product. This colorless and odorless liquid with a high boiling point and a low freezing point is a potential valuable fuel additive. Its heating value is 27.198kJ·g-1, which is quite near the value of ethanol (29.055kJ·g-1). Besides, condensation of diol to methyl ethyl ketone (MEK) coupled with subsequent hydrogenation yields octane isom…     

Production of 2,3-Butanediol by Klebsiella Pneumoniae Using Glucose and Ammonium Phosphate

The production of 2,3-butanediol by Klebsiella pneumoniae from glucose supplemented with different salts was studied. A suitable medium composition was defined by response surface experiments. In a medium containing glucose and （NH4）2HPO4, the strain could convert 137.0g of glucose into 52.4g of 2,3-butanediol and 8.4g of acetoin in shaking flasks. The diol yield amounted to 90% of its theoretical value and the productivity was 1-1.5g.L^-1.h^-1. In fed-batch fermentation, the yield and productivity of diol were further enhanced by maintaining the pH at 6.0. Up to 92.4g of 2,3-butanediol and 13.1g of acetoin per liter were obtained from 215.0g of glucose per liter. The diol yield reached 98% of its theoretical value and the productivity was up to 2.1g.L^-1.h^-1.     

生物转化法生产2,3-丁二醇的研究

介绍国内外关于生物转化法生产2,3-丁二醇的研究情况,其中包括转化过程中菌种的选择及其改造、发酵底物的选择、发酵条件及产量、产物的分离提纯方法等。并对该生物转化过程提出一些新的改进方法,以期降低生产成本,解决日益严重的能源危机和环境污染等问题。     

盾叶薯蓣糖化液发酵生产2,3-丁二醇

利用克雷伯氏杆菌以盾叶薯蓣糖化液为底物发酵生产2,3-丁二醇(2,3-BD),考察了2,3-BD浓度、生产强度、有机酸生成及代谢流量分布情况. 结果表明,盾叶薯蓣中的有机酸成分能促进三羧酸循环途径和乙酸途径的代谢流,减弱琥珀酸途径的代谢流,从而提高2,3-BD的浓度. 以盾叶薯蓣糖化液为底物,采用批式流加方式,补加固体葡萄糖,发酵56 h,发酵液中2,3-BD最终浓度达到80.20 g/L,乙偶姻与2,3-BD浓度之和最终达到86.19 g/L,生产强度达到1.54 g/(L×h),比单独以葡萄糖为底物时分别提高了8.50%, 7.38%和7.69%.     

2,3-丁二醇发酵过程中葡萄糖碳流分配数学模型

产酸克雷伯氏菌Klebsiella oxytoca在利用葡萄糖产2,3-丁二醇过程中,底物葡萄糖主要有7种去处:转化为生物量;通过TCA循环支路产生CO2和H2O;通过各发酵支路分别产生2,3-丁二醇、乙醇、乙偶姻、乙酸以及乳酸等代谢产物.在拟稳态假设的基础上分别利用ATP及辅酶平衡建立了该过程中葡萄糖碳流在这7条支路之间分配的数学模型,着重分析了氧气供给量对发酵过程影响的相关机制;并应用实验数据回归了模型参数,将模型预测值与实验值进行了比较.结果表明,模型预测值与实验值较吻合,该模型能较好地反映Klebsiella oxytoca发酵产2,3-丁二醇过程中葡萄糖碳流的分配规律,对利用溶氧合理控制代谢流分布具有一定的指导意义.     

1,4-丁二醇生产废水处理工艺的研究

以河南某化工厂的1,4-丁二醇生产废水为研究对象,采用厌氧-SBR-O3工艺,对此工艺的处理效果进行研究。结果表明,进水CODCr为4 000 mg/L,单纯使用厌氧-SBR工艺其出水无法达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级A标准。而将其出水进行高级氧化,可使CODCr达标,系统运行稳定。     

柠檬酸钴协同聚磷酸铵阻燃TPU的研究

通过柠檬酸钴(CoC)协同聚磷酸铵(APP),制备阻燃热塑性聚氨酯弹性体(TPU)复合材料,研究TPU复合材料的阻燃性和热稳定性。结果表明：CoC能够降低TPU/APP的热释放量和烟生成量。TPU/APP/CoC(0.125%)的THR和p SPR值分别比TPU/APP降低56.8%和31.5%。TPU/APP/CoC(0.5%)具有最高的FPI值(0.32(m²·s)/kW)和最低的FGI值(2.16 kW/(m2·s))。CoC能够在高温下分解成金属氧化物,促进APP分解并生成聚磷酸(盐),催化TPU成炭,改变凝聚相炭层结构,提高炭层的致密性和石墨化程度,形成隔热隔氧炭层,提高TPU的阻燃性和抑烟性。     

浅析柠檬酸钠的清洁化生产

针对柠檬酸发酵和柠檬酸钠生产的特点(如主要原材料、发酵废液、废渣等),从节能降耗、原料的最有效利用及废物综合治理等清洁生产角度开展深入地探讨,借鉴近年来不断涌现出来的新理论、新技术,对现有柠檬酸钠生产工艺的两个主要环节进行系统的研究,改革创新,提出符合清洁化生产的新工艺。针对现有工艺解决三个层面的问题:一是提高原料的利用水平;二是降低产品的能源消耗水平;三是充分利用生产过程中废水、废渣,变废为宝。其中既涉及到生产工艺的重新调整,又探讨了一些新技术、新工艺在柠檬酸钠生产中的应用。